資源簡介

章末檢測試卷(四)
(滿分：100分)
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1.在通往量子論的道路上，一大批物理學(xué)家作出了卓越的貢獻(xiàn)，下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.愛因斯坦提出光子說，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象
B.德布羅意第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念
C.玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念
D.普朗克把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動性
2.(2023·東莞市光明中學(xué)高二月考)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識歷程，下列說法正確的有(　　)
A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi)
B.湯姆孫通過著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”精確測定了電子電荷
C.盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好地解釋原子中帶正電部分的體積、質(zhì)量占比都很小
D.α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)
3.質(zhì)量為m的粒子原來的速度為v，現(xiàn)將粒子的速度增大為2v，則該粒子的物質(zhì)波的波長將(粒子的質(zhì)量保持不變)(　　)
A.保持不變
B.變?yōu)樵瓉聿ㄩL的兩倍
C.變?yōu)樵瓉聿ㄩL的一半
D.變?yōu)樵瓉聿ㄩL的倍
4.(2024·邯鄲市月考)來自氫原子所發(fā)射的光譜線中有4種波長的光是可見光，其波長分別為：410 nm、434 nm、486 nm和656 nm。它們是氫原子中的電子吸收光子能量躍遷至能級較高的激發(fā)態(tài)后，再向n=2的能級躍遷時釋放出的譜線。對相關(guān)信息說法正確的是(　　)
A.氫原子只能通過吸收光子才能躍遷至能級較高的激發(fā)態(tài)
B.氫原子處于n=2能級時為基態(tài)
C.氫原子可以吸收任何能量的光子而發(fā)生能級躍遷
D.這四種光子中410 nm的光子能量最大
5.(2024·南京市開學(xué)考試)手機(jī)屏幕的亮度傳感器與光電效應(yīng)原理有關(guān)，在某次實(shí)驗(yàn)中，我們得到的關(guān)于遏止電壓和入射光頻率的關(guān)系圖像如圖所示，其中Uc為遏止電壓，ν為入射光的頻率，電子的電荷量為e，則下列說法正確的是(　　)
A.普朗克常量h=
B.入射光頻率越高，得到的光電子的初動能越大
C.若更換材料再實(shí)驗(yàn)，則得到的圖線斜率改變，b改變
D.金屬的逸出功為eb
6.(2022·廣東卷)目前科學(xué)家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子。氫原子第n能級的能量為En=，其中E1=-13.6 eV。如圖是按能量排列的電磁波譜，要使n=20的氫原子吸收一個光子后，恰好失去一個電子變成氫離子，被吸收的光子是(　　)
A.紅外線波段的光子 B.可見光波段的光子
C.紫外線波段的光子 D.X射線波段的光子
7.(2024·遼寧省模擬)研究光電效應(yīng)的電路圖如圖甲所示，現(xiàn)用某一頻率的單色光照射陰極K，改變滑動變阻器滑片P的位置，記錄微安表的示數(shù)I和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U，然后將電源的正負(fù)極對調(diào)，重復(fù)上述過程，作出I-U圖像如圖乙所示。已知電子的電荷量大小為e，普朗克常量為h，則下列說法正確的是(　　)
A.入射光的頻率為
B.陰極K的逸出功為Uce
C.從陰極K逸出的光電子最大初動能為Uce
D.圖乙中電壓Uc大小與入射光的頻率ν成正比
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)
8.(2023·榆林市高二月考)下列說法正確的是(　　)
A.某黑體在不同溫度下的輻射強(qiáng)度與波長的關(guān)系如圖甲所示，則溫度T1>T2
B.同一光電管的光電流與電壓之間的關(guān)系曲線如圖乙所示，則入射光的頻率關(guān)系為ν甲=ν乙>ν丙
C.圖丙為康普頓效應(yīng)的示意圖，入射光子與靜止的電子發(fā)生碰撞，碰后散射光的波長變長
D.圖乙中，若甲光和丙光照射某金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)，則甲光照射產(chǎn)生的光電子的最大初動能更大
9.如圖所示為氫原子能級圖。下列說法正確的是(　　)
A.氫原子從n=2躍遷到n=1能級時輻射的光子頻率最大
B.氫原子從n=5躍遷到n=1能級時，氫原子吸收13.06 eV的光子
C.用光子能量為13.06 eV的光照射一群基態(tài)的氫原子，氫原子可以發(fā)出10種不同波長的光
D.用光子能量為13.06 eV的光照射一群基態(tài)的氫原子，氫原子輻射光中光子能量為0.31 eV的光波波長最長
