2年模拟浙江专用2022届高三物理一轮复习第11章第2讲波粒二象性原子结构练习选修3_5

第2讲　波粒二象性　原子结构A组　2022—2022年模拟·基础题组时间:20分钟　　分值:30分选择题(每题5分,共30分)1.(2022浙江台州中学月考,10)已知黄光照射到某一金属表面上能够发生光电效应,下列说法中正确的是(　　)A.只要光照射的时间足够长,换成任何其他金属都能发生光电效应B.逸出光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C.若将黄光换成蓝光,也一定能发生光电效应D.若只将入射光的强度增强,单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少2.(2022广东汕头四中月考,18)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.(2022广东广州海珠一测,17)关于光电效应,下列说法正确的是(　　)A.极限频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能发生光电效应C.相同频率的光照射不同金属,则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多4.(2022广东中山华侨中学月考)已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量En=E1/n2,其中n=2,3…用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为(　　)A.-B.-C.-D.-5.(2022广东茂名华侨中学月考,19)已知金属钙的逸出功为2.7eV,氢原子的能级图如图所示,一群氢原子处于量子数n=4能级状态,则(　　)A.氢原子辐射6种频率的光子B.氢原子辐射5种频率的光子C.有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D.有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应6.(2022广东湛江一中一测,20)如图为氢原子的部分能级图。关于氢原子能级的跃迁,下列叙述中正确的是(　　)4\nA.氢原子的发射光谱是连续的B.用能量为11.0eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C.用能量为14.0eV的光子照射,可使处于基态的氢原子电离D.大量处于基态的氢原子吸收了能量为12.09eV的光子后,能辐射3种不同频率的光子B组　2022—2022年模拟·提升题组时间:25分钟　　分值:30分一、选择题(每题6分,共12分)1.(2022浙江台州中学月考,19)在光电效应实验中,小君同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。则可判断出(　　)A.甲光的频率大于乙光的频率B.甲光的照射功率大于乙光的照射功率C.乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率D.甲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2.(2022广东广州从化中学月考,18)用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而发生光电效应,可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek-ν图像,已知钨的逸出功是3.28eV,锌的逸出功是3.34eV,若将二者的图线画在同一个Ek-ν坐标系中,如图所示中用实线表示钨,虚线表示锌,则正确反映这一过程的是(　　)二、非选择题(3题4分,4题14分,共18分)3.[2022浙江金丽衢十二校一联,14(2)]不同金属材料有不同的逸出功,下表给出了三种材料的逸出功,如果用波长为600nm的单色光照射材料铯,则产生光电子的最大初动能等于　　　　J。(普朗克常量h=6.6×10-34J·s,光速c=3.0×108m/s) 材料钛镁铯逸出功/10-19J6.65.93.04\n4.(2022浙江嘉兴一模)光伏产业是一个新兴的能源产业,在现在能源紧张的形势下有着广阔的发展空间。光伏技术就是把光能转化为电能的一种新技术,其核心元件是太阳能电池,请回答下列问题:(1)光伏技术的原理,物理上叫做　　　　。(选填“光电效应”或“康普顿效应”) (2)如图所示,用来研究光伏技术,某种金属板M受到某种光照射时,不停地发射电子,射出的电子具有不同的速度方向,在M旁边放一个金属网罩N,现在M、N之间加一个电压U,假设光子的能量为E,电子质量为m,电荷量大小为e,金属材料的逸出功为W,则电子逸出金属表面的最大初动能为　　　　,此时到达金属网罩N的电子,其速率是　　　　。 (3)在保证光照的前提下,为了能使电路中电流为零,可采取的措施有　　　　　　　　　　　。(写出一条即可) A组　2022—2022年模拟·基础题组选择题1.C　发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,跟照射时间无关,A错误;根据光电效应方程Ekm=hν-W0知,光电子的最大初动能与金属的逸出功和入射光的频率有关,与入射光的强度没有必然联系,B错;因为蓝光的频率大于黄光的频率,所以若将黄光换成蓝光,也一定能发生光电效应,C正确;入射光频率一定时,强度会影响单位时间内逸出的光电子数目,强度增强,单位时间内逸出的光电子数目增加,D错误。2.CD　在光电效应中,若照射光的频率小于极限频率,无论光照时间多长,光照强度多大,都无光电流,当照射光的频率大于极限频率时,立刻有光电子产生,光电流的大小与光照时间长短无关,故A、B错误,D正确。由-eUc=0-Ek,Ek=hν-W0,可知Uc=(hν-W0)/e,即遏止电压与入射光频率ν有关,C正确。3.AC　由W0=hν0可知A正确。照射光的频率大于极限频率时才能发生光电效应,即B错。由Ek=hν-W0可知C对。光强一定时,频率越高,则光子的能量越大,单位时间内射向金属的光子数目越少,逸出的光电子数越少,故D错。4.C　氢原子处于第一激发态时n=2,故其能量E2=,电离时吸收的能量至少为ΔE=0-E2=-,而光子能量ΔE=,则解得λ=-,故C正确,A、B、D均错。5.AC　一群氢原子从量子数n=4能级跃迁辐射不同频率光子种类数为:×4×3=6,A正确,B不正确;这6种中只有4→1、3→1和2→1三种跃迁产生的光子能量大于2.7eV,能使钙发生光电效应,所以C正确,D不正确。6.CD　根据玻尔原子理论,氢原子的发射光谱是不连续的分立光谱,不是连续光谱,A不正确;基态的氢原子吸收能量为11.0eV的光子后的能量为-2.6eV,无相应的氢原子能级,所以基态的氢原子不吸收这种能量的光子,不发生跃迁,B不正确;基态的氢原子吸收能量为14.0eV的光子后的能量为0.44\neV,氢原子被电离,C正确;大量处于基态的氢原子吸收了能量为12.09eV的光子后,跃迁到量子数n=3能级,再向低能级跃迁时,可产生不同频率的光子种类数为:×3×2=3,D正确。B组　2022—2022年模拟·提升题组一、选择题1.BD　根据eUc=m=hν-W0,入射光的频率越高,对应的遏止电压Uc越大。甲光、乙光的遏止电压相等,所以甲光、乙光的频率相等,故A错误;因为光照强度影响光电子数目,即光照强度越大,同种频率的光产生的饱和光电流越大,故甲光的照射功率大于乙光的照射功率,B正确;截止频率与入射光无关,同一光电管的截止频率为固定值,C错误;丙光的遏止电压大于甲光的遏止电压,所以甲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,故D正确。2.A　依据光电效应方程Ek=hν-W0可知,Ek-ν图线的斜率代表普朗克常量h,因此钨和锌的Ek-ν图线应该平行。图线的横截距代表极限频率ν0,而ν0=,因此钨的ν0小些。综上所述,A图正确。二、非选择题3.答案　3.0×10-20解析　根据爱因斯坦光电效应方程,最大初动能Ek=hν-W0=h-W0,代入数据解得Ek=3.0×10-20J。4.答案　(1)光电效应　(2)E-W　　(3)见解析解析　(1)光伏技术的本质是金属在光照射下发生光电效应,飞出光电子形成电流。(2)最大初动能为Ekm=E-W,由图可得M与金属网罩间为加速电压,光电子从M表面逸出后经加速到达N,满足动能定理m-Ekm=eU⇒vN=。(3)使光电流为0,可使用低频率光照射金属板M,使其不发生光电效应或者加反向电压使光电子在未到达金属网罩前速度减为0。4