第1講波粒二象性原子結(jié)構(gòu)考試標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)內(nèi)容必考要求加試要求說(shuō)明能量量子化b1.不要求掌握黑體輻射的概念和實(shí)驗(yàn)規(guī)律.2.不要求識(shí)記研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖.3.不要求用x·p進(jìn)行計(jì)算.4.不要求了解測(cè)量比荷的實(shí)驗(yàn)裝置.5.不要求計(jì)算以密立根實(shí)驗(yàn)為背景的問(wèn)題.6.不要求了解粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的細(xì)節(jié).7.不要求用氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律計(jì)算波長(zhǎng).8.不要求識(shí)記氫原子不同狀態(tài)時(shí)的電子云.光的粒子性c粒子的波動(dòng)性c概率波b不確定性關(guān)系b電子的發(fā)現(xiàn)a原子的核式結(jié)構(gòu)模型b氫原子光譜b玻爾的原子模型c一、能量量子化1.量子化假設(shè)振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，并以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地吸收或輻射.2.能量子不可再分的最小能量值h，是電磁波的頻率，h是普朗克常量，h6.626×1034 J·s.二、光的粒子性1.光電效應(yīng)現(xiàn)象在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫做光電子.2.實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率.(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大.(3)光照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的.(4)入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多.3.愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程(1)光子：光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，這些能量子稱(chēng)為光子，頻率為的光子的能量為h.(2)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程表達(dá)式：hEkW0或EkhW0.物理意義：金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用于克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動(dòng)能Ek.自測(cè)1(多選)如圖1所示，用導(dǎo)線(xiàn)把驗(yàn)電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線(xiàn)照射鋅板時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是()圖1A.有光子從鋅板逸出B.有電子從鋅板逸出C.驗(yàn)電器指針張開(kāi)一個(gè)角度D.鋅板帶負(fù)電答案BC解析用紫外線(xiàn)照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收紫外線(xiàn)的能量從鋅板表面逸出，這種電子被稱(chēng)為光電子，故A錯(cuò)誤，B正確；鋅板與驗(yàn)電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗(yàn)電器指針張角越大，故C正確，D錯(cuò)誤.三、光的波動(dòng)性概率波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性.(2)光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性.(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱(chēng)為光的波粒二象性.2.物質(zhì)波任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀(guān)粒子大到宏觀(guān)物體都有一個(gè)波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量.3.概率波大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性，光波是概率波，光子的行為服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于電子和其他微粒，由于同樣具有波粒二象性，所以與它們相聯(lián)系的物質(zhì)波也是概率波.4.不確定性關(guān)系在經(jīng)典力學(xué)中，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置和動(dòng)量是可以同時(shí)測(cè)定的，在量子力學(xué)中，要同時(shí)測(cè)出微觀(guān)粒子的位置和動(dòng)量是不可能的，我們把這種關(guān)系叫做不確定性關(guān)系.自測(cè)2(多選)關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是()A.大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性B.光在傳播時(shí)是波，而與物質(zhì)相互作用時(shí)就轉(zhuǎn)變成粒子C.高頻光是粒子，低頻光是波D.波粒二象性是光的根本屬性，有時(shí)它的波動(dòng)性顯著，有時(shí)它的粒子性顯著答案AD四、電子的發(fā)現(xiàn)原子的核式結(jié)構(gòu)模型1.英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子的“棗糕模型”.2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說(shuō)它們幾乎被“撞了回來(lái)”，如圖2所示.圖2(2)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子中帶正電部分的體積很小，原子半徑的數(shù)量級(jí)是1010 m，而原子核半徑的數(shù)量級(jí)是1015 m，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在正電體的外面運(yùn)動(dòng).自測(cè)3(多選)如圖3為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，關(guān)于觀(guān)察到的現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()圖3A.