/人教版高中物理選修3-5第十七十八章波粒二象性原子結(jié)構(gòu)訓(xùn)練題三套波粒二象性第十七章訓(xùn)練題一一、選擇題1、在光電效應(yīng)實驗中,如果需要增大光電子到達陽極時的速度,可采用的方法是〔D〕A．增加光照時間．B．增大入射光的波長．C．增大入射光的強度．D．增大入射光頻率．2、關(guān)于光電效應(yīng)有如下幾種陳述,其中正確的選項是：〔D〕A．金屬電子的逸出功與入射光的頻率成正比；B．光電流強度與入射光強度無關(guān)；C．用不可見光照射金屬一定比可見光照射金屬產(chǎn)生的光電子的初動能要大D．對任何一種金屬都存在一個“最大波長〞,入射光的波長必須小于這個波長,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。3、金屬鈉的逸出功為2.48eV,那么以下各色光中,能使鈉發(fā)生光電效應(yīng)的有：〔CD〕A．波長為6.5×10-7m的紅光B．頻率為5.5×1014Hz的紅光C．波長為4.8×10-7mD．頻率為7.5×1014Hz的紫光。4、以下光的波粒二象性的說法中,正確的選項是(C)A．有的光是波,有的光是粒子．B．光子與電子是同樣的一種粒子．C．光的波長越長,其波動性越顯著,波長越短,其粒子性越顯著．D．大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性．5、實驗說明電子也有波粒二象性,由于電子的粒子性比光強,故電子的波長比光的波長更短,電子和光相比,我們(B)A．更容易觀察到明顯的衍射現(xiàn)象和干預(yù)現(xiàn)象B．不容易觀察到明顯的衍射現(xiàn)象和干預(yù)現(xiàn)象C．不容易觀察到明顯的衍射現(xiàn)象,但容易觀察到干預(yù)現(xiàn)象D．更容易觀察到明顯的衍射現(xiàn)象,但不容易觀察到干預(yù)現(xiàn)象6、研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗裝置如下圖,以頻率為的光照射光電管陰極K時,有光電子產(chǎn)生。由于光電管K、A間加的是反向電壓,光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A作減速運動。光電流i由圖中電流計G測出,反向電壓截止電壓U0由電壓表測出。在以下表示光電效應(yīng)實驗規(guī)律的圖象中,錯誤的選項是〔B〕7、以下關(guān)于物質(zhì)波的認識中正確的選項是(CD)A．任何一個物體都有一種波和它對應(yīng),這就是物質(zhì)波B．X光的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的C．電子的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的D．物質(zhì)波是一種概率波 8、A和B兩種單色光均垂直照射到同一條直光纖的端面上,A光穿過光纖的時間比B光穿過光纖的時間長。現(xiàn)用A和B兩種光照射同種金屬,都能發(fā)生光電效應(yīng),那么以下說法正確的選項是〔BD〕 A．光纖對B光的折射率大 B．A光打出的光電子的最大初動能一定比B光的大 C．A光在單位時間內(nèi)打出的電子數(shù)一定比B的光的多 D．B光的波動性一定比A光顯著9、頻率為v的光子,德布羅意波長為λ=h/p,能量為E,那么光的速度為(AC)A．Eλ/h B．pE C．E/p D．h2/Ep10、電子顯微鏡的分辨率高達0.2nm(波長越短,分辨率越高),如果有人制造出質(zhì)子顯微鏡,在加速到相同的速度情況下,質(zhì)子顯微鏡的最高分辨率將(A)A．小于0.2nm．B．大于0.2nmC．等于0.2nmD．以上說法均不正確11、一束復(fù)色光從玻璃界面MN射向空氣時分成a、b、c三束光,如下圖,那么可以判定〔A〕A．在玻璃中a光束的速度最大

B。在玻璃中c光束的速度最大

C。假設(shè)b光束照射光電管恰能發(fā)生光電效應(yīng),那么光束a照射這個光電管也一定能發(fā)生光電效應(yīng)

