第十二章第2講1．(多選)(2017屆三亞模擬)已知能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的光子的最小頻率為ν0.一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的激發(fā)態(tài)，這些氫原子能夠自發(fā)地躍遷到較低的能量狀態(tài)，并向外輻射多種頻率的光，且氫原子從量子數(shù)n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到量子數(shù)n＝2的能量狀態(tài)時(shí)向外輻射頻率為ν0的光子．下列說(shuō)法正確的是()A．這些氫原子向外輻射的光子頻率有6種B．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時(shí)，若ν增大，則逸出功增大C．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hν0D．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時(shí)，若光強(qiáng)增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍【答案】AC【解析】根據(jù)Ceq\o\al(2,4)＝6知，這些氫原子向外輻射的光子頻率有6種，故A正確．金屬的逸出功與入射光的頻率無(wú)關(guān)，由金屬本身性質(zhì)決定，故B錯(cuò)誤．某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的光子的最小頻率為ν0，則逸出功為hν0，根據(jù)光電效應(yīng)方程知，用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝h·2ν0－h(huán)ν0＝hν0，故C正確．光電子的最大初動(dòng)能與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤．2．(2017屆朝陽(yáng)一模)從1907年起，密立根就開始測(cè)量金屬的遏止電壓Uc(即圖甲所示的電路中電流表的讀數(shù)減小到零時(shí)加在電極K、A之間的反向電壓)與入射光的頻率ν，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗(yàn)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性．按照密立根的方法，我們利用圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了某金屬的Uc－v圖像如圖乙所示．下列說(shuō)法正確的是()甲乙A．該金屬的截止頻率約為4.27×1014HzB．該金屬的截止頻率約為5.50×1014HzC．該圖線的斜率為普朗克常量D．該圖線的斜率為這種金屬的逸出功【答案】A【解析】設(shè)金屬的逸出功為W0，截止頻率為νc，則有W0＝hνc，光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系是Ek＝eUc，光電效應(yīng)方程為Ek＝hν－W0，聯(lián)立兩式可得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，故Uc與ν圖像的斜率為eq\f(h,e)，故C、D錯(cuò)誤．當(dāng)Uc＝0時(shí)，可解得ν＝eq\f(W0,h)＝νc，此時(shí)讀圖可知ν≈4.3×1014Hz，即金屬的截止頻率約為4.3×1014Hz，在誤差允許范圍內(nèi)．故A正確，B錯(cuò)誤．3．(多選)(2017屆金昌模擬)用如圖的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象．當(dāng)用光子能量為2.5eV的光照射光電管時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.2mA．移動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)c，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時(shí)，電流表讀數(shù)為0.則()A．光電管陰極的逸出功為1.8eVB．開關(guān)K斷開后，沒(méi)有電流流過(guò)電流表C．光電子的最大初動(dòng)能為0.7eVD．改用能量為1.5eV的光子照射，電流表也有電流，但電流較小【答案】AC【解析】該裝置所加的電壓為反向電壓．當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時(shí)，電流表示數(shù)為0，可知光電子的最大初動(dòng)能為0.7eV.根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，W0＝1.8eV，故A、C正確．開關(guān)S斷開后，用光子能量為2.5eV的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，有光電子逸出，則有電流流過(guò)電流表，故B錯(cuò)誤．改用能量為1.5eV的光子照射，由于光電子的能量小于逸出功，不能發(fā)生光電效應(yīng)，無(wú)光電流，故D錯(cuò)誤．4．(多選)(2017屆河南一模)如圖所示為氫原子的能級(jí)．已知可見(jiàn)光的光子能量范圍為1.62～3.11eV，那么對(duì)氫原子在能級(jí)躍遷過(guò)程中發(fā)射或吸收光子的特征，認(rèn)識(shí)正確的是()A．用氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B．用能量為11.0eV的自由電子轟擊，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)C．處于n＝2能級(jí)的氫原子能吸收任意頻率的紫外線D．處于n＝3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離【答案】BD【解析】氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)出的光子的最小能量為10.2eV，照射金屬鋅板一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤．用能量為11.0eV的電子轟擊，基態(tài)的氫原子吸收的能量可以等于10.2eV，可以使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n＝2能級(jí)，故B正確．紫外線光子的最小能量為3.11eV，處于n＝2能級(jí)的氫原子的電離能為3.4eV，故紫外線不能被n＝2能級(jí)的氫原子吸收，故C錯(cuò)誤．紫外線光子的最小能量為3.11eV，處于n＝3能級(jí)的氫原子的電離能為1.51eV，故處于n＝3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離，故D正確．5．(2017屆江蘇名校模擬)氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子能量E1＝－13.6eV.已知?dú)湓痈鞫☉B(tài)能量與基態(tài)能量之間的關(guān)系為En＝eq\f(E1,n2)(式中n＝2,3,4,5)()A．若氫原子n＝2的定態(tài)，該氫原子的電離能為10.2eVB．若氫原子n＝2的定態(tài)，該氫原子的電離能為3.4eVC．一個(gè)處于n＝3定態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷時(shí)最多放出3種頻率的光子D．氫原子從n＝4定態(tài)向n＝3定態(tài)躍遷時(shí)要放出光子，電子的動(dòng)能減小【答案】B【解析】n＝2能級(jí)時(shí)的能量為E2＝eq\f(1,n2)E1＝eq\f(1,22)×(－13.6eV)＝－3.4eV，因此該氫原子的電離能為3.4eV.故A錯(cuò)誤，B正確．一個(gè)處于n＝3定態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可釋放出2種不同頻率的光子，故C錯(cuò)誤．從n＝4定態(tài)向n＝3定態(tài)躍遷時(shí)要放出光子，但電子的動(dòng)能增加，故D錯(cuò)誤．6．(2017屆海淀一模)已知氦離子He＋的能級(jí)圖如圖所示．根據(jù)能級(jí)躍遷理論可知()A．氦離子He＋從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)比從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射出光子的頻率低B．大量處在n＝3能級(jí)的氦離子He＋向低能級(jí)躍遷，只能發(fā)出2種不同頻率的光子C．氦離子He＋處于n＝1能級(jí)時(shí)，能吸收45eV的能量躍遷到n＝2能級(jí)D．氦離子He＋從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)，需要吸收能量【答案】A7．(2017屆陜西校級(jí)模擬)μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為μ氫原子(hydrogenmuonatom)．它在原子核物理的研究中有重要作用．右圖為μ氫原子的能級(jí)示意圖．假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n＝2能級(jí)的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5、和ν6的光，且頻率依次增大，則E等于()A．h(ν3－ν1) B．h(ν5＋ν6)C．hν3 D．hν4【答案】C【解析】μ子吸收能量后從n＝2能級(jí)躍遷到較高的n能級(jí)，然后從n能級(jí)向較低能級(jí)躍遷．若從n能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)如果直接躍遷到基態(tài)n＝1能級(jí)，則輻射的能量最大，否則躍遷到其他較低的激發(fā)態(tài)時(shí)，μ子仍不穩(wěn)定，將繼續(xù)向基態(tài)和更低的激發(fā)態(tài)躍遷，即1,2，3，…，n任意兩個(gè)軌道之間都可以產(chǎn)生一種頻率的輻射光，故總共可以產(chǎn)生的輻射光子的種類為Ce