相同時(shí)間內(nèi)放在A(yíng)位置時(shí)觀(guān)察到屏上的閃光次數(shù)最多B.相同時(shí)間內(nèi)放在B位置時(shí)觀(guān)察到屏上的閃光次數(shù)只比放在A(yíng)位置時(shí)稍微少些C.放在C、D位置時(shí)屏上觀(guān)察不到閃光D.放在D位置時(shí)屏上仍能觀(guān)察到一些閃光，但次數(shù)極少答案AD五、氫原子光譜玻爾的原子模型1.光譜分析：利用每種原子都有自己的特征譜線(xiàn)可以用來(lái)鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，且靈敏度很高.在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學(xué)元素上有著重大的意義.2.玻爾理論(1)定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量.(2)躍遷：電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí)，會(huì)放出能量為h的光子，這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hEmEn.(h是普朗克常量，h6.63×1034 J·s)(3)軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng).原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的.3.能級(jí)公式：EnE1(n1,2,3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E113.6 eV(以氫原子為例).4.半徑公式：rnn2r1(n1,2,3，)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱(chēng)玻爾半徑，其數(shù)值為r15.3×1011 m(以氫原子為例).5.氫原子的能級(jí)圖(如圖4所示)圖4自測(cè)4(多選)關(guān)于玻爾的原子模型理論，下列說(shuō)法正確的是()A.原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中B.原子的能量狀態(tài)不可能是連續(xù)的C.原子的核外電子在確定軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，要向外輻射能量D.原子的核外電子在確定軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，不向外輻射能量答案BD命題點(diǎn)一光電效應(yīng)規(guī)律的理解1.對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率.(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見(jiàn)光，也包括不可見(jiàn)光.(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無(wú)關(guān).(4)光電子不是光子，而是電子.2.兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系光強(qiáng)大光子數(shù)目多發(fā)射光電子多光電流大；光子頻率高光子能量大光電子的最大初動(dòng)能大.3.定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：EkhW0.(2)光電子最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：EkeUc.(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0hc.例1(多選)(2016·浙江4月選考·16)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，采用極限頻率為c5.5×1014 Hz鈉陰極，已知普朗克常量h6.6×1034 J·s，電子質(zhì)量m9.1×1031 kg.用頻率7.5×1014 Hz的紫光照射鈉陰極產(chǎn)生光電子的()A.動(dòng)能的數(shù)量級(jí)為1019 JB.速率的數(shù)量級(jí)為108 m/sC.動(dòng)量的數(shù)量級(jí)為1027 kg·m/sD.德布羅意波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)為109 m答案AD解析根據(jù)EkhW0，W0hc，得：Ek1.32×1019 J，A正確；由Ekmv2，得v5×105 m/s，B錯(cuò)誤；由p4.9×1025 kg·m/s，C錯(cuò)誤；由p得 m1.3×109 m，故D正確.變式1(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是()A.增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C.改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大答案AD解析增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光子數(shù)增加，則光電流增大，故選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于入射光的頻率，與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率小于的光照射時(shí)，若光的頻率仍大于金屬的極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)EkhW0可知，增加入射光頻率，光電子的最大初動(dòng)能也增大，故選項(xiàng)D正確.變式2(多選)如圖5，用一定頻率的單色光照射光電管時(shí)，電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則()圖5A.電源右端應(yīng)為正極B.流過(guò)電流表G的電流大小取決于照射光的強(qiáng)度C.流過(guò)電流表G的電流方向是由a流向bD.普朗克解釋了光電效應(yīng)并提出光子能量Eh答案BC解析發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電子從光電管右端運(yùn)動(dòng)到左端，而電流的方向與電子定向移動(dòng)的方向相反，所以流過(guò)電流表G的電流方向是由a流向b，所以電源左端應(yīng)為正極，故A錯(cuò)誤，C正確；流過(guò)電流表G的電流大小取決于照射光的強(qiáng)度，與光的頻率無(wú)關(guān)，故B正確；愛(ài)因斯坦解釋了光電效應(yīng)并提出光子能量Eh，故D錯(cuò)誤.變式3(多選)對(duì)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0，下面的理解正確的有()A.