D。c光束的光子能量最小12、如下圖,一細束白光通過三棱鏡折射后分為各種單色光,取其中的a、b、c三種色光,并分別讓這三種色光通過同一雙縫干預(yù)實驗裝置在光屏上產(chǎn)生干預(yù)條紋,比擬這三種色光的光子能量以及產(chǎn)生的干預(yù)條紋間距大小,下面說法正確的選項是(BC)A．a(chǎn)的光子能量最大B．a(chǎn)的光子能量最小C．a(chǎn)形成的干預(yù)條紋間距最大D．a(chǎn)形成的干預(yù)條紋間距最小13、2019年諾貝爾物理學(xué)獎中的一項為哪一項獎勵美國科學(xué)家賈科尼和日本科學(xué)家小柴晶俊發(fā)現(xiàn)了宇宙X射線源．X射線是一種高頻電磁波,假設(shè)X射線在真空中的波長為λ,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,以E和p分別表示X射線每個光子的能量和動量,那么〔D〕A.E=EQ\F(hλ,c),p=0B.E=EQ\F(hλ,c),p=EQ\F(hλ,c2)C.E=EQ\F(hc,λ),p=0,D.E=EQ\F(hc,λ),p=EQ\F(h,λ)14、如下圖,有一驗電器與鋅板相連,現(xiàn)用一弧光燈照射鋅板一段時間,關(guān)燈后,驗電器指針保持一定偏角,以下說法正確的選項是〔C〕A．用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸,驗電器指針偏角一定變大B．用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸,驗電器指針偏角一定變小C．使驗電器指針回到零,改用強度更大的弧光燈照射鋅板相同時間,驗電器指針偏角將增大D．使驗電器指針回到零,改用強度更大的紅外線燈照射鋅板相同時間,驗電器指針將偏轉(zhuǎn)二、填空與實驗題15、在驗證光的波粒二象性的實驗中,采用很微弱的光流,使光子一個一個地通過狹縫．如曝光時間不太長,底片上出現(xiàn)______；如時間足夠長,底片上將會顯示_____．〔無規(guī)那么分布的點子,規(guī)那么的衍射條紋〕16、光的和等現(xiàn)象說明光具有波動性,而現(xiàn)象和效應(yīng)說明光具有粒子性,按波動說,光的能量是由_______________決定的,按照光子說光子的能量是跟成正比的．干預(yù),衍射,光電效應(yīng),康普頓,頻率,17、因為微觀粒子具有十清楚顯的性,所以不能象宏觀物體運動那樣可以用精確的軌道來描述；對光子的測量越精確,其動量的不確定性就越,用表示微觀粒子的不確定性,用表示微觀粒子動量的不確定性,那么兩者的關(guān)系為,上式稱?！膊▌有裕淮?〕18、當每個具有5.0eV的光子束射入金屬外表后,從金屬外表逸出的電子具有最大初動能是1.5eV,為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),入射光子的最低能量是______,為了使從金屬外表逸出的電子具有的最大初動能加倍,入射光子的能量是______．3.5eV；6.5eV．19、一個電子由靜止經(jīng)電勢差為100V的加速電場加速后,德布羅意波波長為_______nm(不考慮相對論效應(yīng),電子質(zhì)量m=0.91×10-30kg).20、使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)的光最長波長是5000×10-10m,那么金屬鈉的逸出功W0=_______．現(xiàn)用頻率在3.90×1014Hz到7.50×1014Hz范圍內(nèi)的光照射鈉,那么,使鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)的頻率范圍是從______Hz到______Hz．(普朗克常數(shù)h=6.63×10-34J·s)．3.98×10-19J；6.00×1014,7.50×101421、某脈沖激光器的耗電功率為2×103W,每秒鐘輸出10個光脈沖,每個脈沖持續(xù)的時間為10-8s,攜帶的能量為0.2J,那么每個脈沖的功率為_______W,該激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率為_______.2×107,0.1%22、深沉的夜色中,在大海上航行的船舶依靠航標燈指引航道。圖所示是一個航標燈自動控制電路的示意圖。電路中的光電管陰極K涂有可發(fā)生光電效應(yīng)的金屬。