2021年高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》经典习题(提高培优).docx

1、一、选择题1在相同的条件下，先后用甲、乙两种不同的单色光，用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上产生的相邻两条亮纹的间距不同，其中甲光间距较大。则甲光比乙光（）在真空中的波长短在玻璃中传播速度大在玻璃中传播时，玻璃的折射率大其光子能量小ABCD2利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则（）A改用紫外光照射K，电流表中没有电流通过B只增加该可见光的强度，电流表中通过的电流将变小C若将滑动变阻器的滑片移到A端，电流表中一定无电流通过D若将滑动变阻器的滑片向B端移动，电流表示数可能不变3如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出

2、频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是（）A阴极K的逸出功为6.75eVB氢原子跃迁时共发出4种频率的光C保持入射光不变，向右移动滑片P，电流表示数一定变大D光电子最大初动能与入射光的频率成正比4用不同频率的光照射某种金属时，逸出光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线如图所示，图线的反向延长线与纵轴交点纵坐标为-a（a0），与横轴交点横坐标为b，电子的电荷量大小为e，则由图获取的信息，错误的是（）A该金属的截止频率为bB该金属的逸出功为aC普朗克常量为D入射光的频率为2b时，遏止电压为5某金属发生光电效应，光

3、电子的最大初动能Ek与入射光频率之间的关系如图所示。已知h为普朗克常量，e为电子电荷量的绝对值，结合图像所给信息，下列说法正确的是（）A频率大于的入射光不可能使该金属发生光电效应现象B该金属的逸出功等于C仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能会增加D遏止电压随入射光的频率增大而减小6利用如图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压与入射频率之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e，则（）A普朗克常量为B该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大C若用频率是的光照射该金属，则最大初动能为D若要测该金属的遏止电压，则电源右端为负极7如图所示为氢原子的能级图，现有大量处于n=4激发态

4、的氢原子，当其向低能级跃迁时，下列说法正确的是（）A可以产生3种频率的光B由n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光波长最大C由n=4的能级跃迁到n=2能级辐射的光频率最大D电子绕核运动的动能增大8用红光照射光电管阴极发生光电效应时，光电子的最大初动能为Ek，饱和光电流为I，若改用强度相同的绿光照射同一光电管，产生光电子的最大初动能和饱和光电流分别为和，则下列正确的是（）A，B，C ，D，9如图所示，N为铝板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出，铝的逸出功为4.2eV。现分别用能量不同的光子照射铝板（各光子的能量在图上标出），那么，下列图中有光电子到达金属网的是（）A

5、BCD10如图所示，是波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法正确的是（）A所辐射的光子的频率最多有6种B由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小C从高能级向低能级跃迁时电子的动能减小、原子的势能增加、原子的总能量减小D金属钾的逸出功为2.21eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有2条11卢瑟福在用粒子轰击金箔时，可以证明原子的核式结构的证据是（）A几乎所有的粒子运动方向没有发生明显变化B粒子在穿过金箔时做匀速直线运动C少数粒子发生了大角散射D粒子与电子碰撞时动能有较大的损失12如图a为氢原子的能级图，大量处于n=2激发态

6、的氢原子吸收一定频率的光子后跃迁到较高的能级，之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子。当用这些辐射出的光子去照射如图b所示光电管阴极K时，光电管发生了光电效应，改变电源的正负极并调节滑动变阻器滑片，发现遏止电压最大值为8V。则（）A该光电管阴极K的逸出功为7.06eVB吸收的光子能量为2.86eVC跃迁过程中辐射出的光子能量是连续的D辐射出来的10种光子中只有3种能使该光电管发生光电效应13用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.0eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA，移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.8V时，电流表读数为0，则（）A电键K断开

7、后，没有电流流过电流表GB所有光电子的初动能为0.8eVC光电管阴极的逸出功为2.20VD改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小14一平行板电容器的电容为C，A极板材料发生光电效应的极限波长为，整个装置处于真空中，如图所示。现用一波长为（）的单色光持续照射电容器的A极板，B极板接地。若产生的光电子均不会飞出两极板间，则下列说法正确的是（）（已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，光电子的电量为e）A光电子的最大初动能为B光电子的最大初动能为C平行板电容器可带的电荷量最多为D平行板电容器可带的电荷量最多为15研究光电效应现象的实验电路如图所示，A、K为光电管的两个电极，电压表

8、V、电流计G均为理想电表。已知该光电管阴极K的极限频率为0，元电荷电量为e，普朗克常量为h，开始时滑片P、P上下对齐。现用频率为的光照射阴极K（0），则下列说法错误的是A该光电管阴极材料的逸出功为h0B若加在光电管两端的正向电压为U，则到达阳极A的光电子的最大动能为hv-hv0+eUC若将滑片P向右滑动，则电流计G的示数一定会不断增大D若将滑片P向右滑动，则当滑片P、P间的电压为时，电流计G的示数恰好为0二、填空题16原来不带电的锌板与验电器相连，用紫外线照射锌板，验电器指针张开一个角度，如图所示。这时锌板带_，验电器指针带_（两空都填正电或负电）17氢原子处于基态时的能量为-E1，激发态与基

