广东2014版高中物理《复习方略》课时提升作业(三十九) 第十五章 第1讲光电效应 原子结构 原子光谱.doc

1、优质文档优质文档温馨提示：此套题为 Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭 Word 文档返回原板块。课时提升作业(三十九)(40分钟 100 分)一、选择题(本大题共 10小题,每小题 7分,共 70分。每小题至少一个答案正确,选不全得 3分)1.(2012上海高考)根据爱因斯坦的“光子说”可知 ( )A.“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B.光的波长越大,光子的能量越小C.一束单色光的能量可以连续变化D.只有光子数很多时,光才具有粒子性2.(2013长沙模拟)光电效应实验中,下列表述正确的是 ( )A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可

2、以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子3.(2013银川模拟)在光电效应实验中,某同学用同一实验装置在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线,则 ( )优质文档优质文档A.乙光的频率大于甲光的频率B.甲光的波长大于丙光的波长C.丙光的光子能量大于甲光的光子能量D.乙光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能4.如图所示,弧光灯发出的光经一狭缝后,在锌板上形成明暗相间的条纹,与锌板相连的验电器的铝箔张角增大,则此实验可以说明 ( )A.光能发生衍射B.光具有波粒二象性C.验电器的铝箔原来带负电D.从锌板上逸出带电粒

3、子5.对 粒子散射实验,下列描述正确的是 ( )A.绝大多数 粒子穿过金箔时都会明显改变运动方向B.少数 粒子穿过金箔时会被反向弹回C.散射角度大的 粒子受原子核的作用力也大D.无论散射角度大小, 粒子的机械能总是守恒的6.当用具有 1.87eV能量的光子照射 n=3激发态的氢原子时 ( )A.氢原子不会吸收这个光子B.氢原子吸收该光子后被电离,电离后电子的动能为 0.36 eVC.氢原子吸收该光子后被电离,电离后电子的动能为零D.氢原子吸收该光子后不会被电离7.(2013北碚模拟)对于原子光谱,下列说法正确的是 ( )优质文档优质文档A.原子光谱是不连续的B.由于原子都是由原子核和电子组成的

4、,所以各种原子的光谱是相同的C.各种元素原子的结构不同,所以各种原子的光谱也是不同的D.分析物质发出的光谱,可以鉴别物质中含哪种元素8.如图所示,大量氢原子处于能级 n=4的激发态,当它们向各较低能级跃迁时,对于多种可能的跃迁,下面说法中正确的是 ( )A.最多只能放出 4种不同频率的光子B.从 n=4能级跃迁到 n=1能级放出的光子频率最大C.从 n=4能级跃迁到 n=1能级放出的光子频率最小D.从 n=4能级跃迁到 n=3能级放出的光子频率等于从 n=2能级跃迁到 n=1能级放出的光子频率9.(2013大庆模拟)关于原子结构和原子核,下列说法中正确的是 ( )A.利用 粒子散射实验可以估算

5、原子核的半径B.利用 粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C.原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D.处于激发态的氢原子放出光子后,核外电子运动的动能将增大10.(2013长沙模拟)如图所示为氢原子的能级图。若在气体放电管中,处于基态的氢原子受到能量为 12.8eV的优质文档优质文档高速电子轰击而跃迁到激发态,在这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中 ( )A.最多能辐射出 10种不同频率的光子B.最多能辐射出 6种不同频率的光子C.能辐射出的波长最长的光子是从 n=5跃迁到 n=4能级时放出的D.能辐射出的波长最长的光子是从 n=4跃迁到 n=3能级时放出的二、计算题(本大题共