下表反映的是各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長,又知可見光的波長在400nm～770nm(1nm=10-9m)。各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長：金屬銫鈉鋅銀鉑極限頻率(Hz)4.54510146.00010148.06510141.15310151.5291015極限波長(m)0.66000.50000.37200.26000.1962根據(jù)上圖和所給出各種數(shù)據(jù),你認為〔1〕光電管陰極K上應(yīng)涂有金屬________；〔2〕控制電路中的開關(guān)K應(yīng)和__________〔填“a〞或“b〞〕接觸；〔3〕工人在鍛壓機、沖床、鉆床等機器上勞動時,稍有不慎就會把手壓在里面,造成工傷事故。如果將上述控制電路中的電燈換成驅(qū)動這些機器工作的電機,這時電路中開關(guān)K應(yīng)和_________接觸,這樣,當工人不慎將手伸入危險區(qū)域時,由于遮住了光線,光控繼電器銜鐵立即動作,使機床停止工作,防止事故發(fā)生?！?〕銫〔2〕b〔3〕a三、計算題23、波長為的單色光,問：〔1〕這一單色光的頻率是多大？〔2〕此單色光的1個光子的能量是多少J？合多少eV?〔普朗克常量=6.6310-34J.s〕〔1〕、5.0×1014Hz〔2〕、3.315×10-19J、合2.07eV24、某頻率的單色光照射到一塊金屬板外表時,能發(fā)生光電效應(yīng),測得光電子的最大初動能為2電子伏。假設(shè)換用頻率是原來的1.8倍的單色光照射該金屬,光電子的最大初動能為6電子伏。試求該金屬的逸出功。W0=3eV25、一光電管的陰極用極限波長λ0=5.0×10-7m的鈉制成。用波長λ=3.0×10-7m的紫外線照射陰極,光電管陽極A和陰極K之間的電勢差U=2.1V,光電流的飽和值I(l)求每秒內(nèi)由K極發(fā)射的電子數(shù)。(2)求電子到達A極時的最大動能。(3)如果電勢差U不變,而照射光的強度增到原值的3倍,此時電子到達A極時的最大動能是多少？(普朗克恒量h=6.63×10-34J·s,電子的電量e=1.6×10-19C解：(1)每秒內(nèi)由K極發(fā)射的電子數(shù)：個(2)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：J=2.65×10-19J

再由動能定理,有：到達A極時的最大動能為:(J)=6.01×10-19J(3)當光強度增到原值三倍時,電子到達A極時的最大動能不變。26、(1)一顆質(zhì)量為5.0kg的炮彈：以200m假設(shè)它以光速運動,它的德布羅意波長多大?假設(shè)要使它的德布羅意波長與波長是400nm的紫光波長相等,那么它必須以多大的速度運動?〔2〕陰極射線管中電子的速度為2×107解(1)子彈的德布羅意波長為：λ=h/p=h/mv=6.63×10-37它以光速運動時的德布羅意波長為：λ2=h/p=4.42×10-43由λ=h/mv得：v=h/λm=3.3×10-28〔2〕27、小燈泡的功率P=1W,設(shè)其發(fā)光向四周均勻輻射,平均波長λ=10-6cm,求在距離d=1.0×104m處,每秒鐘落在垂直于光線方向上面S=1cm2上的光電子數(shù)是多少？(h=6.63×10-34解：每秒鐘內(nèi)小燈炮發(fā)出的能量為E＝Pt＝1J光子的能量：J=1.989×10-19J小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù)：〔個〕=5×1018〔個〕距離小燈泡d的球面面積為：S＝4πd2＝4π×(1.0×104)2＝1.256×1013所在射到1cm2的球面上的光子數(shù)為：=4×105〔個〕28、一束向上射出的激光束功率為100W,截面積為1mm2,射向一個水平放置的鋁箔,設(shè)鋁箔的面積也為1mm2,鋁的密度為2.7×103kg/m解：G=mg=,m＝ρSh,所以h＝＝1.23×10-5m29、現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為d的某生物大分子的結(jié)構(gòu),為滿足測量要求,將顯微鏡工作時電子的德布羅意波長設(shè)定為d/n,其中n＞1,普朗克恒量為h,電子質(zhì)量m,電子電荷量e,電子的初速度不計,那么顯微鏡工作時電子的加速電壓應(yīng)為多少？