2021年高中物理選修三原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性經(jīng)典習(xí)題提高培優(yōu)

1、一、選擇題.在相同的條件下，先后用甲、乙兩種不同的單色光，用同一雙縫干涉裝置做實(shí)驗(yàn)，在屏 TOC o 1-5 h z 幕上產(chǎn)生的相鄰兩條亮紋的間距不同，其中甲光間距較大。則甲光比乙光（） 在真空中的波長(zhǎng)短 在玻璃中傳播速度大 在玻璃中傳播時(shí)，玻璃的折射率大 其光 子能量小A.B.C.D.利用光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，用頻率為V的可見光照射陰極 K,電流表中有電流通過，則（）A.改用紫外光照射 K,電流表中沒有電流通過B.只增加該可見光的強(qiáng)度，電流表中通過的電流將變小C.若將滑動(dòng)變阻器的滑片移到 A端，電流表中一定無電流通過D.若將滑動(dòng)變阻器的滑片向 B端移動(dòng)，電流表示數(shù)可能不變3.

2、如圖所示，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n 4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子。其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙。下列說法正確的是（）A.陰極K的逸出功為6.75eVB.氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出 4種頻率的光C.保持入射光不變，向右移動(dòng)滑片P,電流表示數(shù)一定變大D.光電子最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比.用不同頻率的光照射某種金屬時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率變化的圖線如圖所示，圖線的反向延長(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)縱坐標(biāo)為-a （a0）,與橫軸交點(diǎn)橫坐標(biāo)為 b,電子的電荷量大小為 e,則由圖獲取的信息，錯(cuò)誤的是（）A.該金屬的截止頻率為B.

3、該金屬的逸出功為aC.普朗克常量為aD.入射光的頻率為 2b時(shí)，遏止電壓為 一e.某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率 之間的關(guān)系如圖所示。已知h為普朗克常量，e為電子電荷量的絕對(duì)值，結(jié)合圖像所給信息，下列說法正確的是)A,頻率大于丫0的入射光不可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B.該金屬的逸出功等于 h 0C.僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能會(huì)增加D.遏止電壓隨入射光的頻率增大而減小6.利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀測(cè)光電效應(yīng)，已知實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某種金屬的遏止電壓Uc與入射頻率 之間的關(guān)系如圖乙所示，電子的電荷量為 e,則（）甲乙1aA. 言朗克吊重為.U 1B.該金屬的逸出功隨入

4、射光頻率的增大而增大C.若用頻率是2 i的光照射該金屬，則最大初動(dòng)能為eUiD.若要測(cè)該金屬的遏止電壓，則電源右端為負(fù)極.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，現(xiàn)有大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子，當(dāng)其向低能級(jí)躍遷時(shí)，下列說法正確的是（）0V1.51-3.40-13.60A.可以產(chǎn)生3種頻率的光.由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光波長(zhǎng)最大C.由n=4的能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射的光頻率最大D.電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能增大8.用紅光照射光電管陰極發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為R,飽和光電流為I,若改用強(qiáng)度相同的綠光照射同一光電管，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能和飽和光電流分別為EkA.C.I ,則下列正確的是（EkEk

5、,B. Ek Ek, I IEkEk ,D. Ek E如圖所示,N為鋁板,在圖中標(biāo)出，鋁的逸出功為M為金屬網(wǎng)，它們分別和電池兩極相連，各電池的極性和電動(dòng)勢(shì)4.2eVo現(xiàn)分別用能量不同的光子照射鋁板（各光子的能量在圖上標(biāo)出），那么，下列圖中有光電子到達(dá)金屬網(wǎng)的是（SeVA.B.2V4 VC.D.n=410.如圖所示，是波爾為解釋氫原子光譜畫出的氫原子能級(jí)示意圖，一群氫原子處于的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們自發(fā)地躍遷到較低能級(jí)時(shí)，以下說法正確的是（ TOC o 1-5 h z A.所輻射的光子的頻率最多有6種B.由n=4躍遷到n=1時(shí)發(fā)出光子的頻率最小C.從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)電子的動(dòng)能減小、原子的勢(shì)能增加、原

6、子的總能量減小D.金屬鉀的逸出功為 2.21eV,能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)的光譜線有2條.盧瑟福在用“粒子轟擊金箔時(shí)，可以證明原子的核式結(jié)構(gòu)的證據(jù)是（）B.”粒子在穿過金箔時(shí)做勻速直線A,幾乎所有的“粒子運(yùn)動(dòng)方向沒有發(fā)生明顯變化 運(yùn)動(dòng)D.”粒子與電子碰撞時(shí)動(dòng)能有較大的損失C,少數(shù)“粒子發(fā)生了大角散射I.如圖a為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子吸收一定頻率的光子后躍遷到較高的能級(jí)，之后再向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出10種不同頻率的光子。當(dāng)用這些輻射出的光子去照射如圖b所示光電管陰極 K時(shí)，光電管發(fā)生了光電效應(yīng)，改變電源的正負(fù)極并調(diào)節(jié) 滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)遏止電壓最大值為8V。則（）A.該光電管