10.(2023·綿陽市期末)圖甲為氫原子的能級圖，大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，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，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.光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75 eV
B.這些氫原子躍遷時共發(fā)出3種頻率的光子
C.若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為負(fù)極
D.氫原子躍遷放出的光子中共有2種頻率的光子可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象
三、非選擇題(本題共5小題，共54分)
11.(6分)(2024·駐馬店市高二月考)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量En=，其中n=2，3，…。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長為　　　　。
12.(10分)如圖甲所示是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成，其原理是：當(dāng)光照射光電管時電路中產(chǎn)生光電流，經(jīng)放大器放大的電流產(chǎn)生的磁場使鐵芯M被磁化，將銜鐵N吸住。當(dāng)光照消失時，電路中電流消失，銜鐵N自動離開M。
(1)(2分)圖甲中，為了盡可能增大光電流，a端應(yīng)是電源的　　　　(填“正”或“負(fù)”)極。
(2)(2分)當(dāng)用綠光照射光電管陰極K時，可以發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法正確的是　　　　。
A.增大綠光照射強(qiáng)度，光電子的最大初動能增大
B.增大綠光照射強(qiáng)度，電路中光電流增大
C.僅改用同等強(qiáng)度的紫光照射，光電子的最大初動能不變
D.僅改用同等強(qiáng)度的紫光照射，光電子的最大初動能變大
(3)(6分)已知用光照強(qiáng)度為Ja的a光和光照強(qiáng)度為Jb的b光照射該光電管，分別產(chǎn)生的光電流I隨電源電壓U的關(guān)系如圖乙所示［其中電源按(1)問連接時電壓為正］，且在電源電壓和入射光頻率確定時，光電流與光照強(qiáng)度成正比。則a光的頻率　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)b光的頻率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用光照強(qiáng)度為Ja的a光照射該光電管時，電壓須大于+0.2 V，繼電器才能將銜鐵吸附。若用光照強(qiáng)度為Jb的b光照射該光電管，調(diào)整電源電壓，當(dāng)繼電器剛好不能將銜鐵吸附時，電源電壓為　　　　V(需指出正負(fù))；若將電源電壓調(diào)整為+1.6 V，用a光照射該光電管，能使繼電器將銜鐵吸附的最小光強(qiáng)為　　　　Ja(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
13.(10分)氫原子的能級圖如圖所示，某金屬的極限波長恰等于氫原子由n=4能級躍遷到n=2能級所發(fā)出的光的波長。現(xiàn)在用氫原子由n=2能級躍遷到n=1能級時發(fā)出的光去照射，求：
(1)(4分)逸出功為多少電子伏特；
(2)(6分)從該金屬表面逸出的光電子最大初動能是多少電子伏特。
14.(12分)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用波長為λ0的單色光A照射某金屬板時，剛好有光電子從金屬表面逸出。已知普朗克常量為h，光速為c，電子質(zhì)量為m。若用波長為的單色光B照射該金屬板，求：
(1)(6分)光電子的最大初動能Ekm；
(2)(6分)金屬表面逸出光電子的物質(zhì)波的最短波長為λ。
15.(16分)如圖甲為氫原子能級示意圖的一部分，若處于基態(tài)的氫原子由于原子間的碰撞而激發(fā)，且發(fā)射出6條光譜線。
(1)(6分)求6條光譜線中最長的波長λm(已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，光速c=3.0×108 m/s，結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
(2)(10分)若基態(tài)氫原子受激發(fā)射出6條光譜線，是由于運(yùn)動的氫原子a與靜止的氫原子b碰撞導(dǎo)致，如圖乙所示，求氫原子a的最小動能Ek。
答案精析
1.A　［愛因斯坦提出光子說，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，故A正確；玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，故B錯誤；普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故C錯誤；德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動性，故D錯誤。］