9、态之间的能量关系为（n为量子数），处于基态的大量氢原子由于吸收某种单色光后，最多能产生3种不同波长的光，则被吸收的单色光的频率为_产生的3种不同波长的光中，最大波长为_。（已知普朗克常量为h，光速为c）18某光源能发出波长为的可见光，用它照射某金属能发生光电效应，产生光电子的最大初动能为已知普朗克常量，光速，则上述可见光中每个光子的能量为_；该金属的逸出功_。（结果保留三位有效数字）19某同学用如图1所示装置研究光电效应现象。保持滑片P的位置不变，调节滑片，使电压表的示数为零。(1)用频率为（大于阴极K金属的极限频率）的可见光照射到光电管阴极K上，此时电流表中_（填“有”或“没有”）电流通过。

10、(2)多次调节滑片，测得多组电压表和对应的电流表的示数U、I，作出图像如图2所示，由图像2可知光电子的最大初动能为_。(3)改变照射光的频率，使照射光的频率增加了，再次实验，作出的图像如图3所示，已知电子的电量为，由此求得普朗克常量_（结果保留2位有效数字）。20我国科学家用冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面蛋白与人体细胞表面蛋白的结合过程。冷冻电子显微镜比光学显微镜分辨率更高，其原因是电子的物质波波长远小于可见光波长。由此可知电子比可见光_（选填“更容易”或“更不容易”或“一样容易”）发生明显衍射。电子束通过由电场构成的电子透镜实现会聚、发散作用。电子透镜由金属圆环M、N组成，其结构如图甲所示，图乙

11、为其截面图（虚线为等势面）。显微镜工作时，两圆环的电势。现有一束电子沿着平行于圆环轴线的方向进入M。则电子在穿越电子透镜的过程中速度不断_（选填“增大”或“减小”或“不变化”）。21如图甲所示是一个电子射线管的结构图。请回答下列问题：第一：请说出电子射线管的结构和原理；_第二：没有磁场时，电子束的径迹怎么样？_第三：把电子射线管放在蹄形磁铁的两极间（图乙）电子束的径迹怎么样？你的判断依据是什么？_22如图所示为氢原子的能级图.用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有_种;其中最长波长为_m(已知普朗克常量h=6.6310-34JS)23氢原子

12、能级如图所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变为氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是_eV，一群处于n4能级的氢原子回到n2的状态过程中，可能辐射_种不同频率的光子24历史上美国宇航局曾经完成了用“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”坦普尔号彗星的实验探测器上所携带的重达400kg的彗星“撞击器”将以1.0104m/s的速度径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后“撞击器”融化消失，这次撞击使该彗星自身的运行速度出现1.010-7m/s的改变已知普朗克常量h=6.610-34Js则：（1）撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长为_；（2）根据题中相关信息数据估算出彗星的质量为_25美国物理

13、学家密立根利用光电管对光电效应现象进行研究，得到金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系如图，由此可计算出普朗克常量h。电子电量用e表示，由图象中的数据可知，这种金属的截止频率为_，计算出普朗克常量表达式为h=_。26光照射某金属产生光电效应时，实验测得光电子最大初动能与照射光频率的图象如图所示，其中图线与横轴交点坐标为5.51014 Hz.用一束波长范围为4.01079.0107 m的可见光照射该金属时，求光电子的最大初动能(已知普朗克常量为h6.61034 Js)三、解答题27研究光电效应规律的实验装置如图所示，光电管的阴极材料为金属钾，其逸出功为W02.25eV，现用光子能量为10.75eV

14、的紫外线照射光电管，调节变阻器滑片位置，使光电流刚好为零。求：(1)电压表的示数是多少？(2)若照射光的强度不变，紫外线的频率增大一倍，阴极K每秒内逸出的光电子数如何变化？到达阳极的光电子动能为多大？(3)若将电源的正负极对调，到达阳极的光电子动能为多大？28如图所示电路可研究光电效应的规律。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为9.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为5

15、.0V；现保持滑片P位置不变，求：(1)光电管阴极材料的逸出功；(2)若改用光子能量为12.5eV的光照射阴极K，则到达阳极A时光电子的动能的最大值。29用如图所示的装置研究光电效应现象。用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表的示数不为零；移动滑动变阻器的滑动触头，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0。(1)光电子的最大初动能是多少？遏止电压为多少？(2)光电管阴极的逸出功又是多少？(3)当滑动触头向a端滑动时，光电流变大还是变小？(4)当入射光的频率增大时，光电子最大初动能如何变化？遏止电压呢？301885年，巴尔末对当时已知的，氢原子在可见光区

16、的四条谱线进行了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，即（R为里德伯常量，）.物理学家玻尔28岁时连续发表三篇论文，成功地解释了氢原子光谱的规律，揭示了光谱线与原子结构的内在联系，玻尔理论是从经典理论向量子理论的一个重要过渡，为量子力学的诞生提供了条件，玻尔既引入了量子化的概念，同时又运用了“轨道”等经典物理理论和牛顿力学的规律推导出上述公式请同学们试用课本中的知识和以下假设定量做玻尔的推导.(1)绕氢原子核旋转的电子质量为m，电荷量为e；(2)取离核无限远处的电势能为零，半径r处电子的电势能为（k为静电力常量）；(3)电子所在的轨道的圆周长与其动量的乘积等于普朗克常量h的整数倍时，这样的轨道才是电子的可能轨道.