6、2小题,共 30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(15分)如图所示,真空中金属板 M、N 相距为 d,当用波长为 的光照射 N板时,电路中的电流为 I,设电子的电荷量为 e,质量为 m,真空中光速为 c。(1)求每秒到达 M板的电子数。(2)当垂直于纸面再加一匀强磁场,且磁感应强度为 B时,电路中的电流恰好为零,求从 N板逸出的光电子的最大初动能和 N板的逸出功。12.(能力挑战题)(15 分)已知氢原子在 n=1时的能量 E1=-13.6eV,电子的轨道半径 r1=0.5310-10m,求:(1)电子在第三条轨道即 n=3时的动能和势能各是多少?(2)原子从

7、n=3跃迁到 n=1时辐射出光子的频率多大?波长是多大?优质文档优质文档答案解析1.【解析】选 B。“光子说”并不否认光的波动性,从本质上有别于“ 粒子说”,A 错; 由光子的能量 E=h 可知 ,光的波长越大,频率越小 ,故光子的能量越小,B 对;根据光子说,光的能量是不连续的,C 错;光子数越多,光的波动性越明显,光的粒子性越不明显,D 错。2.【解析】选 C、D。由光电效应规律可知,在能够发生光电效应的情况下,光电流大小与入射光的强度有关,故 A、B 均错。入射光的频率决定入射光能量的大小,只有入射光的频率大于极限频率才能产生光电子,遏止电压与入射光的频率有关,故 C、D 均正确。【变式

8、备选】(2013 信阳模拟) 关于光电效应,下列说法正确的是 ( )A.某种频率的光照射金属发生光电效应,若增加入射光的强度,则单位时间内发射的光电子数增加B.光 电 子的动能只与入射光的频率有关,与入射光的强弱无关C.当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应D.一般需要用光照射金属几分钟到几十分钟才能产生光电效应【解析】选 A、B、C。某种频率的光会发生光电效应,若增加入射光的强度,即增加入射光的光子数,则发生光电效应时单位时间内产生的光电子数将增加,故 A 正确。由爱因斯坦光电效应方程 Ek=h-W 可知,光电子的动能只与入射光的频率有关,与入射光的强弱无关,故 B 正确。任何一种金属都

9、有截止频率存在,低于截止频率的光照射对应金属,不能发生光电效应,故 C 正确。发生光电效应时,一个电子只能吸收一个光子的能量,不需要能量的积累过程,故 D 错。优质文档优质文档3.【解析】选 A、B、C。由爱因斯坦的光电效应方程和遏止电压可得关系式:eU=h-W,结合题目图像可知,乙光和丙光的频率相等,大于甲光的频率,故 A 正确。由E=h 知,丙光的光子能量大于甲光的光子能量,故 C 正确。由于甲光频率小于丙光频率,则甲光波长大于丙光波长,故 B 正确。由爱因斯坦光电效应方程 Ek=h-W 可知,由于乙光的频率等于丙光的频率,所以乙光光电子的最大初动能等于丙光光电子的最大初动能,因此 D 错

10、。4.【解析】选 A、B、D。使锌板发生光电效应说明光具有粒子性,在锌板上发生衍射说明光具有波动性,故 A、B、D 正确。 发生光电效应使锌板带正电,验电器的铝箔张角变大,说明锌板原来带正电,故 C 错。5.【解析】选 C。 粒子散射实验的现象:绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数 粒子发 生了偏转,并且有极少数 粒子偏转角超过了 90,有的甚至被弹回,偏转角几乎达到 180,因电场力做了功, 粒子的机械能不守恒,故A、B、D 错,C 正确。6.【解析】选 B。氢原子在 n=3 具有的能量为-1.51 eV,它只要获得 1.51 eV 的能量就能电离,现用 1.87eV 能量的光子

11、照射,它电离后多余的能量转化为动能,即动能为 1.87 eV-1.51 eV=0.36 eV,故 A、C、D 错,B 正确。7.【解析】选 A、C、D。原子光谱是由一些不连续的亮线组成的,故 A 正确。由于每种元素的原子内部的电子运动情况不同,它们发出的光谱就不同,故 B 错。各种元素原子的原子结构不同,每种元素的原子只能发出具有本身特征的光,故 C、D 正确。优质文档优质文档8.【解析】选 B。根据玻尔原子理论的跃迁假设有 E=h,则 = ,由此式知,能级差越大,放出的光子的频率越大,故 C 错,B 正确。大量处于能级 n=4 的氢原子向低能级跃迁时发出光子的频率数为 =6 种,故 A 错。