解：λ＝h/p,eU＝mv2,p＝mv,而λ＝d/n,所以：U＝n2h2/2med230、GAVPErSNMbaR0如下圖是利用光電效應(yīng)現(xiàn)象測定金屬極限頻率的實驗原理圖,其中電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,R0的總電阻為4r,兩塊平行金屬板相距為d,當N受頻率為υ的紫外線照射后,將發(fā)射沿不同方向運動的光電子,形成電流,從而引起電流計的指針偏轉(zhuǎn),假設(shè)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R0逐漸增大極板間電壓,可以發(fā)現(xiàn)電流逐漸減?。旊妷罕硎緮?shù)為U時,電流恰好為零．〔普朗克常量h、電子電荷量GAVPErSNMbaR0⑵這時Rpb為多大？⑶切斷開關(guān)S,在MN間加垂直于紙面的勻強磁場,逐漸增大磁感應(yīng)強度,也能使電流為零,當磁感應(yīng)強度B為多大時,電流恰好為零？解：⑴υ0=υ－EQ\F(eU,h)⑵∴RPb=5Ur/E⑶B=EQ\F(2,de)EQ\r(,2meU)第十七章波粒二象性訓(xùn)練題(2)一、選擇題1、2019年被聯(lián)合國定為“世界物理年〞,以表彰愛因斯坦對科學(xué)的奉獻。愛因斯坦對物理學(xué)的奉獻有(AC)A．創(chuàng)立“相對論〞B．發(fā)現(xiàn)“X〞射線C．提出“光子說〞D．建立“原子核式模式〞2、a光經(jīng)過某干預(yù)儀形成的光的干預(yù)圖樣如圖甲所示,假設(shè)只將a光換成b光照射同一干預(yù)儀,形成的光的干預(yù)圖樣如圖乙所示.那么下述正確的選項是：〔BC〕A．a(chǎn)光光子的能量較大B．在水中a光傳播的速度較大C．b光光子的能量較大D．假設(shè)用a光照射某金屬時不能發(fā)生光電效應(yīng),那么用b光照射該金屬時也不能發(fā)生光電效應(yīng)在光的雙縫干預(yù)實驗中,假設(shè)在光屏處放照相底片,并設(shè)法控制入射光線強度和曝光時間,那么以下描述中正確的選項是〔AD〕A.假設(shè)曝光量很小,底片上會出現(xiàn)一些分布不規(guī)那么的亮點,顯示出光的粒子性B.即使曝光量很小,底片上也會顯示出明暗相間的條紋,證明光具有波動性C.假設(shè)曝光量足夠大,底片上會出現(xiàn)亮度均勻的光斑,顯示出光的波動性D.假設(shè)曝光量足夠大,底片上會出現(xiàn)明暗相間的條紋,證明光具有波動性4、如下圖,是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中大局部光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖,它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾局部組成；當用綠光照射圖中光電管陰極K時,可發(fā)生光電效應(yīng),那么以下說法正確的選項是：〔B、D〕A.增大綠光照射強度,光電子最大初動能增大；B.增大綠光照射強度,電路中的光電流增大；C.改用波長比綠光波長大的光照射光電管陰極K時,電路中一定有光電流；D.改用頻率比綠光頻率大的光照射光電管陰極K時,電路中一定有光電流。5、一束可見光a是由m、n、p三種單色光組成的。檢測發(fā)現(xiàn)三種單色光中,n、p兩種色光的頻率都大于m色光；n色光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),而p色光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。那么,光束a通過三棱鏡的情況是圖中的(A)6、電子衍射實驗證明電子具有波動性,這種波可稱為(BCD)A．電磁波 B。幾率波 C。德布羅意波 D。物質(zhì)波7、為了觀察晶體的原子排列,可以采用以下方法：(1)用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡成像(由于電子的物質(zhì)波波長很短,能防止發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象,因此電子顯微鏡的分辨率高)；(2)利用X射線或中子束得到晶體的衍射圖樣,進而分析出晶體的原子排列．