2.D　［湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子核內(nèi)的正電荷是均勻分布的，故A錯誤；密立根通過著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”精確測定電子電荷，故B錯誤；盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型解釋了原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，故C錯誤；α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)，故D正確。］
3.C　［根據(jù)λ==，v增大為2v時，λ變?yōu)椋蔬x項C正確。］
4.D　［氫原子可以通過吸收光子或者實(shí)物粒子轟擊進(jìn)入能級較高的激發(fā)態(tài)，故A錯誤；氫原子處于n=1能級時為基態(tài)，故B錯誤；氫原子從低能級向高能級躍遷，所吸收的光子能量應(yīng)該是兩能級的差值，故C錯誤；根據(jù)E=hν=，可知波長越短能量越大，故D正確。］
5.D　［由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0，又Ekm=eUc，解得Uc=-，圖線的斜率=，解得h=e，故A錯誤；入射光頻率越高，得到的光電子的最大初動能越大，光電子的初動能不一定大，故B錯誤；縱軸截距的絕對值b=，解得逸出功W0=eb，故D正確；若更換材料再實(shí)驗(yàn)，即逸出功改變，得到的圖線的斜率不變，b改變，故C錯誤。］
6.A　［要使處于n=20的氫原子吸收一個光子后恰好失去一個電子變成氫離子，則需要吸收光子的能量為E=0-() eV=0.034 eV，
結(jié)合題圖可知被吸收的光子是紅外線波段的光子，故選A。］
7.C　［根據(jù)動能定理有Ek=eUc，故從陰極K逸出的光電子最大初動能為Uce，故C正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0，可得：eUc=hν-W0，故無法求出入射光的頻率以及陰極K的逸出功，故A、B錯誤；將上式整理可得Uc=ν-，可知題圖乙中電壓Uc大小與入射光的頻率ν為一次函數(shù)關(guān)系，不成正比，故D錯誤。］
8.AC　［隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有所增加，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動，故T1>T2，故A正確；同一光電管的W0一樣，根據(jù)遏止電壓的定義可知-eUc=0-Ekm，結(jié)合題圖乙可知，甲、乙光照射產(chǎn)生的光電子的最大初動能相同，均小于丙光照射產(chǎn)生的光電子的最大初動能；由上式聯(lián)立Ekm=hν-W0，可知eUc=hν-W0，所以入射光的頻率關(guān)系應(yīng)為ν甲=ν乙<ν丙，故B、D錯誤；康普頓效應(yīng)中碰后光子的能量變小，由E=可知波長變長，故C正確。］
9.CD　［兩能級間的能級差越大，輻射的光子能量越大，頻率越大，可知從n=2躍遷到n=1輻射的光子頻率不是最大的，故A錯誤；氫原子從n=5躍遷到n=1能級時，向外輻射能量，故B錯誤；用光子能量為13.06 eV的光照射一群基態(tài)的氫原子，氫原子吸收光子能量后氫原子的能量為-0.54 eV，躍遷到第5能級，根據(jù)=10，可知?dú)湓涌梢园l(fā)出10種不同波長的光，故C正確；用光子能量為13.06 eV的光照射一群基態(tài)的氫原子，躍遷到第5能級，從n=5躍遷到n=4輻射的光子能量最小，波長最長，光子能量為-0.54 eV-(-0.85 eV)=0.31 eV，故D正確。］
10.AC　［大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出頻率最高的光子能量為E=E4-E1=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV，由題圖丙可知遏止電壓為Uc=7 V，所以光電子的最大初動能為Ekm=eUc=7 eV，設(shè)光電管陰極K金屬材料的逸出功為W0，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得Ekm=eUc=E-W0，解得W0=E-Ekm=12.75 eV-7 eV=5.75 eV，故A正確；這些氫原子躍遷時共發(fā)出光子的頻率種數(shù)為N==6，故B錯誤；若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片能使光電流為零，說明光電管所加電壓為反向電壓，電源正極與陰極K相連，故電源左側(cè)為正極，右側(cè)為負(fù)極，C正確；由能級圖可知，從n=4躍遷到n=1、n=3躍遷到n=1、從n=2躍遷到n=1時所放出光子的能量分別為12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV，都大于逸出功W0，而其余3種躍遷放出光子的能量都小于逸出功W0，所以共有3種頻率的光子可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故D錯誤。］
11.-
解析　第一激發(fā)態(tài)即為第二能級，是能量最低的激發(fā)態(tài)，則有E2=，電離是氫原子從第一激發(fā)態(tài)躍遷到最高能級的過程，需要吸收光子的能量最小值為0-E2=-，此時波長最大，所以有-=，解得λ=-。
12.(1)正　(2)BD　(3)小于　-0.4　0.79
解析　(1)為盡可能增大光電流，光電管兩端應(yīng)加正向電壓，則a端應(yīng)是電源的正極。
(2)根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知，增大光照強(qiáng)度時，光電子的最大初動能不變，但光電流增大，故A錯誤，B正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知，因?yàn)樽瞎獾念l率大于綠光的頻率，所以光電子的最大初動能增加，故C錯誤，D正確。
(3)由于b光的圖像與橫軸交點(diǎn)在a光的圖像與橫軸交點(diǎn)的左側(cè)，可知a光的遏止電壓小于b光的遏止電壓，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程和Ek=eUc，有eUc=hν-W0，則a光的頻率小于b光的頻率。用a光照射該光電管，且電源電壓為+0.2 V時，由題圖乙可得到此時的光電流，如果使用b光照射該光電管，要得到相同的光電流，此時電源電壓為-0.4 V；根據(jù)題意得，若用光照強(qiáng)度為Ja的a光照射該光電管，電壓等于+0.2 V時，繼電器剛好能將銜鐵吸附，此時的光電流占11個小格，當(dāng)電源電壓調(diào)整為+1.6 V，此時的光電流占14個小格，要使繼電器剛好能將銜鐵吸附，就要降低光強(qiáng)使光電流恢復(fù)到11個小格，當(dāng)入射光頻率一定時，光電流與光強(qiáng)成正比，=，解得Ja'≈0.79Ja。
13.(1)2.55 eV　(2)7.65 eV
解析　(1)因極限波長恰等于氫原子由n=4能級躍遷到n=2能級所發(fā)出的光的波長，則有
hνc=W0=-0.85 eV-(-3.4 eV)=2.55 eV。
(2)用n=2能級躍遷到n=1能級時發(fā)出的光去照射，發(fā)出光子的能量hν=ΔE=E2-E1
=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV
則從該金屬表面逸出的光電子最大初動能
Ek=hν-W0=10.2 eV-2.55 eV=7.65 eV。
14.(1)h　(2)
解析　(1)依題意，用波長為λ0的單色光A照射某金屬板時，剛好有光電子從金屬表面逸出，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，有h-W0=0
用波長為的單色光B照射該金屬板，有
Ekm=h-W0，聯(lián)立可得Ekm=h。
(2)物質(zhì)波的最短波長λ=，又=Ekm
聯(lián)立可得金屬表面逸出光電子的物質(zhì)波的最短波長
λ=。
15.(1)1.9×10-6 m　(2)25.5 eV
解析　(1)處于基態(tài)的氫原子由于原子間的碰撞而激發(fā)，且發(fā)射出6條光譜線，根據(jù)=6，可知處于基態(tài)的氫原子由于原子間的碰撞而激發(fā)躍遷到n=4能級，可知n=4能級向n=3能級躍遷的光譜線的波長最長，則有E4-E3=h=0.66 eV，解得λm≈1.9×10-6 m
(2)令氫原子a的初速度為v0，則有Ek=m，氫原子a與氫原子b發(fā)生完全非彈性碰撞時，系統(tǒng)損失的動能最大，根據(jù)動量守恒可得mv0=2mv，解得v=v0
根據(jù)題意及能量守恒有
E4-E1=m-×2mv2=m=12.75 eV
聯(lián)立解得Ek=25.5 eV。(共39張PPT)
章末檢測試卷(四)
一、單項選擇題
1.在通往量子論的道路上，一大批物理學(xué)家作出了卓越的貢獻(xiàn)，下列有關(guān)說法正確的是
A.愛因斯坦提出光子說，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象
B.德布羅意第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念
C.玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)
觀念
D.普朗克把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動性
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3
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5
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11
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愛因斯坦提出光子說，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，故A正確；
玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，故B錯誤；
普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故C錯誤；
德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動性，故D錯誤。
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2.(2023·東莞市光明中學(xué)高二月考)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識歷程，下列說法正確的有