12、由于从 n=4 跃迁到 n=3C24的能级差不等于从 n=2 跃迁到 n=1 的能级差,根据 = 可知,D 错。9.【解析】选 A、D。根据 粒子散射实验,可估算出原子核的直径约为 10-1510 -14m,但核外电子的运动半径不确定,故 A 对 B 错。玻尔理论能很好地解释氢原子光谱的实验,故 C 错。 处 于激发态的氢原子放出光子后向低能级跃迁,核外电子运动半径减小,由 F 向 =m =k 可分析出电子动能增大,故 D 正确。v2 e2210.【解析】选 B、D。氢 原子从基态跃迁到 n=4 的能级需要吸收 E=-0.85eV-(-13.6 eV)=12.75 eV 的能量,氢原子从与电子

13、碰撞中吸收 12.8eV 的能量,把其中的 12.75 eV 的能量用以从基态跃迁到 n=4 的状态,把剩余的 0.05eV 能量作为氢原子的动能,处于 n=4 的一群氢原子向低能级跃迁时发出 =6 种频率的光子,故C24A 错,B 正确。由前面分析可知,氢原子不能跃迁到 n=5 的能级,故 C 错。由E=h=h ,得 = ,从此式可知,从 n=4 跃迁到 n=3 的能量差 E 最小,辐射出光c h的波长最长,故 D 正确。11.【解析】(1)设每秒到达 M 板的电子数为 n,由电流的定义有:I=ne则:n= (2 分)I(2)由光 电效 应原理可知,从 N 板逸出的光电 子的动能和速度方向各

14、不相同,加上磁场后,只要平行于 N 板且动能最大的电子不能到达 M 板,则在其他方向上无论优质文档优质文档动能多大的电子均不能到达 M 板,此时,电路中的电流恰好为 0,设具有最大初动能的电子速率为 v,则:轨道半径为 r= (2 分)d2由牛顿第二定律有:evB=m (2 分)v2解得:v= (2 分)e2故电子的最大初动能 Ekm= mv2= (212 e2228分)根据光电效应方程,设 N 板的逸出功为 W,则有:h =W+Ekm (2c分)解得:W=h -Ekm=h - (3c ce2228分)答案：(1) (2) h -I e2228 ce222812.【解析】(1)由 rn=n2r

15、1 (1 分)得:r 3=32r1=4.7710-10m (1 分)又由 En=E12得:E 3=- eV13.632=-1.51eV优质文档优质文档=-2.41610-19J (2 分)核外电子绕核做匀速圆周运动所需要的向心力由原子对电子的库仑力提供,即k =m (2 分)e223 v23由此得电子在 n=3 轨道上的动能Ek3= mv2= =2.41510-19J (2 分)12 k223则电子在 n=3 轨道上时的势能为Ep3=E3-Ek3=-4.83110-19J (1 分)(2)由 h=E3-E1 (2 分)变形得:=E31=2.911015Hz (2 分)则 = =1.0310-7m (2 分)c答案：(1)2.41510 -19J -4.83110-19J(2)2.911015Hz 1.0310-7m【总结提升】玻尔原子模型中遵循的经典物理规律(1)在玻 尔原子模型中,认为核外电子绕核做匀速圆周运动,故向心力是由电子和原子核间的库仑力来提供,根据牛顿第二定律和库仑定律就能分析此题。(2)玻尔 模型中的能 级是指电子在该轨道运动时系统的总能量,包含电子的动能和系统的电势能,轨道半径越大,能级越高,原子的总能量越大。优质文档优质文档关闭 Word 文档返回原板块