那么以下分析中正確的選項是〔AD〕A．電子顯微鏡所利用的電子的物質(zhì)波的波長比原子尺寸小得多B．電子顯微鏡中電子束運動的速度應(yīng)很小C．要獲得晶體的X射線衍射圖樣,x射線波長要遠小于原子的尺寸D．中子的物質(zhì)波的波長可以與原子尺寸相當8、1924年法國物理學(xué)家德布羅意提出物質(zhì)波的概念,任何一個運動著的物體,小到電子,大到行星、恒星都有一種波與之對應(yīng),波長為λ=h/p,p為物體運動的動量,h是普朗克常數(shù)．同樣光也具有粒子性,光子的動量為：p=h/λ．根據(jù)上述觀點可以證明一個靜止的自由電子如果完全吸收一個γ光子會發(fā)生以下情況：設(shè)光子頻率為ν,那么E＝hν,p=h/λ=hν/c,被電子吸收后有hν/c=meV,hν=,解得：v=2c,電子的速度為光速的二倍,顯然這是不可能的。關(guān)于上述過程以下說法正確的選項是〔CD〕A．因為在微觀世界動量守恒定律不適用,上述論證錯誤,所以電子有可能完全吸收一個γ光子B．因為在微觀世界能量守恒定律不適用,上述論證錯誤,所以電子有可能完全吸收一個γ光子C．動量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍適用規(guī)律,所以唯一結(jié)論是電子不可能完全吸收一個γ光子D．假設(shè)γ光子與一個靜止的自由電子發(fā)生作用,那么γ光子被電子散射后頻率會減小9、〔05江蘇高〕在中子衍射技術(shù)中,常利用熱中子研究晶體結(jié)構(gòu),因為熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距相近,中子質(zhì)量m=1.67×10-27kg,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,可以估算德布羅意波長λ=1.82×10-10m的熱中子動能的數(shù)量級為(CA．10-17J B。10-18JC。10-21J D。10-24J10、紅外熱象儀是利用被測物體的紅外輻射進行探測成像的一種器材。它可以作為對電力系統(tǒng)線路狀態(tài)進行監(jiān)測的一種手段。紅外熱象儀可通過紅外線遙感測出架空高壓輸電線各處的溫度上下,根據(jù)發(fā)熱點〔一般在電線接頭處〕相對周圍環(huán)境溫度的溫升來判斷線路缺陷。請思考：紅外熱象儀為什么要選擇紅外線來進行遙感呢？線路中有缺陷的地方溫度為什么高呢？以下幾種答案中正確的選項是(D)A．紅外線光子能量小,紅外熱象儀發(fā)射紅外線時消耗能量少；線路中溫度高的地方電流大B．紅外線光子能量小,紅外熱象儀發(fā)射紅外線時消耗能量少；線路中溫度高的地方電阻大C．一切物體都在不停地發(fā)射紅外線,不同的物體在不同的溫度下發(fā)射紅外線的頻率和強度不同,線路中溫度高的地方電流大D．一切物體都在不停地發(fā)射紅外線,不同的物體在不同的溫度下發(fā)射紅外線的頻率和強度不同,線路中溫度高的地方電阻大二、填空與實驗11、〔06上海模〕法國科學(xué)家拉普拉斯曾說過：“認識一位巨人的研究方法對于科學(xué)的進步并不比發(fā)現(xiàn)本身有更少的用處……〞。在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)方法,如觀察、實驗、建立模型、物理類比和物理假說等方法。其中物理假說,是根據(jù)一定的科學(xué)事實和科學(xué)理論對研究的問題提出假說性的看法或說明,例如麥克斯韋的電磁場理論、分子動理論等假說,請你再舉出兩個物理假說的例子______________；_____________________。1A．愛因斯坦光子說、光的本性等12、〔06上海?！成渚€是放射性物質(zhì)發(fā)出的電磁波,波長在2×10-10m以下,是一種能量很大的光子流。一個光子的能量至少相當于_____個頻率為3×1014Hz的紅光光子的能量．在醫(yī)療上用射線作為“手術(shù)刀〞來切除腫瘤,假設(shè)刀輸出功率為10mW,那么在1s內(nèi)射出的光子數(shù)至少有______個．