A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi)
B.湯姆孫通過著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”精確測定了電子電荷
C.盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好地解釋原子中帶正電部分的體積、
質(zhì)量占比都很小
D.α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)
構(gòu)模型的主要依據(jù)
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湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子核內(nèi)的正電荷是均勻分布的，故A錯誤；
密立根通過著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”精確測定電子電荷，故B錯誤；
盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型解釋了原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，故C錯誤；
α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)，故D正確。
3.質(zhì)量為m的粒子原來的速度為v，現(xiàn)將粒子的速度增大為2v，則該粒子的物質(zhì)波的波長將(粒子的質(zhì)量保持不變)
A.保持不變
B.變?yōu)樵瓉聿ㄩL的兩倍
C.變?yōu)樵瓉聿ㄩL的一半
D.變?yōu)樵瓉聿ㄩL的倍
1
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根據(jù)λ==，v增大為2v時，λ變?yōu)椋蔬x項C正確。
4.(2024·邯鄲市月考)來自氫原子所發(fā)射的光譜線中有4種波長的光是可見光，其波長分別為：410 nm、434 nm、486 nm和656 nm。它們是氫原子中的電子吸收光子能量躍遷至能級較高的激發(fā)態(tài)后，再向n=2的能級躍遷時釋放出的譜線。對相關(guān)信息說法正確的是
A.氫原子只能通過吸收光子才能躍遷至能級較高的激發(fā)態(tài)
B.氫原子處于n=2能級時為基態(tài)
C.氫原子可以吸收任何能量的光子而發(fā)生能級躍遷
D.這四種光子中410 nm的光子能量最大
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氫原子可以通過吸收光子或者實(shí)物粒子轟擊進(jìn)入能級較高的激發(fā)態(tài)，故A錯誤；
氫原子處于n=1能級時為基態(tài)，故B錯誤；
氫原子從低能級向高能級躍遷，所吸收的光子能量應(yīng)該是兩能級的差值，故C錯誤；
根據(jù)E=hν=，可知波長越短能量越大，故D正確。
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5.(2024·南京市開學(xué)考試)手機(jī)屏幕的亮度傳感器與光電效應(yīng)原理有關(guān)，在某次實(shí)驗(yàn)中，我們得到的關(guān)于遏止電壓和入射光頻率的關(guān)系圖像如圖所示，其中Uc為遏止電壓，ν為入射光的頻率，電子的電荷量為e，則下列說法正確的是
A.普朗克常量h=
B.入射光頻率越高，得到的光電子的初動能越大
C.若更換材料再實(shí)驗(yàn)，則得到的圖線斜率改變，b改變
D.金屬的逸出功為eb
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由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0，又Ekm=eUc，解得Uc=-，圖線的斜率=，解得h=e，故A錯誤；
入射光頻率越高，得到的光電子的最大初動能越大，光電子的初動能不一定大，故B錯誤；
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縱軸截距的絕對值b=，解得逸出功W0=eb，故D正確；
若更換材料再實(shí)驗(yàn)，即逸出功改變，得到的圖線的斜率不變，b改變，故C錯誤。
6.(2022·廣東卷)目前科學(xué)家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子。氫原子第n能級的能量為En=，其中E1=-13.6 eV。如圖是按能量排列的電磁波譜，要使n=20的氫原子吸收一個光子后，恰好失去一個電子變成氫離子，被吸收的光子是
A.紅外線波段的光子
B.可見光波段的光子
C.紫外線波段的光子
D.X射線波段的光子
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要使處于n=20的氫原子吸收一個光
子后恰好失去一個電子變成氫離子，
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則需要吸收光子的能量為E=0-() eV=0.034 eV，結(jié)合題圖可知被吸收的光子是紅外線波段的光子，故選A。