7、陰極K的逸出功為7.06eVB.吸收的光子能量為 2.86eVC.躍遷過程中輻射出的光子能量是連續(xù)的D.輻射出來的10種光子中只有3種能使該光電管發(fā)生光電效應(yīng)13.用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為3.0eV的光照射到光電管上時(shí)，電流表G的讀數(shù)為0.2mA,移動(dòng)變阻器的觸點(diǎn) c,當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.8V時(shí)，電流表讀數(shù)為 0,則（）A.電鍵K斷開后，沒有電流流過電流表 GB.所有光電子的初動(dòng)能為0.8eVC.光電管陰極白勺逸出功為2.20VD,改用能量為1.5eV的光子照射，電流表 G也有電流，但電流較小. 一平行板電容器的電容為C, A極板材料發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長(zhǎng)為0,

8、整個(gè)裝置處于真空中，如圖所示?，F(xiàn)用一波長(zhǎng)為 0 ）的單色光持續(xù)照射電容器的 A極板，B極板接地。若產(chǎn)生的光電子均不會(huì)飛出兩極板間，則下列說法正確的是（）（已知真h,光電子的電量為 e）hcA.光電子的最大初動(dòng)能為0B.光電子的最大初動(dòng)能為C.平行板電容器可帶的電荷量最多為hco 皿八_曰h 0 CD.平行板電容器可帶的電荷量最多為 ce 0.研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，A、K為光電管的兩個(gè)電極，電壓表V、電流計(jì)G均為理想電表。已知該光電管陰極K的極限頻率為 力，元電荷電量為e,普朗克常量為h,開始時(shí)滑片 P、P/上下對(duì)齊?，F(xiàn)用頻率為y的光照射陰極 K（29），則下列說法錯(cuò)A.該光電管陰

9、極材料的逸出功為hB.若加在光電管兩端的正向電壓為U,則到達(dá)陽(yáng)極 A的光電子的最大動(dòng)能為 hv-hv0+eUC.若將滑片P向右滑動(dòng)，則電流計(jì) G的示數(shù)一定會(huì)不斷增大D.若將滑片P/向右滑動(dòng)，則當(dāng)滑片 P、P/間的電壓為 hv0時(shí),電流計(jì)G的示數(shù)恰 e好為0二、填空題.原來不帶電的鋅板與驗(yàn)電器相連，用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，如 圖所示。這時(shí)鋅板帶 ,驗(yàn)電器指針帶 （兩空都填正電或負(fù)電）.氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量為 -Ei,激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的能量關(guān)系為En （n為量子n數(shù)），處于基態(tài)的大量氫原子由于吸U某種單色光后，最多能產(chǎn)生3種不同波長(zhǎng)的光，則被吸收的單色光的頻率為 產(chǎn)生的3種不同

10、波長(zhǎng)的光中，最大波長(zhǎng)為。（已知普朗克常量為 h,光速為c）.某光源能發(fā)出波長(zhǎng)為 0.6 pm的可見光，用它照射某金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為0.25eV ,已知普朗克常量h 6.63 10，s，光速c 3 108m/s ,則 上述可見光中每個(gè)光子的能量為 ;該金屬的逸出功 。（結(jié)果保留三位有效 數(shù)字）.某同學(xué)用如圖1所示裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。保持滑片P的位置不變，調(diào)節(jié)滑片 P ,使電壓表的示數(shù)為零。（1）用頻率為（大于陰極K金屬的極限頻率）的可見光照射到光電管陰極K上，此時(shí)電流表中 （填有或沒有”）電流通過。（2）多次調(diào)節(jié)滑片 P ,測(cè)得多組電壓表和對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)U、I,作

11、出I U圖像如圖2所示，由圖像2可知光電子的最大初動(dòng)能為 eV。（3）改變照射光的頻率，使照射光的頻率增加了2.4 1014Hz ,再次實(shí)驗(yàn)，作出的I U圖像如圖3所示，已知電子的電量為 1.6 1019c ,由此求得普朗克常量h J s （結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。.我國(guó)科學(xué)家用冷凍電鏡捕捉到新冠病毒表面蛋白與人體細(xì)胞表面蛋白的結(jié)合過程。冷 凍電子顯微鏡比光學(xué)顯微鏡分辨率更高，其原因是電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于可見光波長(zhǎng)。由此可知電子比可見光 （選填 更容易”或 更不容易”或 工樣容易”）發(fā)生明顯 衍射。電子束通過由電場(chǎng)構(gòu)成的電子透鏡實(shí)現(xiàn)會(huì)聚、發(fā)散作用。電子透鏡由金屬圓環(huán)M、N組成，其結(jié)構(gòu)如圖甲所