只要是用同種頻率的光照射同一種金屬，那么從金屬中逸出的所有光電子都會(huì)具有同樣的初動(dòng)能EkB.式中的W0表示每個(gè)光電子從金屬中飛出過(guò)程中克服金屬中正電荷引力所做的功C.逸出功W0和截止頻率c之間應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系式W0hcD.光電子的最大初動(dòng)能和入射光的頻率不是成正比答案CD解析根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0知，同種頻率的光照射同一種金屬，從金屬中逸出的所有光電子的最大初動(dòng)能Ek都相同，但初動(dòng)能可能不同，故A錯(cuò)誤；W0表示逸出功，是每個(gè)電子從這種金屬中飛出過(guò)程中，克服金屬中正電荷引力所做的功的最小值，故B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0知，當(dāng)最大初動(dòng)能為零時(shí)，入射光的頻率即為截止頻率，則有W0hc，故C正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0知，最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，故D正確.變式4(多選)愛(ài)因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋了光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系如圖6所示，其中0為極限頻率.從圖中可以確定的是()圖6A.逸出功與有關(guān)B.Ek與入射光強(qiáng)度成正比C.當(dāng)0時(shí)，會(huì)逸出光電子D.圖中直線(xiàn)的斜率與普朗克常量有關(guān)答案CD解析由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0和W0h0(W0為金屬的逸出功)可得Ekhh0，可見(jiàn)圖象的斜率表示普朗克常量，D正確；只有0時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，C正確；金屬的逸出功只和金屬的極限頻率有關(guān)，與入射光的頻率無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率，而與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤.命題點(diǎn)二氫原子能級(jí)圖及能級(jí)躍遷氫原子能級(jí)圖與能級(jí)躍遷問(wèn)題的解答技巧1.能級(jí)之間躍遷時(shí)放出的光子頻率是不連續(xù)的.2.能級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)放出(吸收)光子的頻率由hEmEn求得.若求波長(zhǎng)可由公式c求得.3.一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線(xiàn)條數(shù)最多為(n1)條.4.一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線(xiàn)條數(shù)的兩種求解方法：(1)用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解：NC.(2)利用能級(jí)圖求解：在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫(huà)出，然后相加.例2(多選)(2016·浙江10月選考·15)如圖7為氫原子能級(jí)圖，氫原子中的電子從n5能級(jí)躍遷到n2能級(jí)可產(chǎn)生a光；從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)可產(chǎn)生b光.a光和b光的波長(zhǎng)分別為a和b，照射到逸出功為2.29 eV的金屬鈉表面均可產(chǎn)生光電效應(yīng)，遏止電壓分別為Ua和Ub.則()圖7A.abB.UaUbC.a光的光子能量為2.86 eVD.b光產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能Ek0.26 eV答案BCD解析根據(jù)能級(jí)躍遷知識(shí)可知haE5E20.54(3.4) eV2.86 eV，hbE4E20.85(3.4) eV2.55 eV，顯然a光的光子能量大于b光的，即a光頻率大，波長(zhǎng)短，所以A錯(cuò)，C正確.根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0，知a光照射后的光電子最大初動(dòng)能為EkahaW0(2.862.29) eV0.57 eV，b光照射后的光電子最大初動(dòng)能為EkbhbW0(2.552.29) eV0.26 eV，選項(xiàng)D正確.根據(jù)遏止電壓知識(shí)EkeUc可知，UaUb，選項(xiàng)B正確.例3(多選)(2015·浙江10月選考·14改編)氫原子從n6躍遷到n2能級(jí)時(shí)輻射出頻率為1的光子，從n5躍遷到n2能級(jí)時(shí)輻射出頻率為2的光子.下列說(shuō)法正確的是()A.頻率為1 的光子的能量較大B.頻率為1的光子的動(dòng)量較大C.做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，頻率為1的光產(chǎn)生的條紋間距較大D.用同一種金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若均可發(fā)生光電效應(yīng)，頻率為1的光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大答案ABD解析氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)會(huì)輻射出光子，有hE末E初，故可知頻率為1的光子的能量較大，12，A正確；由，得光子的動(dòng)量p，頻率為1的光子的動(dòng)量較大，故B正確；在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏上相鄰的亮條紋(或暗條紋)之間距離x與波長(zhǎng)、雙縫間距d及屏到雙縫距離l的關(guān)系為x，頻率為1的光產(chǎn)生的條紋間距較小，故C錯(cuò)誤；用同種金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，EkhW0，頻率為1的光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大，故D正確.變式5(多選)以下說(shuō)法中，屬于玻爾所提出的原子模型理論的是()A.原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做圓周運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道分布是不連續(xù)的C.電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子D.電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率答案ABC解析原子處于稱(chēng)為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí)，雖然電子做圓周運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量，故A正確；原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的，故B正確；電子從一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子，故C正確；電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于能級(jí)差值，與電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤.變式6(多選)氫原子光譜在可見(jiàn)光部分只有四條譜線(xiàn)，它們分別是從n為3、4、5、6的能級(jí)直接向n2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的.四條譜線(xiàn)中，一條紅色、一條藍(lán)色、兩條紫色，則下列說(shuō)法正確的是()A.紅色光譜是氫原子從n3能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的B.藍(lán)色光譜是氫原子從n6能級(jí)直接向n2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的C.若氫原子從n6能級(jí)直接向n1能級(jí)躍遷，能夠產(chǎn)生紫外線(xiàn)D.若氫原子從n6能級(jí)直接向n3能級(jí)躍遷，能夠產(chǎn)生紫外線(xiàn)答案AC解析光的頻率越小，躍遷時(shí)對(duì)應(yīng)的能級(jí)差也越小，所以紅色光譜是氫原子從n3能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，選項(xiàng)A正確；紫光的頻率最大，故紫色光譜是氫原子從n6能級(jí)或n5能級(jí)直接向n2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫原子光譜在可見(jiàn)光部分只有4條譜線(xiàn)，且因紫外線(xiàn)的頻率大于紫光的頻率，故若氫原子從n6能級(jí)直接向n1能級(jí)躍遷，則能夠產(chǎn)生紫外線(xiàn)，選項(xiàng)C正確；氫原子從n6能級(jí)直接向n3能級(jí)躍遷時(shí)輻射的能量小于氫原子從n5能級(jí)直接向n2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出光子的能量，即應(yīng)低于紫光的頻率，不能產(chǎn)生紫外線(xiàn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.變式7(多選)如圖8是氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于n3能級(jí)，下列說(shuō)法中正確的是()圖8A.這群氫原子躍遷時(shí)能夠發(fā)出3種不同頻率的波B.這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2 eVC.從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)D.這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級(jí)躍遷答案AC解析根據(jù)C3知，這群氫原子能夠發(fā)出3種不同頻率的光子，故A正確；由n3能級(jí)躍遷到n1能級(jí)，輻射的光子能量最大，E(13.61.51) eV12.09 eV，故B錯(cuò)誤；從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故C正確；一群處于n3能級(jí)的氫原子發(fā)生躍遷，吸收的能量必須等于兩能級(jí)的能量差，故D錯(cuò)誤.變式8(多選)(2017·寧波市九校期末聯(lián)考)如圖9所示為氫原子能級(jí)的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光.關(guān)于這些光下列說(shuō)法正確的是()圖9A.最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的B.頻率最小的光是由n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)產(chǎn)生的C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D.用n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)答案BD解析在所有輻射出的光中，最容易產(chǎn)生衍射的光是波長(zhǎng)最長(zhǎng)的、頻率最小的光，由hEmEn知，從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)的光能量最小，頻率最小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)CC6可知，處于n4能級(jí)的氫原子最多可輻射出6種不同頻率的光，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)輻射出的光子能量為3.40 eV(13.6) eV10.2 eV，大于金屬鉑的逸出功，能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D正確.1.(多選)原子的能量量子化現(xiàn)象是指()A.原子的能量是不可以改變的B.原子的能量與電子的軌道無(wú)關(guān)C.原子的能量狀態(tài)是不連續(xù)的D.原子具有分立的能級(jí)答案CD2.(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A.光的波粒二象性學(xué)說(shuō)徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說(shuō)B.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，大量光子打在光屏上的落點(diǎn)是有規(guī)律的，暗紋處落下光子的概率小C.單個(gè)光子具有粒子性，大量光子具有波動(dòng)性D.光的波動(dòng)性是光子之間的相互作用的結(jié)果答案BC3.(多選)有關(guān)氫原子光譜的說(shuō)法正確的是()A.氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜B.氫原子光譜說(shuō)明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C.氫原子光譜說(shuō)明氫原子的能級(jí)是分立的D.