課時規(guī)范練43光電效應波粒二象性原子結(jié)構玻爾理論基礎對點練1.(原子的核式結(jié)構)(2018·山東煙臺期末)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構模型,這一模型建立的基礎是()A.粒子散射實驗B.電子的發(fā)現(xiàn)C.光電效應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)D.天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)答案A解析盧瑟福在粒子散射實驗的基礎上提出了原子的核式結(jié)構模型,而對陰極射線的研究,發(fā)現(xiàn)原子還可以再分,對于光電效應,揭示了光的粒子性,氫原子光譜實驗說明了能量量子化的觀念,故A正確,B、C、D錯誤;故選A。2.(氫原子光譜)(2018·湖南衡陽模擬)下列有關氫原子光譜的說法正確的是()A.氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜B.氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C.氫原子光譜說明氫原子能量是連續(xù)的D.氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關答案B解析由于氫原子發(fā)射的光子的能量E=En-Em=E1-E1=E1,所以發(fā)射的光子的能量值E是不連續(xù)的,只能是一些特定頻率的譜線,故選項A錯誤,B正確;由于氫原子的軌道是不連續(xù)的,根據(jù)玻爾原子理論知氫原子的能級也是不連續(xù)的,即是分立的,故選項C錯誤;當氫原子從較高軌道第n能級躍遷到較低軌道第m能級時,發(fā)射的光子的能量為E=En-Em=h,顯然n、m的取值不同,發(fā)射光子的頻率就不同,故氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差有關,選項D錯誤。3.(對光電效應的理解)(2018·江西五校模擬)下列有關光電效應的說法正確的是()A.光電效應現(xiàn)象證明了光是電磁波B.普朗克為了解釋光電效應現(xiàn)象,提出了光子說C.只要增大入射光的強度,就可以產(chǎn)生光電效應D.入射光的頻率低于金屬的截止頻率時不發(fā)生光電效應答案D解析光電效應顯示了光的粒子性,但不能證明光是電磁波,選項A錯誤;愛因斯坦為了解釋光電效應現(xiàn)象,提出了光子說,選項B錯誤;根據(jù)光電效應產(chǎn)生的條件可知,只有當入射光的頻率大于金屬的極限頻率(或截止頻率)時,才能發(fā)生光電效應,選項C錯誤,D正確。4.(光電效應方程的應用)(2108·四川“聯(lián)測促改”)如圖所示,用波長為0的單色光照射某金屬,調(diào)節(jié)變阻器,當電壓表的示數(shù)為某值時,電流表的示數(shù)恰好減小為零;再用波長為的單色光重復上述實驗,當電壓表的示數(shù)增加到原來的3倍時,電流表的示數(shù)又恰好減小為零。已知普朗克常數(shù)為h,真空中光速為c。該金屬的逸出功為()A.B.C.D.答案C解析接通開關,當電壓表讀數(shù)大于或等于U時,電流表讀數(shù)為零,遏止電壓為U,根據(jù)光電效應方程,則光電子的最大初動能為:Ekm=eU=h-W0;用波長為的單色光照射時,Ekm=3eU=h-W0;聯(lián)立解得:W0=,故C正確,ABD錯誤。故選C。5.(氫原子的能級及能級躍遷)(2018·湖南天心期末)用頻率為0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子,在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為1、2和3的三條譜線,且3>2>1,則()A.0<1B.3=2+1C.0=1+2+3D.答案B解析大量氫原子躍遷時只有三個頻率的光譜,這說明是從n=3能級向低能級躍遷,由n=3能級向n=1能級躍遷時,h3=E3-E1;由n=2能級向n=1能級躍遷時,h2=E2-E1;由n=3能級向n=2能級躍遷時,h1=E3-E2;將以上三式變形可得h3=h2+h1,即3=2+1,所以B正確,D錯誤;再根據(jù)氫原子理論可知,入射光頻率0=3,所以A、C錯誤。6.(光電效應圖象問題)(2018·廣東潮州模擬)用如圖甲所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象。用頻率為的光照射光電管時發(fā)生了光電效應。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應時光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關系圖象,圖線與橫軸的交點坐標為(a,0),與縱軸的交點坐標為(0,-b),下列說法中正確的是()A.普朗克常量為h=B.僅增加照射光的強度,光電子的最大初動能將增大C.保持照射光強度不變,僅提高照射光頻率,電流表G的示數(shù)保持不變D.保持照射光強度不變,僅提高照射光頻率,電流表G的示數(shù)增大答案A解析根據(jù)Ekm=h-W0可得,縱軸截距的絕對值等于金屬的逸出功等于b。當最大初動能為零時,入射光的頻率等于截止頻率,所以金屬的截止頻率為0=a,那么普朗克常量為h=,故A正確;根據(jù)光電效應方程可以知道,入射光的頻率與最大初動能有關,與光的強度無關,故B錯誤;若保持照射光強度不變,僅提高照射光頻率,則光子數(shù)目減小,那么電流表G的示數(shù)會減小,故CD錯誤。所以A正確,BCD錯誤。7.(多選)(光電效應圖象問題)(2018·湖南長沙雅禮中學二模)如圖甲所示,在光電效應實驗中,某同學用相同頻率的單色光,分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個不同的光電管,結(jié)果都能發(fā)生光電效應。圖乙為其中一個光電管的遏止電壓Ue隨入射光頻率變化的函數(shù)關系圖象。