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高二物理下学期一单元检测题:波粒二象性

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2013-03-27

A.金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子,当它积累的动能足够大时,就能逸出金属

B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功,便不能发生光电效应

C.发生光电效应时,入射光越强,光子的能量就越大,光电子的最大初动能就越大

D.由于不同金属的逸出功是不相同的,因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不同

解析:按照爱因斯坦的光子说,光子的能量是由光的频率决定的,与光强无关,入射光的频率越大,发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大.但要使电子离开金属,须使电子具有足够的动能,而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量.但电子只能吸收一个光子,不能同时吸收多个光子,否则当光的频率低而照射时间足够长时,也会发生光电效应.电子从金属中逸出时,处在金属表面的电子向外逸出时克服原子核的引力所做的功最小,这个功称为逸出功.不同金属的逸出功不同.

答案BD

9.用电子显微镜观察一微生物的内部结构,需要把电子的德布罗意波长设定为λd,已知普朗克常量为h,电子的质量为m,电荷量为e,电子的初速度不计.则显微镜工作时电子的加速电压应是以下哪个值 ( )

A. B.

C. D.

解析:根据动能定理:eU= mv2=

所以p= ,由德布罗意波长公式:

λd= ,A正确.

答案A

10.如图是产生X射线的装置,叫做X射线管,图中的K是阴极,A是阳极.通电时,由阴极发出的电子,打在阳极上,从阳极上激发出X射线(也称X光).设其中光子能量的最大值等于电子到达阳极时的动能.已知阴极与阳极之间的电势差U、普朗克常量h,电子电荷量e和光速c,则(设电子初速度为零) ( )

A.X射线是从对阴极A发出的

B.高压电源的a端为负极

C.X射线管发出的X光的最长波长为

D.X射线管发出的X光的最短波长为

解析:X射线是从对阴极A发出的,A选项对.高压电源的a端是正极,B错.当电子的动能全部转化为X光的能量时,其波长最短,由eU=h 得,λmin= ,选项D对C错.故正确选项为A、D.

答案AD

第Ⅱ卷(非选择题共60分)

二、本题共5小题,每小题4分,共20分.把答案填在题中的横线上.

11.根据玻尔理论,当原子跃迁时,若E初>E终,则原子将产生 现象.基态氢原子的能量值是-13.6 eV,当一个氢原子由基态跃迁到量子数n=2的定态时需要吸收 eV的能量;如果向一个处于基态的氢原子提供8 eV的能量,氢原子的能级将 (填“跃迁”或“不跃迁”).

解析:由玻尔理论知,氢原子由高能级向低能级跃迁时,将辐射出光子,产生发光现象;向处于基态的氢原子提供8 eV的能量,因不满足基态到n=2激发态的能量差,基态的氢原子将不吸收、不跃迁.

答案发光 10.2 不跃迁

12.人眼对绿光最敏感,正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时,只要每秒有6个光子射入瞳孔,眼睛就能觉察.普朗克常量为6.63×10-34 J•s,光速为3.0×108 m/s,则能觉察到绿光时眼睛所接收到的最小功率是 .

解析:一个绿光子的能量:E=hv= ,眼睛接收到的最小功率:

P最小=6E/(1 s)=

= W=2.3×10-18 W.

答案2.3×10-18 W

13.光电管是把光信号转变成电信号的核心器件.用频率为v的光照射光电管,发射的光电子的最大初动能为E,若改用频率为2v的光照射光电管,则发射的光电子的最大初动能为 .

解析:本题考查光电效应方程.

设光电管所用金属材料的逸出功为W,根据爱因斯坦光电效应方程得:E=hv-W ①

=2hv-W ②

解①②组成的方程组得: =hv+E.

答案hv+E

14.如图所示,给出氢原子最低的四个能级,氢原子在这些能级之间跃迁时所辐射的光子频率最多有 种,其中最小的频率等于 Hz.(保留两位有效数字)

解析:本题考查玻尔氢原子理论.由图知辐射的光子频率最多有6种,由E4-E3=hv

得最小频率为

v= = Hz=1.0×1033 Hz.

答案6 1.0×1033

15.在光电效应实验中,如果实验仪器及线路完好,当光照射到光电管上时,灵敏电流计中没有电流通过,可能的原因是 .

解析:本题考查光电效应实验.如果入射光的频率太小,不能产生光电效应,电路中无电流.即使产生了光电效应,若反向电压太大,仍然没有电流通过灵敏电流计.

答案入射光的频率太小或反向电压太大

三、本题共4小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.

16.(8分)已知处于基态的氢原子的电子轨道半径r=0.53×10-10 m,基态的能级值为E1=-13.6 eV.

(1)有一群氢原子处在量子数n=3的激发态,画一能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出几种光谱线.

(2)计算这几条光谱线中最短的波长.

解析:(1)氢原子一共发出3种光谱线,如右图所示:

(2)从n=3的激发态跃迁到基态时,放出的光子能量最大,波长最短.

由E3-E1= 得:

λ= = m

=1.65×10-7 m=165 nm.

答案(1)如图 (2)165 nm

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