氫原子光譜線(xiàn)的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無(wú)關(guān)答案BC解析氫原子的發(fā)射光譜是線(xiàn)狀譜，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氫原子光譜說(shuō)明：氫原子只能發(fā)出特定頻率的光，氫原子的能級(jí)是分立的，故選項(xiàng)B、C正確；由玻爾理論知?dú)湓影l(fā)射出的光子能量由前、后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hEmEn，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4.(多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生.下列說(shuō)法正確的是()A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B.入射光的頻率變高，飽和光電流變大C.入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D.保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生答案AC解析在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，飽和光電流大小由光照強(qiáng)度決定，與頻率無(wú)關(guān)，光照強(qiáng)度越大飽和光電流越大，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)EkhW0可知，對(duì)于同一光電管，逸出功W0不變，當(dāng)頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能Ek變大，C正確；由光電效應(yīng)規(guī)律可知，當(dāng)頻率低于截止頻率時(shí)無(wú)論光照強(qiáng)度多大，都不會(huì)有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤.5.(多選)用強(qiáng)度和頻率都相同的兩束紫外線(xiàn)分別照射到兩種不同金屬的表面上，均可發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說(shuō)法中正確的是()A.兩束紫外線(xiàn)光子總能量相同B.從不同的金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能相同C.在單位時(shí)間內(nèi)從不同的金屬表面逸出的光電子數(shù)相同D.從不同的金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能不同答案ACD解析頻率相同，則兩束紫外線(xiàn)光子總能量相同，故A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0，入射光的頻率相同，因兩種金屬的逸出功不同，所以光電子的最大初動(dòng)能也不同，故B錯(cuò)誤，D正確；在單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，故強(qiáng)度相同的紫外線(xiàn)照射不同金屬，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目相同，故C正確.6.(多選)如圖1所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，其原因可能是()圖1A.入射光太弱B.入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)C.光照時(shí)間短D.電源正、負(fù)極接反答案BD解析入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)，入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B正確；電路中電源反接，對(duì)光電管加了反向電壓，若該電壓超過(guò)了遏止電壓，也沒(méi)有光電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確.7.(多選)如圖2所示為光電管工作原理圖，當(dāng)有波長(zhǎng)(均指真空中的波長(zhǎng)，下同)為的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，則()圖2A.換用波長(zhǎng)為1(1)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流B.換用波長(zhǎng)為2(2)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流C.增加電路中電源電壓，電路中的光電流一定增大D.將電路中電源的極性反接，電路中可能有光電流答案BD解析波長(zhǎng)為1(1)的光的頻率有可能大于極限頻率，電路中可能有光電流，A錯(cuò)誤；波長(zhǎng)為2(2)的光的頻率一定大于極限頻率，電路中一定有光電流，B正確；增加電路中電源電壓，達(dá)到飽和電流時(shí)，不再增大，C錯(cuò)誤；將電路中電源的極性反接，加的是反向電壓，此反向電壓可能低于遏止電壓，D正確.8.(多選)甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率間的關(guān)系分別如圖3中的a、b所示.下列判斷正確的是()圖3A.圖線(xiàn)a與b不一定平行B.圖線(xiàn)a與b的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無(wú)關(guān)系C.乙金屬的極限頻率大于甲金屬的極限頻率D.甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，若光電子的最大初動(dòng)能相同，甲金屬的入射光頻率大答案BC解析根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0hhc知，圖線(xiàn)的斜率表示普朗克常量，因此圖線(xiàn)a與b一定平行，且圖線(xiàn)斜率是固定值，與入射光和金屬材料皆無(wú)關(guān)系，故A錯(cuò)誤，B正確；橫軸截距表示最大初動(dòng)能為零時(shí)的入射光頻率，此時(shí)的頻率等于金屬的極限頻率，由題圖可知乙金屬的極限頻率大于甲金屬的極限頻率，故C正確；當(dāng)0時(shí)，此時(shí)圖線(xiàn)與縱軸的截距的絕對(duì)值就是逸出功的數(shù)值，乙金屬的逸出功大于甲金屬的逸出功，由光電效應(yīng)方程EkhW0知，甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，若光電子的最大初動(dòng)能相同，則甲金屬的入射光頻率小，故D錯(cuò)誤.9.(多選)如圖4所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(xiàn)(直線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5).由圖可知()圖4A.該金屬的截止頻率為4.27×1014 HzB.該金屬的截止頻率為5.5×1014 HzC.該圖線(xiàn)的斜率表示普朗克常量D.該金屬的逸出功為0.5 eV答案AC解析圖線(xiàn)在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程EkhW0，可知圖線(xiàn)的斜率為普朗克常量，C正確；該金屬的逸出功為：W0hc eV1.77 eV，D錯(cuò)誤.10.(多選)(2017·浙江11月選考·15)a、b是兩種單色光，其光子能量分別為a和b，且k，()A.則a、b的光子動(dòng)量之比1kB.若a、b入射到同一雙縫干涉裝置上，則相鄰亮條紋的間距之比1kC.若a、b都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子最大初動(dòng)能之差EkaEkbb(k1)D.若a、b是由處在同一激發(fā)態(tài)的原子躍遷到a態(tài)和b態(tài)時(shí)產(chǎn)生的，則a、b兩態(tài)能級(jí)之差EaEbb(k1)答案BC解析根據(jù)德布羅意方程以及光子的能量h，聯(lián)立可得p，所以k1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；x，由可得x，因此1k，選項(xiàng)B正確；光電子最大初動(dòng)能EkW0，因此EkaEkb(k1)b，選項(xiàng)C正確；a、b兩態(tài)能級(jí)之差EaEbba(1k)b，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.11.(多選)如圖5所示為氫原子的能級(jí)圖.氫原子從n5能級(jí)躍遷到n3能級(jí)時(shí)輻射出a光子，從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)輻射出b光子.下列說(shuō)法正確的是()圖5A.a光子的能量比b光子的能量大B.若a、b兩種光在同一種均勻介質(zhì)中傳播，則a光的傳播速度比b光的傳播速度大C.若b光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D.若用同一雙縫干涉裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用a光照射雙縫得到相鄰亮條紋的間距比用b光照射雙縫得到的相鄰亮條紋的間距大答案BD解析據(jù)題意，氫原子從n5能級(jí)躍遷到n3能級(jí)釋放的光子能量為Ea0.97 eVha，氫原子從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)釋放的光子能量為Eb2.55 eVhb，則知b光光子的能量大，頻率也大，在同一種均勻介質(zhì)中，頻率越大的光傳播速度越慢，A錯(cuò)誤，B正確.如果b光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光不一定能使其發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤.a光頻率較小，則a光波長(zhǎng)較長(zhǎng)，所以在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，用a光照射雙縫時(shí)得到的干涉條紋較寬，D正確.12.(多選)(2017·紹興一中期末)氫原子能級(jí)圖如圖6所示，a、b、c分別表示原子在不同能級(jí)之間的三種躍遷途徑，設(shè)a、b、c在躍遷過(guò)程中，放出光子的能量和波長(zhǎng)分別是Ea、Eb、Ec和a、b、c，若a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則()圖6A.abcB.C.EbEaEcD.c光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)答案BC解析由EmEnh，知EbEaEc，又由，所以hhh，則，故A錯(cuò)誤，B、C正確.a光的能量大于c光的能量，故a光的頻率大于c光的頻率，因a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，即a光頻率等于截止頻率，所以c光頻率小于截止頻率，故c光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤.13.(多選)氫原子能級(jí)圖如圖7所示，當(dāng)氫原子從n3躍遷到n2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656 nm.以下判斷正確的是()圖7A.氫原子從n2躍遷到n1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656 nmB.用波長(zhǎng)為325 nm的光照射，可使氫原子從n1躍遷到n2的能級(jí)C.一群處于n3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線(xiàn)D.用波長(zhǎng)為633 nm的光照射，不能使氫原子從n2躍遷到n3的能級(jí)答案CD解析由題知n3和n2能級(jí)間的能量差為1.51 eV(3.4 eV)1.89 eV，而n2和n1間的能量差為10.2 eV，由EmEnhh知?dú)湓訌膎2躍遷到n1的能級(jí)時(shí)輻射光的波長(zhǎng)121.9 nm，小于656 nm，故A錯(cuò)誤；從n1躍遷到n2能級(jí)需要的光的波長(zhǎng)也恰好為121.9 nm，B錯(cuò)誤；一群處于n3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生C3種譜線(xiàn)，C正確；電子躍遷時(shí)，吸收或放出的能量一定等于兩能級(jí)間的能量差，為一特定值，大于或小于這個(gè)特定值都不能使之發(fā)生躍遷，D正確.14.(多選)(2017·杭州市四校聯(lián)考)圖8是氫原子的能級(jí)圖，a是E4躍遷到E2時(shí)產(chǎn)生的光，b是E5躍遷到E3時(shí)產(chǎn)生的光.鈉的極限頻率5.53×1014 Hz，普朗克常量h6.6×1034 J·s，電子電荷量e1.6×1019 C，則()圖8A.a光的頻率大于b光的頻率B.在水中傳播時(shí)，a光的速度大于b光的速度C.a光照射鈉時(shí)能產(chǎn)生光電子，b光則不能D.a光與b光的動(dòng)量之比為97255答案AC解析根據(jù)EmEnh可知，氫原子從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)的能量差大于從n5能級(jí)躍遷到n3能級(jí)的能量差，那么a光的能量大于b光的能量，則a光的頻率大于b光的頻率，故A正確；因b光的頻率小，所以折射率也小，根據(jù)v，在水中傳播時(shí)，則a光的速度小于b光的速度，故B錯(cuò)誤；根據(jù)EmEnE，那么Ea(3.40.85) eV2.55 eV，而Eb(1.510.54) eV0.97 eV，金屬鈉的逸出功W0h2.281 eV，EaW0，EbW0，故a光照射鈉時(shí)能產(chǎn)生光電子，b光則不能，故C正確；再依據(jù)p，解得：papb，故D錯(cuò)誤.16