對于這兩個光電管,下列判斷正確的是()A.因為材料不同逸出功不同,所以遏止電壓Ue不同B.光電子的最大初動能不同C.因為光強不確定,所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同,飽和光電流也可能相同D.兩個光電管的Ue-圖象的斜率可能不同答案ABC解析根據(jù)光電效應方程Ekm=h-W0和eUc=Ekm得出,相同頻率,不同逸出功,則遏止電壓也不同,A正確;根據(jù)光電效應方程Ekm=h-W0得,相同的頻率,不同的逸出功,則光電子的最大初動能也不同,B正確;雖然光的頻率相同,但光強不確定,所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同,而飽和光電流可能相同,C正確;因為Uc=知圖線的斜率為,即只與h和e有關,為常數(shù),一定相同,D錯誤;故選ABC。8.(波粒二象性)(2018·山東濟南模擬)關于波粒二象性,下列說法中正確的是()A.圖甲中紫光照射到鋅板上可以發(fā)生光電效應,則其他可見光照射到鋅板上也一定可以發(fā)生光電效應B.圖乙中入射光的強度越大,則在陰極板上產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大C.圖丙說明光子既有粒子性也有波動性D.戴維孫和湯姆孫利用圖丁證明了電子具有波動性答案D解析在可見光中,紫光的頻率最大,故紫光光子的能量最大,紫光照射到鋅板上可以發(fā)生光電效應,但其他可見光照射到鋅板上不一定發(fā)生光電效應,A錯誤;入射光的強度只能改變單位時間內(nèi)逸出光電子的數(shù)量,但不能增大逸出光電子的最大初動能,B錯誤;光的散射揭示了光的粒子性,沒有揭示光的波動性,C錯誤;衍射是波特有的現(xiàn)象,故電子束衍射實驗證明了電子具有波動性,D正確。素養(yǎng)綜合練9.(2018·天津和平一模)美國物理學家密立根通過測量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率,算出普朗克常量h,并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較,以驗證愛因斯坦方程的正確性。如圖是某次試驗中得到的兩種金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率關系圖象,兩金屬的逸出功分別為W甲、W乙,如果用0頻率的光照射兩種金屬,光電子的最大初動能分別為E甲、E乙,則下列關系正確的是()A.W甲<W乙,E甲>E乙B.W甲>W乙,E甲<E乙C.W甲>W乙,E甲>E乙D.W甲<W乙,E甲<E乙答案A解析根據(jù)光電效應方程得:Ekm=h-W0=h-h0又Ekm=qUc解得:Uc=-;知Uc-圖線;當Uc=0,=0;由圖象可知,金屬甲的極限頻率小于金屬乙,則金屬甲的逸出功小于乙的,即W甲<W乙。如果用0頻率的光照射兩種金屬,根據(jù)光電效應方程,當相同的頻率入射光時,則逸出功越大的,其光電子的最大初動能越小,因此E甲>E乙,故A正確,BCD錯誤;故選A。10.(2018·湖北4月調(diào)研)在氫原子光譜中,電子從較高能級躍遷到n=3能級發(fā)出的譜線屬于帕邢系。若一群氫原子自發(fā)躍遷時發(fā)出的譜線中只有兩條屬于帕邢系,則這群氫原子自發(fā)躍遷時最多發(fā)出不同頻率的譜線的條數(shù)為()A.3B.6C.10D.15答案C解析氫原子光譜中只有兩條帕邢系,即是從n=5,n=4軌道躍遷到n=3軌道,故電子的較高能級應該是在n=5的能級上。然后從n=5向n=4,n=3,n=2,n=1躍遷,從n=4向n=3,n=2,n=1,從n=3向n=2,n=1,從n=2向n=1躍遷,故這群氫原子自發(fā)躍遷時最大能發(fā)生=10條不同頻率的譜線。故選C。11.(2018·山西太原二模)如圖是氫原子的能級示意圖。當氫原子從n=4的能級躍遷到n=3的能級時,輻射出光子a;從n=3的能級躍遷到n=2的能級時,輻射出光子b。以下判斷正確的是()A.在真空中光子a的波長大于光子b的波長B.光子b可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)C.光子a可能使處于n=4能級的氫原子電離D.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時最多輻射2種不同譜線答案A解析氫原子從n=4的能級躍遷到n=3的能級的能級差小于從n=3的能級躍遷到n=2的能級時的能級差,根據(jù)Em-En=h知,光子a的能量小于光子b的能量,所以a光的頻率小于b光的頻率,光子a的波長大于光子b的波長,故A正確;光子b的能量小于基態(tài)與任一激發(fā)態(tài)的能級差,所以不能被基態(tài)的原子吸收,故B錯誤;根據(jù)Em-En=h可求光子a的能量小于n=4能級的電離能,所以不能使處于n=4能級的氫原子電離,C錯誤;大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時最多輻射3種不同譜線,故D錯誤。12.(2018·河南新鄉(xiāng)月考)為了解釋光電效應現(xiàn)象,愛因斯坦提出了“光子”的概念,并給出了光電效應方程,但這一觀點一度受到質(zhì)疑,密立根通過下述實驗來驗證其理論的正確性,實驗電路如圖1所示。(1)為了測量遏止電壓U0與入射光頻率的關系,實驗中雙刀雙擲開關應向閉合。(選填“上”或“下”) (2)如果實驗所得U0-圖象如圖2所示,其中U1、1、0為已知量,元電荷帶電荷量為e,那么:只需將與普朗克常量h進行比較,若在誤差許可的范圍內(nèi)二者相等,則證明“光電效應方程”是正確的。 該實驗所用光電管的K極材料的逸出功為。 答案(1)下(2)·0解析(1)測量遏止電壓需要將陰極K接電源的正極,可知實驗中雙刀雙擲開關應向下閉合。(2)根據(jù)愛因斯坦光電效應方程:Ek=h-W0由動能定理:eU=Ek得:U1=1-0,結(jié)合圖象知:k=;解得,普朗克常量:h=;截止頻率為0,則該金屬的逸出功:W0=h0=·0。9