〔普朗克常量h=6.63×10-34J·s〕5×1035.03×101613、設(shè)想利用金屬晶格〔大小約10-10m〕作為觀察電子波動性的障礙物,可以用電場來加速電子,使其動量足夠大,對應(yīng)的物質(zhì)波的波長也等于10-10m,這時就應(yīng)該能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。這個加速電壓應(yīng)該是________V?！搽娮淤|(zhì)量為m=0.91×10-30kg,根本電荷為e=1.6×1014、用同樣的直流電壓加速原來靜止的一價氫離子和二價氧離子,加速后的氫離子和氧離子的德布羅意波的波長之比將為。4∶1三、計算題15、在圖中,直線PQ表示光電子的最大初動能與入射光頻率的變化關(guān)系?！?〕圖中哪一個值可確定普朗克恒量h?！?〕圖中哪一個線段表示極限頻率0的值?！?〕圖中哪一個線段相當于金屬的逸出功W。VKAab單色光16、如下圖是做光電效應(yīng)實驗的裝置簡圖。在抽成真空的玻璃管內(nèi),K為陰極〔用金屬銫制成,發(fā)生光電效應(yīng)的逸出功為1.9eV〕,A為陽極。在a、b間不接任何電源,用頻率為〔高于銫的極限頻率〕的單色光照射陰極K,會發(fā)現(xiàn)電流表指針有偏轉(zhuǎn)。這時,假設(shè)在a、b間接入直流電源,a接正極,VKAab單色光⑴a、b間未接直流電源時,通過電流表的電流方向。⑵從陰極K發(fā)出的光電子的最大初動能EK是多少焦？⑶入射單色光的頻率是多少？解：.⑴光電子由K向A定向移動,光電流由A向K,因此通過電流表的電流從下向上。⑵具有最大初動能的電子剛好不能到達A板,對該電子用動能定理,EK=Ue得最大初動能為2.1eV=3.36×10-19J⑶由光電效應(yīng)方程：EK=h-W,得=9.65×1014Hz17、(10分)光子有動量,其動量的計算公式為,式中h是普朗克常量,λ是光的波,長．既然光子有動量,那么光照射到物體外表被吸收或被反射時就會對物體有壓力,叫做“光壓〞。有人設(shè)想在遙遠的宇宙探測中利用光壓力作動力推動航天器加速,這樣可以大大減少航天器發(fā)射的自身的體積和重量的影響,在某個設(shè)計方案中,方案給探測器安上面積極大,反射率極高的薄膜,并設(shè)法讓它始終正對太陽．(1)在地球繞日軌道上,每平方米面積上得到的太陽光的功率為P0=1.35kW,探測器本身的質(zhì)量為M=100kg,薄膜面積為S=4×10(2)假設(shè)探測器僅靠光壓加速,那么每一天內(nèi)增加的速度將是多大? 解(1)由E=hv和可得E/P=C設(shè)每秒照射到薄膜上光子個數(shù)為n那么,nE=PoS由動量定理,當入射光全部被反射時,有F=n·2P由牛頓第二定律F=Ma,得a=3.6×10-3m/s(2)△υ=a△t=311m／s18、如下圖,相距d的A、B兩平行金屬板足夠大,B板帶正電、A板帶負電,兩平行金屬板間電壓為U,一束波長為的激光照射到B板中央,光斑的半徑為r．B板發(fā)生光電效應(yīng)時,其逸出功為w,B板發(fā)出光電子有的能到達A板,電于質(zhì)量為m,電量e,求：(1)B板中射出的光電子的最大初速度的大小,(2)光電子所能到達A板區(qū)域的面積．解：(1)根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程mv2=—W(2)光電子到達A板上的區(qū)域是一個圓．VY越小時VX越大,在電場中運動的時間越長,其加速度為VYVXVYVXVd=at2平行于極板方向L=vt光電子到達A板上區(qū)域最大面積S=(L+r)2所以：第十八章原子結(jié)構(gòu)同步訓(xùn)練一、此題共10小題,每題4分,共40分。在每題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確。全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分1、盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說可以解決的問題是〔AB〕A．解釋α粒子散射現(xiàn)象B．用α粒子散射的實驗數(shù)據(jù)估算原子核的大小C．結(jié)合經(jīng)典電磁理論,解釋原子的穩(wěn)定性D．