12、示，圖乙為其截面圖（虛線為等勢(shì)面）。顯微鏡工作時(shí)，兩圓環(huán) 的電勢(shì) NM。現(xiàn)有一束電子沿著平行于圓環(huán)軸線的方向進(jìn)入M。則電子在穿越電子透鏡的過程中速度不斷 （選填增大”或減小”或不變化”）。M 甲 NM 乙 N.如圖甲所示是一個(gè)電子射線管的結(jié)構(gòu)圖。請(qǐng)回答下列問題: 第一：請(qǐng)說出電子射線管的結(jié)構(gòu)和原理； 第二：沒有磁場(chǎng)時(shí)，電子束的徑跡怎么樣？ 第三：把電子射線管放在蹄形磁鐵的兩極間(圖乙)電子束的徑跡怎么樣？你的判斷依據(jù)是什么？ ，可.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖.用光子能量為13.06?湘光照射一群處于基態(tài)的氫原子能觀測(cè)到氫原子發(fā)射的不同波長(zhǎng)的光有 種;其中最長(zhǎng)波長(zhǎng)為 m(已知普朗克常量=6.63

13、X 10-34 ?登？Ffr、 一-一- 0S 一仆啟 4 L.5I-3.4DI.氫原子能級(jí)如圖所示，則要使一個(gè)處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變?yōu)闅潆x子，該氫原子需要吸收的能量至少是 eV, 一群處于n = 4能級(jí)的氫原子回到 n = 2的狀 態(tài)過程中，可能輻射 種不同頻率的光子. TOC o 1-5 h z 月mvE40LH5323.4- -13L6.歷史上美國(guó)宇航局曾經(jīng)完成了用深度撞擊”號(hào)探測(cè)器釋放的撞擊器擊中坦普爾1號(hào)彗星的實(shí)驗(yàn).探測(cè)器上所攜帶的重達(dá)400kg的彗星 撞擊器”將以1.0 x 10m/s的速度徑直撞向彗星的彗核部分，撞擊彗星后撞擊器”融化消失，這次撞擊使該彗星自身的運(yùn)行速

14、度出現(xiàn)1.0X10m/s的改變.已知普朗克常量 h=6.6 x 134Js,則：(1)撞擊前彗星 撞擊器”對(duì)應(yīng)物質(zhì)波波長(zhǎng)為 ;(2)根據(jù)題中相關(guān)信息數(shù)據(jù)估算出彗星的質(zhì)量為 .美國(guó)物理學(xué)家密立根利用光電管對(duì)光電效應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行研究，得到金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率V的關(guān)系如圖，由此可計(jì)算出普朗克常量ho電子電量用e表示，由圖象中的數(shù)據(jù)可知，這種金屬的截止頻率為 ，計(jì)算出普朗克常量表達(dá)式為h=.光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得光電子最大初動(dòng)能與照射光頻率的圖象如圖所示，其中圖線與橫軸交點(diǎn)坐標(biāo)為5.5 X 1。Hz.用一束波長(zhǎng)范圍為 4.0 X而9.0 X 107 m的(已知普朗克常量為 h =

15、6.6 X 1034 Js)-.研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，光電管的陰極材料為金屬鉀，其逸出功為W0= 2.25eV,現(xiàn)用光子能量為10.75eV的紫外線照射光電管，調(diào)節(jié)變阻器滑片位置，使光電 流剛好為零。求：(1)電壓表的示數(shù)是多少？(2)若照射光的強(qiáng)度不變，紫外線的頻率增大一倍，陰極K每秒內(nèi)逸出的光電子數(shù)如何變化？到達(dá)陽(yáng)極的光電子動(dòng)能為多大？(3)若將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，到達(dá)陽(yáng)極的光電子動(dòng)能為多大?.如圖所示電路可研究光電效應(yīng)的規(guī)律。圖中標(biāo)有 A和K的為光電管，其中 K為陰極, A為陽(yáng)極。理想電流計(jì)可檢測(cè)通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為9

16、.5eV的光照射陰極 K,電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為5.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，求：(1)光電管陰極材料的逸出功；(2)若改用光子能量為12.5eV的光照射陰極K,則到達(dá)陽(yáng)極A時(shí)光電子的動(dòng)能的最大值。29.用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。用光子能量為 2.75eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā) 生了光電效應(yīng)，電流表的示數(shù)不為零；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù) 大于或等于1.7V時(shí)，電流表示數(shù)為 0。(1)光電子的最大初動(dòng)能是多少？遏止電壓為多少?(2)光電管陰極的逸出功又是多少？(3)當(dāng)滑動(dòng)觸頭向a端滑動(dòng)時(shí)，光電流變大還是變?。?4)當(dāng)入射光的頻率增大時(shí)，光電子最大初動(dòng)能如何變化？遏止電壓呢?30. 1885年，巴爾末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的，氫原子在可見光區(qū)的四條譜線進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)這些111譜線的波長(zhǎng)能夠用一個(gè)公式表不，即一 R( 二)(R為里德伯常量，n 3,4,5, 一)22 n物理學(xué)家玻爾28歲時(shí)連續(xù)發(fā)表三篇論文，成