7.(2024·遼寧省模擬)研究光電效應(yīng)的電路圖如圖甲所示，現(xiàn)用某一頻率的單色光照射陰極K，改變滑動變阻器滑片P的位置，記錄微安表的示數(shù)I和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U，然后將電源的正負(fù)極對調(diào)，重復(fù)上述過程，作出I-U圖像如圖乙所示。已知電子的電荷量大小為e，普朗克常量為h，則下列說法正確的是
A.入射光的頻率為
B.陰極K的逸出功為Uce
C.從陰極K逸出的光電子最大初動能為Uce
D.圖乙中電壓Uc大小與入射光的頻率ν成正比
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根據(jù)動能定理有Ek=eUc，故從陰極K逸出
的光電子最大初動能為Uce，故C正確；
根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0，
可得：eUc=hν-W0，故無法求出入射光的
頻率以及陰極K的逸出功，故A、B錯誤；
將上式整理可得Uc=ν-，可知題圖乙中電壓Uc大小與入射光的頻率ν為一次函數(shù)關(guān)系，不成正比，故D錯誤。
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二、多項選擇題
8.(2023·榆林市高二月考)下列說法正確的是
A.某黑體在不同溫度下的輻射強(qiáng)度與波長的
關(guān)系如圖甲所示，則溫度T1>T2
B.同一光電管的光電流與電壓之間的關(guān)系曲線如圖乙所示，則入射光的頻率
關(guān)系為ν甲=ν乙>ν丙
C.圖丙為康普頓效應(yīng)的示意圖，入射光子與靜止的電子發(fā)生碰撞，碰后散射
光的波長變長
D.圖乙中，若甲光和丙光照射某金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)，則甲光照射產(chǎn)生的
光電子的最大初動能更大
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隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)
度都有所增加，輻射強(qiáng)度的極大值向
波長較短的方向移動，故T1>T2，故A正確；
同一光電管的W0一樣，根據(jù)遏止電壓的定義可知-eUc=0-Ekm，結(jié)合題圖乙可知，甲、乙光照射產(chǎn)生的光電子的最大初動能相同，均小于丙光照射產(chǎn)生的光電子的最大初動能；由上式聯(lián)立Ekm=hν-W0，可知eUc=hν-W0，所以入射光的頻率關(guān)系應(yīng)為ν甲=ν乙<ν丙，故B、D錯誤；
康普頓效應(yīng)中碰后光子的能量變小，由E=可知波長變長，故C正確。
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9.如圖所示為氫原子能級圖。下列說法正確的是
A.氫原子從n=2躍遷到n=1能級時輻射的光子頻率最大
B.氫原子從n=5躍遷到n=1能級時，氫原子吸收13.06 eV的光子
C.用光子能量為13.06 eV的光照射一群基態(tài)的氫原子，
氫原子可以發(fā)出10種不同波長的光
D.用光子能量為13.06 eV的光照射一群基態(tài)的氫原子，
氫原子輻射光中光子能量為0.31 eV的光波波長最長
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兩能級間的能級差越大，輻射的光子能量越大，頻
率越大，可知從n=2躍遷到n=1輻射的光子頻率不是
最大的，故A錯誤；
氫原子從n=5躍遷到n=1能級時，向外輻射能量，故
B錯誤；
用光子能量為13.06 eV的光照射一群基態(tài)的氫原子，氫原子吸收光子能量后氫原子的能量為-0.54 eV，躍遷到第5能級，根據(jù)=10，可知?dú)湓涌梢园l(fā)出10種不同波長的光，故C正確；
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用光子能量為13.06 eV的光照射一群基態(tài)的氫原子，躍遷到第5能級，從n=5躍遷到n=4輻射的光子能量最小，波長最長，光子能量為-0.54 eV-(-0.85 eV)=
0.31 eV，故D正確。
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10.(2023·綿陽市期末)圖甲為氫原子的能級圖，大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，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，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.光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75 eV
B.這些氫原子躍遷時共發(fā)出3種頻率的光子
C.若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片能使光電流為零，
則可判斷圖乙中電源右側(cè)為負(fù)極
D.氫原子躍遷放出的光子中共有2種頻率的光子可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象
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大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，
發(fā)出頻率最高的光子能量為E=E4-E1=
-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV，由題圖
丙可知遏止電壓為Uc=7 V，所以光電
子的最大初動能為Ekm=eUc=7 eV，設(shè)光電管陰極K金屬材料的逸出功為W0，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得Ekm=eUc=E-W0，解得W0=E-Ekm=12.75 eV-7 eV=5.75 eV，故A正確；
這些氫原子躍遷時共發(fā)出光子的頻率種數(shù)為N==6，故B錯誤；
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若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片能使光電流為
零，說明光電管所加電壓為反向電壓，
電源正極與陰極K相連，故電源左側(cè)為
正極，右側(cè)為負(fù)極，C正確；
由能級圖可知，從n=4躍遷到n=1、n=3躍遷到n=1、從n=2躍遷到n=1時所放出光子的能量分別為12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV，都大于逸出功W0，而其余3種躍遷放出光子的能量都小于逸出功W0，所以共有3種頻率的光子可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故D錯誤。
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11.(2024·駐馬店市高二月考)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量En=，其中n=2，3，…。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長為　　　　。
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三、非選擇題
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第一激發(fā)態(tài)即為第二能級，是能量最低的激發(fā)態(tài)，則有E2=，電離是氫原子從第一激發(fā)態(tài)躍遷到最高能級的過程，需要吸收光子的能量最小值為0-E2=-，此時波長最大，所以有-=，解得λ=-。
12.如圖甲所示是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成，其原理是：當(dāng)光照射光電管時電路中產(chǎn)生光電流，經(jīng)放大器放大的電流產(chǎn)生的磁場使鐵芯M被磁化，將銜鐵N吸住。當(dāng)光照消失時，電路中電流消失，銜鐵N自動離開M。
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(1)圖甲中，為了盡可能增大光電流，a端應(yīng)是電源的　　(填“正”或“負(fù)”)極。
正
為盡可能增大光電流，光電管兩端應(yīng)加正向電壓，則a端應(yīng)是電源的正極。
(2)當(dāng)用綠光照射光電管陰極K時，可以發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法正確的是　　。
A.增大綠光照射強(qiáng)度，光電子的最大初動能增大
B.增大綠光照射強(qiáng)度，電路中光電流增大
C.僅改用同等強(qiáng)度的紫光照射，光電子的最大初動能不變
D.僅改用同等強(qiáng)度的紫光照射，光電子的最大初動能變大
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根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知，增大光照強(qiáng)度時，光電子的最大初動能不變，但光電流增大，故A錯誤，B正確；
根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知，因?yàn)樽瞎獾念l率大于綠光的頻率，所以光電子的最大初動能增加，故C錯誤，D正確。
(3)已知用光照強(qiáng)度為Ja的a光和光照強(qiáng)度為Jb的b光照射
該光電管，分別產(chǎn)生的光電流I隨電源電壓U的關(guān)系如圖
乙所示［其中電源按(1)問連接時電壓為正］，且在電源
電壓和入射光頻率確定時，光電流與光照強(qiáng)度成正比。
則a光的頻率　　(填“大于”“小于”或“等于”)b光的頻率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用光照強(qiáng)度為Ja的a光照射該光電管時，電壓須大于+0.2 V，繼電器才能將銜鐵吸附。若用光照強(qiáng)度為Jb的b光照射該光電管，調(diào)整電源電壓，當(dāng)繼電器剛好不能將銜鐵吸附時，電源電壓為　　V(需指出正負(fù))；若將電源電壓調(diào)整為+1.6 V，用a光照射該光電管，能使繼電器將銜鐵吸附的最小光強(qiáng)為　　　Ja
(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
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由于b光的圖像與橫軸交點(diǎn)在a光的圖像與橫軸交點(diǎn)的左側(cè)，