結(jié)合經(jīng)典電磁理論,解釋氫原子光譜2、關(guān)于玻爾的原子模型,下述說法中正確的有〔BD〕A．它徹底否認了經(jīng)典的電磁理論B．它開展了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說C．它完全拋棄了經(jīng)典的電磁理論D．它引入了普朗克的量子觀念3、(06滬九校)、右圖為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實驗裝置的示意圖,熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時,關(guān)于觀察到的現(xiàn)象,下述說法中正確的選項是〔ABD〕A．相同時間內(nèi)放在A位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B．相同時間內(nèi)放在B位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在A位置時少得多C．放在C、D位置時屏上觀察不到閃光D．放在D位置時屏上仍能觀察到一些閃光,但次數(shù)極少4、原子從一個能級躍遷到一個較低的能級時,有可能不發(fā)射光子．例如在某種條件下,鉻原子的n=2能級上的電子躍遷到n=1能級上時并不發(fā)射光子,而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給n=4能級上的電子,使之能脫離原子,這一現(xiàn)象叫做俄歇效應(yīng),以這種方式脫離了原子的電子叫做俄歇電子,鉻原子的能級公式可簡化表示為,式中n=l,2,3,…表示不同能級,A是正的常數(shù),上述俄歇電子的動能是(C)A．B．C．D．點撥：先計算鉻原子的n=2能級上的電子躍遷到n=l能級上時應(yīng)釋放的能量ΔE=E2一E1=+A=A·n=4能級上的電子要電離所需的能量E4=,那么n=4能級上的電子得到ΔE的能量后,首先需要能量使之電離,然后多余的能量以動能的形式存在,所以EK=△E—E4=5、a光經(jīng)過某干預(yù)儀形成的光的干預(yù)圖樣如圖甲所示,假設(shè)只將a光換成b光照射同一干預(yù)儀,形成的光的干預(yù)圖樣如圖乙所示.那么下述正確的選項是：〔BD〕甲乙A．a(chǎn)甲乙B．在水中a光傳播的速度較大C．假設(shè)用a光照射某金屬時不能發(fā)生光電效應(yīng),那么用b光照射該金屬時也不能發(fā)生光電效應(yīng)D．假設(shè)a光是氫原子從n＝3的能級向n＝2的能級躍遷時產(chǎn)生的,那么b光可能是氫原子從n＝4的能級向n＝2的能級躍遷時產(chǎn)生的6、〔06廣州1〕氫原子能級如下圖,一群原處于n＝4能級的氫原子回到n＝1的狀態(tài)過程中〔BC〕A．放出三種頻率不同的光子B．放出六種頻率不同的光子C．放出的光子的最大能量為其12.75ev,最小能量是0.66eVD．放出的光能夠使逸出功為13.0eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)7、根據(jù)玻爾理論,在氫原子中,量子數(shù)n越大,那么〔C〕A．電子軌道半徑越小B。核外電子運動速度越大C．原子能量越大D。電勢能越小8、氫原子從第2能級躍遷到第1能級過程中的能量變化,有以下說法：①電子的動能一定增大；②原子系統(tǒng)的電勢能一定減??；③電子動能的增加量一定等于系統(tǒng)電勢能的減少量；④電子動能的增加量一定小于系統(tǒng)電勢能的減少量。以上說法中正確的有〔D〕A．只有①②B。只有①②③C。只有④D。只有①②④二、填空題(此題有6小題．每題5分。共30分)9、氫原子從第3能級躍遷到第2能級時輻射出的光子的波長是_______nm,這種光子屬于___光?！矚湓拥幕鶓B(tài)能級為-13.6eV〕(658,紅)10、原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1的光子；原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為λ2的光子,λ1>λ2．