2025年高考物理壓軸訓(xùn)練卷20 含解析

2025年高考物理壓軸訓(xùn)練20一．選擇題（共10小題）1．（2024?順義區(qū)二模）1899年，蘇聯(lián)物理學(xué)家列別捷夫首先從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“光射到物體表面上時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓力”，和大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞類似，這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的探測(cè)器，利用太陽(yáng)光的“光壓”為探測(cè)器提供動(dòng)力，以使太陽(yáng)光對(duì)太陽(yáng)帆的壓力超過(guò)太陽(yáng)對(duì)探測(cè)器的引力，將太陽(yáng)系中的探測(cè)器送到太陽(yáng)系以外。假設(shè)質(zhì)量為的探測(cè)器正朝遠(yuǎn)離太陽(yáng)的方向運(yùn)動(dòng)，探測(cè)器探測(cè)器太陽(yáng)帆的面積為，且始終與太陽(yáng)光垂直，探測(cè)器到太陽(yáng)中心的距離為，不考慮行星對(duì)探測(cè)器的引力。已知：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從太陽(yáng)單位面積輻射的光的總能量與太陽(yáng)絕對(duì)溫度的四次方成正比，即．其中為太陽(yáng)表面的溫度，為常量。引力常量為，太陽(yáng)的質(zhì)量為，太陽(yáng)的半徑為，光子的動(dòng)量，光速為。下列說(shuō)法正確的是A．常量的單位為 B．時(shí)間內(nèi)探測(cè)器在距太陽(yáng)處太陽(yáng)帆接收到太陽(yáng)輻射的能量為 C．若照射到太陽(yáng)帆上的光一半被太陽(yáng)帆吸收另一半被反射，探測(cè)器太陽(yáng)帆的面積至少為 D．若照射到太陽(yáng)帆上的光全部被太陽(yáng)帆吸收，探測(cè)器在處太陽(yáng)帆受到太陽(yáng)光的壓力為2．（2024?建鄴區(qū)校級(jí)二模）氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一群處于能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出多種不同頻率的光。已知鎢的逸出功為，下列說(shuō)法正確的是A．這群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出2種不同頻率的光 B．用氫原子從能級(jí)直接躍遷到能級(jí)輻射出的光照射鎢板時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng) C．這群氫原子從能級(jí)直接躍遷到能級(jí)輻射出的光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 D．氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出的光和從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出的光分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，后者干涉條紋間距較大3．（2024?撫順三模）如圖所示，等腰直角三角形△為一棱鏡的橫截面，。由甲、乙兩種單色光組成的一細(xì)光束，從邊射入三棱鏡，調(diào)整入射方向發(fā)現(xiàn)，當(dāng)入射光束垂直邊入射時(shí)，恰好只有甲光從邊射出，且出射光線和邊的夾角為，則下列判斷正確的是A．甲光的全反射臨界角小于乙光的全反射臨界角 B．甲、乙兩光的折射率之比為 C．用完全相同的楊氏雙縫干涉儀做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，甲光的條紋要比乙光的條紋寬 D．若甲、乙兩光均能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則由甲光照射產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能更大4．（2024?重慶模擬）密立根油滴實(shí)驗(yàn)原理如圖所示。兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接，板間電壓為，形成豎直向下場(chǎng)強(qiáng)為的勻強(qiáng)電場(chǎng)。用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和電荷量各不相同的油滴。通過(guò)顯微鏡可找到懸浮不動(dòng)的油滴，若此懸浮油滴的質(zhì)量為，則下列說(shuō)法正確的是A．懸浮油滴帶正電 B．懸浮油滴的電荷量為 C．增大場(chǎng)強(qiáng)，懸浮油滴將向上運(yùn)動(dòng) D．油滴的電荷量不一定是電子電量的整數(shù)倍5．（2024?海南）利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，使閉合單刀雙擲開關(guān)接1，用頻率為的光照射光電管，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0，此時(shí)電壓表的示數(shù)為，已知電子電荷量為，普朗克常量為，下列說(shuō)法正確的是A．其他條件不變，增大光強(qiáng)，電壓表示數(shù)增大 B．改用比更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時(shí)電壓表示數(shù)仍為 C．其他條件不變，使開關(guān)接2，電流表示數(shù)仍為零 D．光電管陰極材料的截止頻率6．（2024?博望區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，一束復(fù)色光通過(guò)三棱鏡后分解成兩束單色光、。關(guān)于這兩束單色光，下列說(shuō)法正確的是A．從水射入空氣中發(fā)生全反射時(shí)，光的臨界角較大 B．若用、光分別照射同種金屬，均能發(fā)生光電效應(yīng)，則光的飽和電流小 C．若用、光分別照射同種金屬，均能發(fā)生光電效應(yīng)，則光的遏止電壓低 D．、兩光分別經(jīng)過(guò)同一雙縫干涉裝置后形成的干涉條紋，光的條紋間距大7．（2024?浙江二模）夏季常出現(xiàn)如圖甲所示的日暈現(xiàn)象，日暈是太陽(yáng)光通過(guò)卷層云時(shí)，受到冰晶的折射或反射形成的。圖乙為一束太陽(yáng)光射到六角形冰晶上時(shí)的光路圖，、為其折射出的光線中的兩種單色光，比較、兩種單色光，下列說(shuō)法正確的是A．在冰晶中，光的波速比光大 B．通過(guò)同一儀器發(fā)生雙縫干涉，光的相鄰明條紋間距較大 C．若光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則光也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．、兩種光分別從水射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，光的臨界角比光的小8．（2024?安徽）大連相干光源是我國(guó)第一臺(tái)高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所應(yīng)用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級(jí)示意圖，已知紫外光的光子能量大于，當(dāng)大量處于能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射不同頻率的紫外光有A．1種 B．2種 C．3種 D．4種9．（2024?雨花區(qū)校級(jí)模擬）美國(guó)物理學(xué)家密立根于20世紀(jì)初進(jìn)行了多次試驗(yàn)，比準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量，其實(shí)驗(yàn)原理圖可簡(jiǎn)化為如圖所示模型，置于真空中的油滴室內(nèi)有兩塊水平放置的平行金屬板、與電壓為的恒定電源兩極相連，板的間距為、油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數(shù)油滴通過(guò)上面金屬板的小孔進(jìn)入平行板間。現(xiàn)有一質(zhì)量為的帶電油滴在極板間勻速下落，已知元電荷，重力加速度，則A．油滴帶正電 B．油滴中電子的數(shù)目為 C．油滴從小孔運(yùn)動(dòng)到金屬板過(guò)程中，電勢(shì)能減少 D．若將金屬板向上緩慢移動(dòng)一小段距離，油滴將加速下降10．（2024?黃州區(qū)校級(jí)四模）光電管是應(yīng)用光電效應(yīng)原理制成的光電轉(zhuǎn)換器件，在有聲電影、自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)報(bào)警等方面有著廣泛的應(yīng)用。圖是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路，圖是用甲、乙、丙三束光分別照射光電管得到的圖線，、表示遏止電壓，圖是遏止電壓與入射光的頻率間的關(guān)系圖像。下列說(shuō)法中正確的是A．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片從端往端移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)一定增加 B．圖中圖線的斜率表示普朗克常量 C．丙光比甲光更容易發(fā)生明顯衍射 D．甲光照射時(shí)比丙光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能小二．多選題（共5小題）11．（2024?寶雞模擬）氫原子的能級(jí)圖如圖甲所示，一群處于第3能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過(guò)程中能發(fā)出不同頻率的光，用這些光照射圖乙中的光電管，有2種頻率的光可讓光電管陰極發(fā)生光電效應(yīng)。調(diào)節(jié)滑片的位置，當(dāng)電壓表的示數(shù)為時(shí)，微安表示數(shù)恰好為零。下列說(shuō)法中正確的是A．圖乙電路中電源左側(cè)為負(fù)極 B．氫原子躍遷放出的光中有3種頻率不同的光子 C．光電管陰極金屬材料的逸出功為 D．用能量為的光照射處于第3能級(jí)的氫原子，可以使氫原子發(fā)生電離12．（2024?浙江二模）如圖所示，一群處于第4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)能發(fā)出不同頻率的光，其中只有3種不同頻率的光，，照射到圖甲電路陰極的金屬上能夠發(fā)生光電效應(yīng)，測(cè)得光電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，調(diào)節(jié)過(guò)程中三種光均能達(dá)到對(duì)應(yīng)的飽和光電流，已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖丙所示，則下列推斷正確的是A．陰極金屬的逸出功可能為 B．圖乙中的光光子能量為 C．若圖乙中的，則 D．若甲圖中電源右端為正極，隨滑片向右滑動(dòng)，光電流先增大后保持不變13．（2024?甘肅二模）關(guān)于下列四幅圖的說(shuō)法正確的是A．圖甲中，使擺球先擺動(dòng)，擺球、接著擺動(dòng)起來(lái)，擺的振幅最大 B．圖乙為某金屬在光的照射下，光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖像。若用頻率分別為和的兩種單色光同時(shí)照射該金屬，都能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) C．圖丙是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖，在水珠中光束的傳播速度一定大于光束的傳播速度 D．圖丁所示為雙縫干涉示意圖，擋板到屏的間距越小，相鄰亮條紋間距越大14．（2024?天津模擬）下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是A．由（a）圖可知，原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)行軌道的半徑是任意的 B．由（b）圖可知，光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有波動(dòng)性 C．由（c）圖可知，電子束穿過(guò)鋁箔后的衍射圖樣證實(shí)了電子具有波動(dòng)性 D．由（d）圖可知，極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間15．（2024?南開區(qū)校級(jí)模擬）“不經(jīng)歷風(fēng)雨怎么見彩虹”，彩虹是一種光學(xué)現(xiàn)象。當(dāng)陽(yáng)光照射到空中的雨點(diǎn)時(shí)，光線被折射及反射，在空中形成七彩光譜。太陽(yáng)光射到小水珠發(fā)生色散形成彩虹的光路如圖所示，、為兩種折射出的單色光。下列說(shuō)法正確的是A．光的波長(zhǎng)大于光的波長(zhǎng) B．在水珠中，光的傳播速度小于光的傳播速度 C．用同一雙縫干涉裝置看到光的干涉條紋間距比光的寬 D．若光可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)三．填空題（共5小題）16．（2024?鼓樓區(qū)校級(jí)模擬）圖示為氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)圖。在某正四面體密閉容器的其中一個(gè)器壁上有一個(gè)紅外光子接收儀，可以接收紅外光子（能量范圍在并計(jì)數(shù)。假設(shè)到達(dá)該器壁的所有紅外光子均被接收儀吸收。現(xiàn)將容器內(nèi)的氫原子全部激發(fā)到的能級(jí)，接收儀在之后的較短時(shí)間內(nèi)接收到的紅外光子，假定這段時(shí)間內(nèi)每個(gè)氫原子只發(fā)生一次躍遷，且激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到每個(gè)能級(jí)的概率相同。能發(fā)射紅外光子的能級(jí)躍遷是（填“”或“”或“”，該容器中氫原子的物質(zhì)的量為。17．（2024?思明區(qū)校級(jí)模擬）根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子的能級(jí)圖如圖甲所示，大量處在的激發(fā)態(tài)的氦離子在向低能級(jí)躍遷的過(guò)程中會(huì)輻射出種能量的光，用其中所輻射出的能量最小的光去照射光電管陰極，電路圖如圖乙所示，合上開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于時(shí)，電流表示數(shù)仍不為零，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于時(shí)，電流表讀數(shù)為零。則光電管陰極材料的逸出功。18．（2024?松江區(qū)校級(jí)三模）康普頓在研究石墨對(duì)射線的散射時(shí)，提出光子不僅具有能量，而且具有動(dòng)量，光子動(dòng)量。假設(shè)射線中的單個(gè)光子與靜止的無(wú)約束的自由電子發(fā)生彈性碰撞。碰撞后光子的方向與入射方向夾角為，電子的速度方向與入射方向夾角為，其簡(jiǎn)化原理圖如圖所示。光子和電子組成的系統(tǒng)碰撞前后動(dòng)量守恒，動(dòng)量守恒定律遵循矢量運(yùn)算的法則。已知入射光波長(zhǎng)，普朗克常量為。則碰撞后光子的波長(zhǎng)。19．（2024?廈門模擬）在研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電管的陰極材料為銫，用某一頻率的光照射，實(shí)驗(yàn)測(cè)得光電流隨光電管兩端電壓變化圖像如圖所示，圖像與橫軸交點(diǎn)為，，已知銫的逸出功為，普朗克常量為，電子電荷量的絕對(duì)值為，則該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為，入射光的頻率為。20．（2024?寶山區(qū)校級(jí)模擬）玻爾在原子核式結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上引入量子化概念，假設(shè)電子的動(dòng)量和與軌道半徑滿足為普朗克常量，，．玻爾運(yùn)用經(jīng)典理論結(jié)合上述假設(shè)，建立了氫原子模型。（1）類比引力勢(shì)能公式，以無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面，電子與氫原子核間靜電相互作用的電勢(shì)能為。．．．．（2）電子質(zhì)量為，繞原子核運(yùn)動(dòng)的線速度大小為，以無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)能零勢(shì)能面，則氫原子的能量為。（3）（論證明原子核外電子道半徑，氫原子的能量，其中、分別為電子第1條軌道半徑和電子在上運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量，、分別表示第條軌道半徑和電子在上運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量。（4）圖Ⅰ、Ⅱ分別是氫原子躍遷產(chǎn)生的兩種單色光通過(guò)同一裝置產(chǎn)生的干涉條紋，下列說(shuō)法正確的是。．Ⅰ光的頻率比Ⅱ光的頻率小．Ⅰ光和Ⅱ光相遇能發(fā)生干涉．Ⅰ光的光子能量比Ⅱ光的光子能量?。芒蚬庹丈淠辰饘贂r(shí)，能產(chǎn)生光電子，則用Ⅰ光照射一定能產(chǎn)生光電子四．解答題（共5小題）21．（2024?浙江二模）研究光電效應(yīng)的裝置如甲圖所示，該裝置可用于分析光子的信息。在平面（紙面）內(nèi)，垂直紙面的金屬薄板、與軸平行放置，板中間有一小孔，坐標(biāo)為。第一象限存在垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，軸處有小孔，平行板電容器，的上極板與軸緊靠且平行，其長(zhǎng)度為，板間距為，板中央小孔與對(duì)齊，板連接電流表后接地。在入射光的照射下，質(zhì)量為，電荷量為的電子從板逸出后經(jīng)極板電壓加速?gòu)狞c(diǎn)持續(xù)不斷進(jìn)入磁場(chǎng)，速度大小在與之間，已知速度為的電子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰能垂直軸射入點(diǎn)，板的逸出功為，普朗克常量為。忽略電子之間的相互作用，電子到達(dá)邊界或極板立即吸收并導(dǎo)走。（1）求逸出光電子的最大初動(dòng)能和入射光的頻率；（2）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和所有能到達(dá)軸上的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間；（3）時(shí)，求到達(dá)板最左端的電子剛從板逸出時(shí)速度的大小及與軸的夾角；（4）若在小孔處增加一特殊裝置，可使進(jìn)入的電子沿各方向均勻分布在與軸成范圍內(nèi)，速率在與之間。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)每秒鐘有個(gè)電子通過(guò)小孔，調(diào)節(jié)加載在與板之間的電壓，試在乙圖中大致畫出流過(guò)電流表的電流隨變化的關(guān)系曲線。標(biāo)出相關(guān)數(shù)據(jù)，寫出必要的計(jì)算過(guò)程。22．（2024?海淀區(qū)一模）在量子力學(xué)誕生以前，玻爾提出了原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)，建構(gòu)了原子模型：電子在庫(kù)侖引力作用下繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中（定態(tài)），原子在各定態(tài)所具有的能量值叫做能級(jí)，不同能級(jí)對(duì)應(yīng)于電子的不同運(yùn)行軌道。電荷量為的點(diǎn)電荷固定在真空中，將一電荷量為的點(diǎn)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)移動(dòng)到距為的過(guò)程中，庫(kù)侖力做功已知電子質(zhì)量為、元電荷為、靜電力常量為、普朗克常量為，規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零。（1）若已知電子運(yùn)行在半徑為的軌道上，請(qǐng)根據(jù)玻爾原子模型，求電子的動(dòng)能及氫原子系統(tǒng)的能級(jí)。（2）為了計(jì)算玻爾原子模型的這些軌道半徑，需要引入額外的假設(shè)，即量子化條件。物理學(xué)家索末菲提出了“索末菲量子化條件”，它可以表述為：電子繞原子核（可看作靜止）做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道周長(zhǎng)為電子物質(zhì)波波長(zhǎng)（電子物質(zhì)波波長(zhǎng)與其動(dòng)量的關(guān)系為的整數(shù)倍，倍數(shù)即軌道量子數(shù)。①請(qǐng)結(jié)合索末菲量子化條件，求氫原子軌道量子數(shù)為的軌道半徑，及其所對(duì)應(yīng)的能級(jí)。②玻爾的原子模型除了可以解釋氫原子的光譜，還可以解釋核外只有一個(gè)電子的一價(jià)氦離子的光譜。已知?dú)湓踊鶓B(tài)的能級(jí)為，請(qǐng)計(jì)算為使處于基態(tài)的躍遷到激發(fā)態(tài)，入射光子所需的最小能量。23．（2024?吉林模擬）如圖，真空中足夠大的鋁板與金屬板平行放置，通過(guò)電流表與電壓可調(diào)的電源相連。一束波長(zhǎng)。的紫外光持續(xù)照射到上，光電子向各個(gè)方向逸出。已知鋁的逸出功，光速，普朗克常量。（1）求光電子的最大初動(dòng)能（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（2）調(diào)節(jié)電壓使電流表的示數(shù)減小到0時(shí)，、間的電壓為；當(dāng)電壓為時(shí)，求能到達(dá)的光電子中，初速度與之間夾角的最小值。24．（2024?江蘇模擬）圖甲是半徑為的四分之一圓柱面陰極和位于圓柱軸線上的陽(yáng)極構(gòu)成的光電管的示意圖，某單色光照射陰極，逸出的光電子到達(dá)陽(yáng)極形成光電流。已知陰極材料的逸出功為，光電子的最大初速度為，電子電荷量為、質(zhì)量為，真空中光速為，普朗克常量為。（1）求入射光的波長(zhǎng)和遏止電壓；（2）圖乙是光電管橫截面示意圖，在半徑為的四分之一圓平面內(nèi)加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，只研究在該截面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的光電子，僅考慮洛倫茲力作用，要使從陰極上點(diǎn)逸出的光電子運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極，速度至少為，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；（3）在（2）問(wèn)所述情況下，若陰極表面各處均有光電子逸出，求能到達(dá)陽(yáng)極的光電子逸出區(qū)域與整個(gè)陰極區(qū)域的比值。25．（2024?江蘇模擬）大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，將這些不同頻率的光分別照射到圖甲電路中光電管陰極上時(shí)，只能測(cè)得兩條光電流隨光電管兩端電壓變化的圖像（如圖乙）。已知光對(duì)應(yīng)的遏止電壓為，氫原子的基態(tài)能量為，激發(fā)態(tài)能量為，其中，3，，普朗克常量為，電子電荷量為。（1）求光電管陰極的逸出功和光對(duì)應(yīng)的遏止電壓。（2）若用光照射，光電管兩端加上的電壓，求電子到達(dá)極時(shí)的最大動(dòng)能。

2025年高考物理壓軸訓(xùn)練20參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．（2024?順義區(qū)二模）1899年，蘇聯(lián)物理學(xué)家列別捷夫首先從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“光射到物體表面上時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓力”，和大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞類似，這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的探測(cè)器，利用太陽(yáng)光的“光壓”為探測(cè)器提供動(dòng)力，以使太陽(yáng)光對(duì)太陽(yáng)帆的壓力超過(guò)太陽(yáng)對(duì)探測(cè)器的引力，將太陽(yáng)系中的探測(cè)器送到太陽(yáng)系以外。假設(shè)質(zhì)量為的探測(cè)器正朝遠(yuǎn)離太陽(yáng)的方向運(yùn)動(dòng)，探測(cè)器探測(cè)器太陽(yáng)帆的面積為，且始終與太陽(yáng)光垂直，探測(cè)器到太陽(yáng)中心的距離為，不考慮行星對(duì)探測(cè)器的引力。已知：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從太陽(yáng)單位面積輻射的光的總能量與太陽(yáng)絕對(duì)溫度的四次方成正比，即．其中為太陽(yáng)表面的溫度，為常量。引力常量為，太陽(yáng)的質(zhì)量為，太陽(yáng)的半徑為，光子的動(dòng)量，光速為。下列說(shuō)法正確的是A．常量的單位為 B．時(shí)間內(nèi)探測(cè)器在距太陽(yáng)處太陽(yáng)帆接收到太陽(yáng)輻射的能量為 C．若照射到太陽(yáng)帆上的光一半被太陽(yáng)帆吸收另一半被反射，探測(cè)器太陽(yáng)帆的面積至少為 D．若照射到太陽(yáng)帆上的光全部被太陽(yáng)帆吸收，探測(cè)器在處太陽(yáng)帆受到太陽(yáng)光的壓力為【答案】【解答】由題意可知是單位時(shí)間從太陽(yáng)單位面積輻射的電磁波的能量，所以其單位為，又有：，可得的單位可表示為：，由，可得常量的單位為：，故錯(cuò)誤；時(shí)間內(nèi)探測(cè)器在距太陽(yáng)處太陽(yáng)帆接收到太陽(yáng)輻射的能量為：，故錯(cuò)誤；時(shí)間內(nèi)輻射到太陽(yáng)帆的光子的總數(shù)為：一半光子被吸收，一半反射，設(shè)輻射到太陽(yáng)帆的光子持續(xù)受到總的作用力為，由動(dòng)量定理得：根據(jù)牛頓第三定律可知太陽(yáng)帆持續(xù)受到的作用力大小等于，要滿足太陽(yáng)光對(duì)太陽(yáng)帆的作用力不小于太陽(yáng)對(duì)探測(cè)器的引力，即：，聯(lián)立可得：，故錯(cuò)誤；若照射到太陽(yáng)帆上的光全部被太陽(yáng)帆吸收，同理可得：根據(jù)牛頓第三定律可得探測(cè)器在處太陽(yáng)帆受到太陽(yáng)光的壓力為：，故正確。故選：。2．（2024?建鄴區(qū)校級(jí)二模）氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一群處于能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出多種不同頻率的光。已知鎢的逸出功為，下列說(shuō)法正確的是A．這群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出2種不同頻率的光 B．用氫原子從能級(jí)直接躍遷到能級(jí)輻射出的光照射鎢板時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng) C．這群氫原子從能級(jí)直接躍遷到能級(jí)輻射出的光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 D．氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出的光和從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出的光分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，后者干涉條紋間距較大【答案】【解答】、一群氫原子從3能級(jí)向下躍遷，最多能可輻射出3種不同頻率的光，故錯(cuò)誤；、原子從能級(jí)直接向能級(jí)躍遷發(fā)出的光子的能量：，代入數(shù)據(jù)解得：，大于鎢的逸出功，因此可以發(fā)生光電效應(yīng)，故正確；、光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，也越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，由于從能級(jí)直接躍遷到能級(jí)輻射出的光子波長(zhǎng)最短，故最不容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故錯(cuò)誤；、氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出的光的波長(zhǎng)大于從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出的光的波長(zhǎng)，由，可知，前者干涉條紋間距較大，故錯(cuò)誤。故選：。3．（2024?撫順三模）如圖所示，等腰直角三角形△為一棱鏡的橫截面，。由甲、乙兩種單色光組成的一細(xì)光束，從邊射入三棱鏡，調(diào)整入射方向發(fā)現(xiàn)，當(dāng)入射光束垂直邊入射時(shí)，恰好只有甲光從邊射出，且出射光線和邊的夾角為，則下列判斷正確的是A．甲光的全反射臨界角小于乙光的全反射臨界角 B．甲、乙兩光的折射率之比為 C．用完全相同的楊氏雙縫干涉儀做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，甲光的條紋要比乙光的條紋寬 D．若甲、乙兩光均能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則由甲光照射產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能更大【答案】【解答】、根據(jù)折射定律可得：甲、乙兩種單色光的折射率分別為，甲、乙兩光的折射率之比，故錯(cuò)誤；、由于，根據(jù)全反射臨界角可知：甲單色光的全反射臨界角大于乙單色光的全反射臨界角，故錯(cuò)誤；、由可知甲單色光的頻率小于乙單色光的頻率，根據(jù)可知甲光的波長(zhǎng)大于乙光的波長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉公式可知單色光甲的條紋寬度要比單色光乙的條紋寬度寬；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知：甲、乙兩光均能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則由甲光照射產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能更小，故正確，錯(cuò)誤。故選：。4．（2024?重慶模擬）密立根油滴實(shí)驗(yàn)原理如圖所示。兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接，板間電壓為，形成豎直向下場(chǎng)強(qiáng)為的勻強(qiáng)電場(chǎng)。用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和電荷量各不相同的油滴。通過(guò)顯微鏡可找到懸浮不動(dòng)的油滴，若此懸浮油滴的質(zhì)量為，則下列說(shuō)法正確的是A．懸浮油滴帶正電 B．懸浮油滴的電荷量為 C．增大場(chǎng)強(qiáng)，懸浮油滴將向上運(yùn)動(dòng) D．油滴的電荷量不一定是電子電量的整數(shù)倍【答案】【解答】、油滴靜止不動(dòng)，所受的電場(chǎng)力與重力平衡，則油滴受到的電場(chǎng)力方向豎直向上，而電場(chǎng)方向豎直向下，因此油滴帶負(fù)電；故錯(cuò)誤；、根據(jù)平衡條件有：，得懸浮油滴的電荷量，故錯(cuò)誤；、當(dāng)增大場(chǎng)強(qiáng)時(shí)油滴所受的電場(chǎng)力增大，則懸浮油滴將向上運(yùn)動(dòng)，故正確；、每個(gè)油滴的電荷量一定是電子電量的整數(shù)倍。故錯(cuò)誤；故選：。5．（2024?海南）利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，使閉合單刀雙擲開關(guān)接1，用頻率為的光照射光電管，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0，此時(shí)電壓表的示數(shù)為，已知電子電荷量為，普朗克常量為，下列說(shuō)法正確的是A．其他條件不變，增大光強(qiáng)，電壓表示數(shù)增大 B．改用比更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時(shí)電壓表示數(shù)仍為 C．其他條件不變，使開關(guān)接2，電流表示數(shù)仍為零 D．光電管陰極材料的截止頻率【答案】【解答】當(dāng)開關(guān)接1時(shí)，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程，故其他條件不變時(shí)，增大光強(qiáng)，電壓表的示數(shù)不變，故錯(cuò)誤；若改用比更大頻率的光照射時(shí)，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，而金屬的逸出功不變，故遏止電壓變大，即此時(shí)電壓表示數(shù)大于，故錯(cuò)誤；其他條件不變時(shí)，使開關(guān)接2，此時(shí)可發(fā)生光電效應(yīng)，且加的正向電壓，故電流表示數(shù)不為零，故錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，其中，聯(lián)立解得，光電管陰極材料的截止頻率為，故正確。故選：。6．（2024?博望區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，一束復(fù)色光通過(guò)三棱鏡后分解成兩束單色光、。關(guān)于這兩束單色光，下列說(shuō)法正確的是A．從水射入空氣中發(fā)生全反射時(shí)，光的臨界角較大 B．若用、光分別照射同種金屬，均能發(fā)生光電效應(yīng)，則光的飽和電流小 C．若用、光分別照射同種金屬，均能發(fā)生光電效應(yīng)，則光的遏止電壓低 D．、兩光分別經(jīng)過(guò)同一雙縫干涉裝置后形成的干涉條紋，光的條紋間距大【答案】【解答】．光的折射率小，由臨界角公式知，從水射入空氣中發(fā)生全反射時(shí)，光的臨界角較大，故錯(cuò)誤；．飽和光電流大小與光的頻率無(wú)關(guān)，與光強(qiáng)有關(guān)，故錯(cuò)誤；．根據(jù)，由于光頻率較小，則光的遏止電壓低，故正確；．光頻率較小，則波長(zhǎng)較長(zhǎng)，根據(jù)△可知，光的條紋間距較大，錯(cuò)誤。故選：。7．（2024?浙江二模）夏季常出現(xiàn)如圖甲所示的日暈現(xiàn)象，日暈是太陽(yáng)光通過(guò)卷層云時(shí)，受到冰晶的折射或反射形成的。圖乙為一束太陽(yáng)光射到六角形冰晶上時(shí)的光路圖，、為其折射出的光線中的兩種單色光，比較、兩種單色光，下列說(shuō)法正確的是A．在冰晶中，光的波速比光大 B．通過(guò)同一儀器發(fā)生雙縫干涉，光的相鄰明條紋間距較大 C．若光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則光也可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．、兩種光分別從水射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，光的臨界角比光的小【答案】【解答】．由圖可知光的偏折程度比光的偏折程度小，則冰晶對(duì)光的折射率比對(duì)光的折射率大，根據(jù)棱鏡色散規(guī)律可知光的頻率比光的頻率低，根據(jù)，可知在冰晶中，光的波速比光小，故錯(cuò)誤；．根據(jù)，所以光的因?yàn)楣獾恼凵渎市。ㄩL(zhǎng)大于光的波長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式可知用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，光條紋間距大于光的條紋間距，故錯(cuò)誤；．由上可知，光折射率小，頻率小，光子能量小，所以照射同一金屬時(shí)，光比光更不容易發(fā)生光電效應(yīng)，若光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則光一定可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故正確；．水對(duì)光的折射率比對(duì)光的折射率小，根據(jù)可知從水中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，光的臨界角較大，故錯(cuò)誤。故選：。8．（2024?安徽）大連相干光源是我國(guó)第一臺(tái)高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所應(yīng)用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級(jí)示意圖，已知紫外光的光子能量大于，當(dāng)大量處于能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射不同頻率的紫外光有A．1種 B．2種 C．3種 D．4種【答案】【解答】根據(jù)能級(jí)的躍遷特點(diǎn)可知，大量處于能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，總共有3種不同頻率的光，其能量大小分別為：紫外光的光子能量大于，則輻射出的不同頻率的紫外光有2種，故正確，錯(cuò)誤；故選：。9．（2024?雨花區(qū)校級(jí)模擬）美國(guó)物理學(xué)家密立根于20世紀(jì)初進(jìn)行了多次試驗(yàn)，比準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量，其實(shí)驗(yàn)原理圖可簡(jiǎn)化為如圖所示模型，置于真空中的油滴室內(nèi)有兩塊水平放置的平行金屬板、與電壓為的恒定電源兩極相連，板的間距為、油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數(shù)油滴通過(guò)上面金屬板的小孔進(jìn)入平行板間。現(xiàn)有一質(zhì)量為的帶電油滴在極板間勻速下落，已知元電荷，重力加速度，則A．油滴帶正電 B．油滴中電子的數(shù)目為 C．油滴從小孔運(yùn)動(dòng)到金屬板過(guò)程中，電勢(shì)能減少 D．若將金屬板向上緩慢移動(dòng)一小段距離，油滴將加速下降【答案】【解答】、帶電油滴在極板間勻速下落，重力和電場(chǎng)力平衡，則油滴所受的電場(chǎng)力方向豎直向上，與電場(chǎng)方向相反，所以油滴帶負(fù)電，故錯(cuò)誤；、由平衡條件得，解得油滴所帶電荷量為，則油滴中電子的數(shù)目：，故錯(cuò)誤；、油滴從小孔運(yùn)動(dòng)到金屬板過(guò)程中，克服電場(chǎng)力做功為，則電勢(shì)能增加，故錯(cuò)誤；、將金屬板向上緩慢移動(dòng)一小段距離，板間電壓不變，板間距離增大，由知板間場(chǎng)強(qiáng)減小，油滴受到的電場(chǎng)力減小，電場(chǎng)力將小于重力，則油滴將加速下降，故正確。故選：。10．（2024?黃州區(qū)校級(jí)四模）光電管是應(yīng)用光電效應(yīng)原理制成的光電轉(zhuǎn)換器件，在有聲電影、自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)報(bào)警等方面有著廣泛的應(yīng)用。圖是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路，圖是用甲、乙、丙三束光分別照射光電管得到的圖線，、表示遏止電壓，圖是遏止電壓與入射光的頻率間的關(guān)系圖像。下列說(shuō)法中正確的是A．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片從端往端移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)一定增加 B．圖中圖線的斜率表示普朗克常量 C．丙光比甲光更容易發(fā)生明顯衍射 D．甲光照射時(shí)比丙光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能小【答案】【解答】、發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片從端往端移動(dòng)時(shí)，當(dāng)電路中的電流達(dá)到飽和電流后，電流表示數(shù)保持不變，在達(dá)到飽和電流前會(huì)一直增大的，故錯(cuò)誤；、根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程有，根據(jù)動(dòng)能定理有，聯(lián)立得，所以圖中圖像的斜率表示，故錯(cuò)誤；、從圖中可以看出在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)丙光的遏制電壓大于甲光的遏制電壓，所以丙光的頻率大于甲光的頻率，根據(jù)可知甲光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)，則甲光比丙光更容易發(fā)生衍射，故錯(cuò)誤；、根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程，根據(jù)上面的分析可知，甲光照射時(shí)比丙光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能小，故正確。故選：。二．多選題（共5小題）11．（2024?寶雞模擬）氫原子的能級(jí)圖如圖甲所示，一群處于第3能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過(guò)程中能發(fā)出不同頻率的光，用這些光照射圖乙中的光電管，有2種頻率的光可讓光電管陰極發(fā)生光電效應(yīng)。調(diào)節(jié)滑片的位置，當(dāng)電壓表的示數(shù)為時(shí)，微安表示數(shù)恰好為零。下列說(shuō)法中正確的是A．圖乙電路中電源左側(cè)為負(fù)極 B．氫原子躍遷放出的光中有3種頻率不同的光子 C．光電管陰極金屬材料的逸出功為 D．用能量為的光照射處于第3能級(jí)的氫原子，可以使氫原子發(fā)生電離【答案】【解答】、光電子由陰極向?qū)γ娴臉O板運(yùn)動(dòng)，形成的電流在圖乙中從右向左流動(dòng)，要阻止該電流，需要施加反向電壓，即電源左側(cè)應(yīng)該為正極，故錯(cuò)誤；、氫原子躍遷放出的光中有種頻率不同的光子，故正確；、由圖甲可知光子的能量為，遏止電壓為，光電子的初動(dòng)能為解得金屬材料的逸出功為，故正確；、至少用能量為的光照射處于第3能圾的氫原子，才能使氫原子發(fā)生電離，故錯(cuò)誤。故選：。12．（2024?浙江二模）如圖所示，一群處于第4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)能發(fā)出不同頻率的光，其中只有3種不同頻率的光，，照射到圖甲電路陰極的金屬上能夠發(fā)生光電效應(yīng)，測(cè)得光電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，調(diào)節(jié)過(guò)程中三種光均能達(dá)到對(duì)應(yīng)的飽和光電流，已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖丙所示，則下列推斷正確的是A．陰極金屬的逸出功可能為 B．圖乙中的光光子能量為 C．若圖乙中的，則 D．若甲圖中電源右端為正極，隨滑片向右滑動(dòng)，光電流先增大后保持不變【答案】【解答】這些氫原子在向低能級(jí)躍遷過(guò)程中能發(fā)出6種不同頻率的光，按頻率從高到低（輻射能量從大到小）分別是，，，，，。依題意，照射圖甲所示的光電管陰極，能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)的是其中頻率高的三種，分別是；；。．由第2能級(jí)向基態(tài)躍遷輻射的光子能量為輻射能量第4大的光子能量為由于只測(cè)得3條電流隨電壓變化的圖像，故陰極金屬的逸出功介于之間，故正確；．由乙圖可知，光是頻率排第二高的光，則是第3能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，其能量值為，故正確；．光的頻率最高，光是由第4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，其光子能量為由乙圖可知，光的遏止電壓最大，據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程若，則金屬的逸出功為，光應(yīng)是能級(jí)2向基態(tài)躍遷產(chǎn)生的光，其光子能量為，故故錯(cuò)誤；．若甲圖中電源左端為正極，則光電管上加的正向電壓，隨著滑片向右滑動(dòng)，正向電壓逐漸增大，更多的光電子到達(dá)極，光電流在增大；當(dāng)正向電壓達(dá)到某值時(shí)所有光電子都能到達(dá)極，光電流達(dá)到最大值，滑片再向右滑動(dòng)，光電流保持不變，但該選項(xiàng)電源右端為正極，故錯(cuò)誤。故選：。13．（2024?甘肅二模）關(guān)于下列四幅圖的說(shuō)法正確的是A．圖甲中，使擺球先擺動(dòng)，擺球、接著擺動(dòng)起來(lái)，擺的振幅最大 B．圖乙為某金屬在光的照射下，光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖像。若用頻率分別為和的兩種單色光同時(shí)照射該金屬，都能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) C．圖丙是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖，在水珠中光束的傳播速度一定大于光束的傳播速度 D．圖丁所示為雙縫干涉示意圖，擋板到屏的間距越小，相鄰亮條紋間距越大【答案】【解答】、圖甲中，使擺球先擺動(dòng)，、都做受迫振動(dòng)，因?yàn)閿[的擺長(zhǎng)等于擺的擺長(zhǎng)，所以擺的固有頻率等于受驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以擺發(fā)生共振，振幅最大，故錯(cuò)誤；、由圖乙所示圖象可知，該金屬的極限頻率是，只有當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率分別為和的兩種單色光同時(shí)照射該金屬，都能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故正確；、復(fù)色光進(jìn)入水珠后，可知的折射程度更大，則光的折射率較大，根據(jù)，可知光束在水珠中傳播的速度一定大于光束在水珠中傳播的速度，故正確；、由雙縫干涉條紋間距公式△可知，擋板到屏的間距越小，相鄰亮條紋間距越小，故錯(cuò)誤。故選：。14．（2024?天津模擬）下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是A．由（a）圖可知，原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)行軌道的半徑是任意的 B．由（b）圖可知，光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有波動(dòng)性 C．由（c）圖可知，電子束穿過(guò)鋁箔后的衍射圖樣證實(shí)了電子具有波動(dòng)性 D．由（d）圖可知，極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間【答案】【解答】、原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)行軌道的半徑是量子化的，只能是某些特定值，故錯(cuò)誤；、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有粒子性，故錯(cuò)誤；、衍射是波的特性，電子束穿過(guò)鋁箔后的衍射圖樣證實(shí)了電子具有波動(dòng)性，故正確；、極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明原子的質(zhì)量和正電荷主要集中在很小的核上，否則不可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，故正確。故選：。15．（2024?南開區(qū)校級(jí)模擬）“不經(jīng)歷風(fēng)雨怎么見彩虹”，彩虹是一種光學(xué)現(xiàn)象。當(dāng)陽(yáng)光照射到空中的雨點(diǎn)時(shí)，光線被折射及反射，在空中形成七彩光譜。太陽(yáng)光射到小水珠發(fā)生色散形成彩虹的光路如圖所示，、為兩種折射出的單色光。下列說(shuō)法正確的是A．光的波長(zhǎng)大于光的波長(zhǎng) B．在水珠中，光的傳播速度小于光的傳播速度 C．用同一雙縫干涉裝置看到光的干涉條紋間距比光的寬 D．若光可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)【答案】【解答】、根據(jù)光路圖知，太陽(yáng)光進(jìn)入水珠時(shí)光的偏折程度大，則光的折射率大于光的折射率。光的頻率也大，波長(zhǎng)小。故正確。、光的折射率較小，由分析可知，在水珠中光線的傳播速度較大，故錯(cuò)誤。、折射率小，則頻率小，波長(zhǎng)大，知光的波長(zhǎng)大于光的波長(zhǎng)，根據(jù)干涉條紋的間距公式△知，光干涉條紋的間距大于光干涉條紋的間距。故錯(cuò)誤。、根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生的條件，由于光的能量較大，若光可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故正確。故選：。三．填空題（共5小題）16．（2024?鼓樓區(qū)校級(jí)模擬）圖示為氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)圖。在某正四面體密閉容器的其中一個(gè)器壁上有一個(gè)紅外光子接收儀，可以接收紅外光子（能量范圍在并計(jì)數(shù)。假設(shè)到達(dá)該器壁的所有紅外光子均被接收儀吸收?，F(xiàn)將容器內(nèi)的氫原子全部激發(fā)到的能級(jí)，接收儀在之后的較短時(shí)間內(nèi)接收到的紅外光子，假定這段時(shí)間內(nèi)每個(gè)氫原子只發(fā)生一次躍遷，且激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到每個(gè)能級(jí)的概率相同。能發(fā)射紅外光子的能級(jí)躍遷是（填“”或“”或“”，該容器中氫原子的物質(zhì)的量為。【答案】，18?！窘獯稹坑蓤D可知處在能級(jí)的氫原子分別躍遷至能級(jí)、能級(jí)、能級(jí)時(shí)發(fā)出的光子的能量分別為0.66、2.55、12.75，由題意可知，只有從能級(jí)躍遷至能級(jí)的氫原子發(fā)出的紅外光子能夠被接收到；由題意可知，只有從能級(jí)躍遷至能級(jí)的氫原子發(fā)出的光子能夠被接收到，則測(cè)量時(shí)容器內(nèi)約有的氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)，若每個(gè)氫原子只發(fā)生一次躍遷且躍遷到每個(gè)能級(jí)的概率相同，則該容器中氫原子的物質(zhì)的量可能為。故答案為：，18。17．（2024?思明區(qū)校級(jí)模擬）根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子的能級(jí)圖如圖甲所示，大量處在的激發(fā)態(tài)的氦離子在向低能級(jí)躍遷的過(guò)程中會(huì)輻射出6種能量的光，用其中所輻射出的能量最小的光去照射光電管陰極，電路圖如圖乙所示，合上開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于時(shí)，電流表示數(shù)仍不為零，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于時(shí)，電流表讀數(shù)為零。則光電管陰極材料的逸出功。【答案】6，1.00?！窘獯稹扛鶕?jù)可得大量處在的激發(fā)態(tài)的氦離子在向低能級(jí)躍遷的過(guò)程中會(huì)輻射出6種能量的光。其中所輻射出的能量最小的光是從向能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，其能量為，根據(jù)動(dòng)能定理和愛因斯坦的光電效應(yīng)方程有，其中，代入數(shù)據(jù)解得。故答案為：6，1.00。18．（2024?松江區(qū)校級(jí)三模）康普頓在研究石墨對(duì)射線的散射時(shí)，提出光子不僅具有能量，而且具有動(dòng)量，光子動(dòng)量。假設(shè)射線中的單個(gè)光子與靜止的無(wú)約束的自由電子發(fā)生彈性碰撞。碰撞后光子的方向與入射方向夾角為，電子的速度方向與入射方向夾角為，其簡(jiǎn)化原理圖如圖所示。光子和電子組成的系統(tǒng)碰撞前后動(dòng)量守恒，動(dòng)量守恒定律遵循矢量運(yùn)算的法則。已知入射光波長(zhǎng)，普朗克常量為。則碰撞后光子的波長(zhǎng)?！敬鸢浮俊窘獯稹吭O(shè)電子碰后的動(dòng)量為，光子與靜止電子發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得：在水平方向上，在豎直方向上，解得：故答案為：19．（2024?廈門模擬）在研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電管的陰極材料為銫，用某一頻率的光照射，實(shí)驗(yàn)測(cè)得光電流隨光電管兩端電壓變化圖像如圖所示，圖像與橫軸交點(diǎn)為，，已知銫的逸出功為，普朗克常量為，電子電荷量的絕對(duì)值為，則該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為，入射光的頻率為?！敬鸢浮浚?。【解答】根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有根據(jù)光電流隨光電管兩端電壓變化圖像和動(dòng)能定理可得得入射光的頻率故答案為：，20．（2024?寶山區(qū)校級(jí)模擬）玻爾在原子核式結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上引入量子化概念，假設(shè)電子的動(dòng)量和與軌道半徑滿足為普朗克常量，，．玻爾運(yùn)用經(jīng)典理論結(jié)合上述假設(shè)，建立了氫原子模型。（1）類比引力勢(shì)能公式，以無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面，電子與氫原子核間靜電相互作用的電勢(shì)能為。．．．．（2）電子質(zhì)量為，繞原子核運(yùn)動(dòng)的線速度大小為，以無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)能零勢(shì)能面，則氫原子的能量為。（3）（論證明原子核外電子道半徑，氫原子的能量，其中、分別為電子第1條軌道半徑和電子在上運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量，、分別表示第條軌道半徑和電子在上運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量。（4）圖Ⅰ、Ⅱ分別是氫原子躍遷產(chǎn)生的兩種單色光通過(guò)同一裝置產(chǎn)生的干涉條紋，下列說(shuō)法正確的是。．Ⅰ光的頻率比Ⅱ光的頻率?。窆夂廷蚬庀嘤瞿馨l(fā)生干涉．Ⅰ光的光子能量比Ⅱ光的光子能量小．用Ⅱ光照射某金屬時(shí)，能產(chǎn)生光電子，則用Ⅰ光照射一定能產(chǎn)生光電子【答案】（1）；（2）；（3）見解答；（4）【解答】（1）萬(wàn)有引力表達(dá)式：，引力勢(shì)能表達(dá)式：電子與氫原子核間靜電相互作用表達(dá)式：，則類比引力勢(shì)能公式，可得電子與氫原子核間靜電相互作用的電勢(shì)能公式為：，故正確，錯(cuò)誤。故選：。（2）電子質(zhì)量為，繞原子核運(yùn)動(dòng)的線速度大小為，則由庫(kù)侖力提供向心力得：電子與原子核的電勢(shì)能為：電子的動(dòng)能為則氫原子的能量為（3）已知量子化假設(shè)為：，，由庫(kù)侖力提供向心力得：聯(lián)立解得：當(dāng)時(shí)，可得原子核外電子道半徑氫原子的能量為：可得：當(dāng)時(shí)，氫原子的能量（4）、圖Ⅰ的干涉條紋較圖Ⅱ的密集，圖Ⅰ的干涉條紋的相鄰明條紋的間距較小，由△，可知Ⅰ光的波長(zhǎng)比Ⅱ光的波長(zhǎng)小，則Ⅰ光的頻率比Ⅱ光的頻率大。Ⅰ光和Ⅱ光的頻率不同，相遇不能發(fā)生干涉，故錯(cuò)誤；、由，可知Ⅰ光的光子能量比Ⅱ光的光子能量大，故錯(cuò)誤；、用Ⅱ光照射某金屬時(shí)，能產(chǎn)生光電子，因Ⅰ光的頻率比Ⅱ光的頻率大，故Ⅰ光的光子能量一定大于該金屬的逸出功，則用Ⅰ光照射一定能產(chǎn)生光電子，故正確。故選：。故答案為：（1）；（2）；（3）見解答；（4）四．解答題（共5小題）21．（2024?浙江二模）研究光電效應(yīng)的裝置如甲圖所示，該裝置可用于分析光子的信息。在平面（紙面）內(nèi)，垂直紙面的金屬薄板、與軸平行放置，板中間有一小孔，坐標(biāo)為。第一象限存在垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，軸處有小孔，平行板電容器，的上極板與軸緊靠且平行，其長(zhǎng)度為，板間距為，板中央小孔與對(duì)齊，板連接電流表后接地。在入射光的照射下，質(zhì)量為，電荷量為的電子從板逸出后經(jīng)極板電壓加速?gòu)狞c(diǎn)持續(xù)不斷進(jìn)入磁場(chǎng)，速度大小在與之間，已知速度為的電子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰能垂直軸射入點(diǎn)，板的逸出功為，普朗克常量為。忽略電子之間的相互作用，電子到達(dá)邊界或極板立即吸收并導(dǎo)走。（1）求逸出光電子的最大初動(dòng)能和入射光的頻率；（2）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和所有能到達(dá)軸上的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間；（3）時(shí)，求到達(dá)板最左端的電子剛從板逸出時(shí)速度的大小及與軸的夾角；（4）若在小孔處增加一特殊裝置，可使進(jìn)入的電子沿各方向均勻分布在與軸成范圍內(nèi)，速率在與之間。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)每秒鐘有個(gè)電子通過(guò)小孔，調(diào)節(jié)加載在與板之間的電壓，試在乙圖中大致畫出流過(guò)電流表的電流隨變化的關(guān)系曲線。標(biāo)出相關(guān)數(shù)據(jù)，寫出必要的計(jì)算過(guò)程。【答案】（1）逸出光電子的最大初動(dòng)能為，入射光的頻率為；（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，所有能到達(dá)軸上的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為；（3）到達(dá)板最左端的電子剛從板逸出時(shí)速度的大小為，與軸的夾角為；（4）關(guān)系圖如圖所示，【解答】（1）根據(jù)題意，逸出速度為0時(shí)，由動(dòng)能定理有：逸出速度為時(shí)有：解得：由光電效應(yīng)方程有：解得：（2）根據(jù)題意可知，速度為的電子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰能垂直軸射入點(diǎn)，由幾何關(guān)系有：又有：解得：由幾何關(guān)系可知，到點(diǎn)的電子運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角最新，時(shí)間最短時(shí)間，對(duì)應(yīng)的圓心角為，則最短時(shí)間為：（3）若打中左端，則剛好為偏轉(zhuǎn)軌跡直徑，則有：由半徑公式可得：又有：解得：豎直方向上：解得：所以：（4）射入電場(chǎng)的粒子與軸負(fù)半軸的夾角為當(dāng)電壓為0時(shí)，的所有粒子都可以被收集，此時(shí)電流為：當(dāng)加反向電壓時(shí)，若的粒子都無(wú)法到達(dá)，則其他粒子都不能被收集：則有：解得：當(dāng)加正向電壓時(shí)，若的粒子都可到達(dá)，則其他粒子都能被收集，則有：又有：解得：畫出流過(guò)電流表的電流隨變化的關(guān)系曲線，如圖所示，答：（1）逸出光電子的最大初動(dòng)能為，入射光的頻率為；（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，所有能到達(dá)軸上的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為；（3）到達(dá)板最左端的電子剛從板逸出時(shí)速度的大小為，與軸的夾角為；（4）關(guān)系圖如圖所示，22．（2024?海淀區(qū)一模）在量子力學(xué)誕生以前，玻爾提出了原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)，建構(gòu)了原子模型：電子在庫(kù)侖引力作用下繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中（定態(tài)），原子在各定態(tài)所具有的能量值叫做能級(jí)，不同能級(jí)對(duì)應(yīng)于電子的不同運(yùn)行軌道。電荷量為的點(diǎn)電荷固定在真空中，將一電荷量為的點(diǎn)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)移動(dòng)到距為的過(guò)程中，庫(kù)侖力做功已知電子質(zhì)量為、元電荷為、靜電力常量為、普朗克常量為，規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零。（1）若已知電子運(yùn)行在半徑為的軌道上，請(qǐng)根據(jù)玻爾原子模型，求電子的動(dòng)能及氫原子系統(tǒng)的能級(jí)。（2）為了計(jì)算玻爾原子模型的這些軌道半徑，需要引入額外的假設(shè)，即量子化條件。物理學(xué)家索末菲提出了“索末菲量子化條件”，它可以表述為：電子繞原子核（可看作靜止）做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道周長(zhǎng)為電子物質(zhì)波波長(zhǎng)（電子物質(zhì)波波長(zhǎng)與其動(dòng)量的關(guān)系為的整數(shù)倍，