可知a光的遏止電壓小于b光的遏止電壓，根據(jù)愛因斯坦光
電效應(yīng)方程和Ek=eUc，有eUc=hν-W0，則a光的頻率小于b
光的頻率。用a光照射該光電管，且電源電壓為+0.2 V時，由題圖乙可得到此時的光電流，如果使用b光照射該光電管，要得到相同的光電流，此時電源電壓為-0.4 V；根據(jù)題意得，若用光照強(qiáng)度為Ja的a光照射該光電管，電壓等于+0.2 V時，繼電器剛好能將銜鐵吸附，此時的光電流占11個小格，當(dāng)電源電壓調(diào)整為+1.6 V，此時的光電流占14個小格，要使繼電器剛好能將銜鐵吸附，就要降低光強(qiáng)使光電流恢復(fù)到11個小格，當(dāng)入射光頻率一定時，光電流與光強(qiáng)成正比，=，解得Ja'≈0.79Ja。
13.氫原子的能級圖如圖所示，某金屬的極限波長恰等于氫原子由n=4能級躍遷到n=2能級所發(fā)出的光的波長。現(xiàn)在用氫原子由n=2能級躍遷到n=1能級時發(fā)出的光去照射，求：
(1)逸出功為多少電子伏特；
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答案　2.55 eV
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因極限波長恰等于氫原子由n=4能級躍遷到n=2能級所發(fā)出的光的波長，則有
hνc=W0=-0.85 eV-(-3.4 eV)=2.55 eV。
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答案　7.65 eV
(2)從該金屬表面逸出的光電子最大初動能是多少電子伏特。
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用n=2能級躍遷到n=1能級時發(fā)出的光去照射，發(fā)出光子的能量hν=ΔE=E2-E1
=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV
則從該金屬表面逸出的光電子最大初動能
Ek=hν-W0=10.2 eV-2.55 eV=7.65 eV。
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14.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用波長為λ0的單色光A照射某金屬板時，剛好有光電子從金屬表面逸出。已知普朗克常量為h，光速為c，電子質(zhì)量為m。若用波長為的單色光B照射該金屬板，求：
(1)光電子的最大初動能Ekm；
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答案　h
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依題意，用波長為λ0的單色光A照射某金屬板時，剛好有光電子從金屬表面逸出，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，有
h-W0=0
用波長為的單色光B照射該金屬板，有
Ekm=h-W0
聯(lián)立可得Ekm=h。
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(2)金屬表面逸出光電子的物質(zhì)波的最短波長為λ。
答案　
物質(zhì)波的最短波長λ=，又=Ekm
聯(lián)立可得金屬表面逸出光電子的物質(zhì)波的最短波長λ=。
15.如圖甲為氫原子能級示意圖的一部分，若處于基態(tài)的氫原子由于原子間的碰撞而激發(fā)，且發(fā)射出6條光譜線。
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(1)求6條光譜線中最長的波長λm(已知普朗克
常量h=6.63×10-34 J·s，光速c=3.0×108 m/s，結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
答案　1.9×10-6 m
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處于基態(tài)的氫原子由于原子間的碰撞而激
發(fā)，且發(fā)射出6條光譜線，根據(jù)=6，可
知處于基態(tài)的氫原子由于原子間的碰撞而
激發(fā)躍遷到n=4能級，可知n=4能級向n=3
能級躍遷的光譜線的波長最長，則有E4-E3=h=0.66 eV，
解得λm≈1.9×10-6 m
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(2)若基態(tài)氫原子受激發(fā)射出6條光譜線，是由于運(yùn)動的氫原子a與靜止的氫原子b碰撞導(dǎo)致，如圖乙所示，求氫原子a的最小動能Ek。
答案　25.5 eV
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令氫原子a的初速度為v0，則有Ek=m，氫原子a與氫原子b發(fā)生完全非彈性碰撞時，系統(tǒng)損失的動能最大，根據(jù)動量守恒可得mv0=2mv，解得v=v0
根據(jù)題意及能量守恒有
E4-E1=m-×2mv2=m=12.75 eV
聯(lián)立解得Ek=25.5 eV。

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