那么原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要________〔填“吸收〞或“輻射〞〕波長為_________的光子．(吸收,)11、一群處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)氫原子向低能級躍遷時,可能發(fā)出的光譜線條數(shù)是___________。〔3〕12、氫原子基態(tài)能量為-13.6Ev,第二能級E2=-3.4eV,如果氫原子吸收_________eV能量,可由基態(tài)躍遷到第二能級。如果再吸收1.89eV能量,還可由第二能級躍遷到第三能級,那么氫原子的第三能級E3=_________eV?！?0.2、-1.51〕13、如圖給出了氫原子的四個能級、大量氫原子在這些能級之間躍遷所輻射的光子的頻率最多有種,其中能量最高的光子能量為eV〔6,12.75〕14、右圖是原子的核式結(jié)構(gòu)模型。下面平面示意圖中的四條線表示α粒子運動的可能軌跡,在圖中完成中間兩條α粒子的運動軌跡?！拨亮Ｗ由⑸?見圖〔1〕〕三、此題共6小題,90分。解容許寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。15、用波長為λ=50nm的紫外線能否使處于基態(tài)的氫原子電離？電離后的電子速率將是多大？〔氫原子的基態(tài)能量為-13.6eV,電子質(zhì)量為0.91×10-30kg〕(能,2.0×10616、氫原子處于基態(tài)時,原子能量E1=-13.6eV,電子電量e=1.6×10-19C,電子質(zhì)量m=0.91×10-30kg,氫的核外電子的第一條可能軌道的半徑為r1=0.53×10〔1〕假設(shè)要使處于n=2的氫原子電離,至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子？〔2〕氫原子核外電子的繞核運動可等效為一環(huán)形電流,那么氫原子處于n=2的激發(fā)態(tài)時,核外電子運動的等效電流多大？〔3〕假設(shè)鈉的極限頻率為6.00×1014Hz,今用一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光譜照射鈉,試通過計算說明有幾條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)？解：〔16分〕〔1〕要使處于n=2的氫原子電離,照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠處,最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為：〔2分〕得Hz,〔2分〕〔2〕氫原子核外電子繞核做勻速圓周運動,庫倫力作向心力,有①其中〔2分〕根據(jù)電流強度的定義②〔2分〕由①②得③〔2分〕將數(shù)據(jù)代入③得A〔2分〕〔3〕由于鈉的極限頻率為6.00×1014Hz,那么使鈉發(fā)生光電效應(yīng)的光子的能量至少為eV=2.486eV〔2分〕一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光子,要使鈉發(fā)生光電效應(yīng),應(yīng)使躍遷時兩能級的差,所以在六條光譜線中有、、、四條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)。〔2分〕GAVPErSNMbaR017、如下圖是測定光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子比荷的簡要實驗原理圖,兩塊平行板相距為d,其中N為金屬板,受紫外線照射后,將發(fā)射沿不同方向運動的光電子,形成電流,從而引起電流計G的指針偏轉(zhuǎn),假設(shè)調(diào)節(jié)R0逐漸增大極板間電壓,可以發(fā)現(xiàn)電流逐漸減小,當電壓表示數(shù)為U時,電流恰好為零。切斷開關(guān),在GAVPErSNMbaR0解：設(shè)光電子受紫外線照射后射出的速度為。在MN間加電場,當電壓表示數(shù)為U時,由動能定理得：①在MN間加垂直于紙面的勻強磁場,當磁感強度為B時,光電子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑：