2023年高考物理一轮复习专题训练：原子结构和波粒二象性（word版含答案）.docx

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1、2023年高考物理一轮复习专题训练：原子结构和波粒二象性一、单选题（本大题共11小题）1（2022河南临颍县第一高级中学二模）子与氢原子核（质子）构成的原子称为氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。氢原子的能级示意图如图所示，假定频率为的一束光照射大量处于能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出6种不同频率的光，下列说法正确的是（）A氢原子吸收光子后处于能级B氢原子从能级跃迁到能级时释放的光的频率大于C普朗克常量D一个被激发的氢原子最多能发出3种不同频率的光2（2022河南临颍县第一高级中学二模）研究光电效应现象的实验装置如图所示。闭合开关S，当用能量为的光子照射到光电管阴极上时，电流表示数大

2、于零。移动滑动变阻器的触头c，当电压表的示数大于或等于时，电流表的示数为0，下列说法正确的是（）A光电管阴极的逸出功为B光电子的最大初动能为C开关S断开后，没有电流流过电流表D开关S断开后，用能量为的光子照射光电管阴极，有电流流过电流表3（2022广西河池二模）如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的波长分别是、，则下列说法正确的是（）A从n=2能级跃迁到n=1能级时，电子的动能减少B从n=2能级跃迁到n=1能级时，释放光子的波长为-C用11eV的电子碰撞处于基态的氢原子时，氢原子一定不会发生跃迁D一群处于n=3能级的氢原子发生能级跃迁时，辐射出的最小光子能量为1.89

3、eV4（2022安徽合肥市第八中学模拟预测）德国物理学家P勒纳德、英国物理学家JJ汤姆孙等相继进行了实验研究，发现照射到金属表面的光能使金属中的电子从表面溢出，这个现象称为光电效应。现在用两种单色光a和b照射同一种金属，光电流与电压的关系如图乙所示，Is为饱和光电流，Uc为遏止电压的大小。下列说法正确的是（）A截止频率与入射光的频率有关Ba光的频率小于b光的频率C若仅增加a光的光强，饱和光电流将增大D若仅增加a光的光强，则遏止电压Uc1将增加5（2022辽宁渤海大学附属高级中学模拟预测）太阳帆飞行器是利用太阳光获得动力的一种航天器，其原理是光子在太阳帆表面反射的过程中会对太阳帆产生一个冲量。若

4、光子垂直太阳帆入射并反射，其波长为，普朗克常量为h，则对它的冲量大小为（）ABCD6（2022宁夏六盘山高级中学模拟预测）如图甲所示，用高压激发氢光谱管，使光谱管中的氢原子大量处于第5能级并辐射发光，其中某些光子打在连着验电器的锌板上，事先使锌板带负电，验电器张开一定的角度。已知锌板表面的电子的逸出功是3.3eV，氢原子的能级示意图如图所示，则下列说法错误的是（）A光谱管会放出10种不同频率的光子B光谱管发出的光都能使锌板发生光电效应C从锌板中溢出的光电子最大初动能的最大值为9.76eVD由于锌板表面的自由电子溢出，验电器的指针张角变小7（2022安徽合肥市第六中学模拟预测）氢原子能级示意图如

5、图所示。光子能量在之间的光为可见光。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出若干不同频率的光。下列说法正确的是（）A这些氢原子共能辐射出5种不同频率的光子B这些氢原子共能辐射出3种不同频率的可见光C电子处在的轨道上比处在的轨道上动能更小D用能级跃迁到能级辐射出的光子，照射逸出功为的金属铂，能发生光电效应8（2022山东日照三模）用单色光a、b、c分别照射同一光电管，研究产生的光电效应现象，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示，下列说法正确的是（）Aa、c单色光的颜色相同Ba照射光电管时，逸出光电子的最大初动能最大C增大b光的光照强度，逸出光电子的最大初动能增大D若b光照射某金属

6、发生光电效应，a光照射该金属也一定发生光电效应9（2022新疆三模）如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（）A一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多能产生3种不同频率的光子B群处于n=3能级的氢质于向低能级跃迁时，从n=3能级跃迁到n=1能级产生的光子波长最长C处于n=2能级的氢原子吸收能量为2.0eV的光子后，能跃迁到n=3的能级D一群处于n=4能级的氢原子跃迁发出的光都可以使逸出功为10.2eV的金属发生光电效应10（2022重庆市育才中学模拟预测）最新研究成果表示氨原子被电离一个核外电子后，形成类氢结构的氦离子，其能级跃迁遵循玻尔原子结构理论，能级图如甲图所示。若大量处于能级

7、的氨离子跃迁并释放光子，用释放的所有光子照射光电管K极，如图乙，已知K极板的逸出功为。调节滑片P使电流表示数恰好为0，则下列说法正确的是（）A可以产生2种不同频率的光B辐射出的光子均可使光电管K极板发生光电效应C图乙中电源的左端为正极，右端为负极D此时图乙中电压表的读数11（2022山东莱州市第一中学模拟预测）已知氢原子的基态能量为E1，第n级的能量为（其中n=1，2，3，），一群处于n=4能级的氢原子，当它们向较低能级跃迁时，下列说法正确的是（）A可能辐射出6种不同频率的光子B从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射出的光子频率最大C从n=4能级跃迁到n=1能级时辐射出的光子波长最长D氢原子辐射出

8、能量，电子的动能减少，电势能减少二、多选题（本大题共3小题）12（2022河北保定二模）图为氢原子的部分能级示意图，一群处于能级的激发态氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属板，下列说法中正确的是（）A这群氢原子在辐射光子的过程中，原子能量和电子绕核运动的动能均减小B这群氢原子辐射的光中，有1种频率的光照射金属板时不能发生光电效应C从金属板发出的光电子的最大初动能为8.6eVD这群氢原子辐射出的光中，从能级跃迁到能级所发出的光频率最大13（2022河南郑州二模）某物理科研小组在实验中发现，频率为的激光光子与静止的电子碰撞后光子频率变为，碰撞后的光

9、子照射极限频率为的光电管阴极K，电子垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中，情景如图。已知光子与电子碰撞过程中没有能量损失，电子质量为m，碰撞后电子获得的动量为p，普朗克常量为h，光速为c，则（）A碰撞后光子的波长为B电子增加的动能为C电子将做半径为的匀速圆周运动D光电管阴极处可能会发生光电效应14（2022广东模拟预测）图甲为氢原子的能级图，用一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁辐射岀的光照射某光电管研究光电效应的规律，发现有三种频率的光子能使光电管的阴极发生光电效应，其中一种频率的光子刚好能使光电管的阴极发生光电效应，用另两种频率的光子分别照射光电管的阴极，研究得到光电流与光电管两端

10、电压关系如图乙所示，由此得到（）Aa光光子能量为12.75eVB光电管阴极逸出功为10.2eVCb光光子能量比c光光子能量大D遏止电压=0.66V三、解答题（本大题共5小题）15（2022江苏苏州三模）如图所示，是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。（i）用频率为v1的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U1。 （ii）用频率为v2的光照射光电管，重复（i）中的步骤，记下电压表的示数U2。已知电子的电荷量为e。（1）滑动头P向b滑动过程中电流表中的电流如何变化？（2）请根据实验结果推导普朗克常量的计算式。16（2022河南郑州

11、二模）爱因斯坦利用普朗克的量子论成功解释了光电效应现象，提出了光子说。（1）如图1所示为研究某光电管发生光电效应的电路图，当用频率为v的光照射金属阴极K时，通过调节光电管两端电压U，测量对应的光电流强度I，绘制了如图2所示的IU图像。已知电子所带电荷量为e，图像中UC、入射光的频率v及普朗克常量h均为已知量。根据图像求光电子的最大初动能，金属K的逸出功W和每秒钟通过电流表的电子数最多为多少。（2）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表而产生压强，这就是“光压”，用表示。一台发光功率为的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当

12、该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部波吸收，求其在物体表而引起的光压，已知光速为c。17（2022河北邢台市南和区第一中学二模）图甲为氢原子能级图，用某单色光照射轰击大量处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁至能级。图乙为研究光电效应的电路图，用上述单色光进行实验时发现，当a、b两点电势差时，电流表示数恰为零。已知电子的电荷量为e，普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c。（1）求阴极K处的金属的逸出功；（2）大量上述处于激发态的氢原子，跃迁过程中发出的光，其中能使光电管阴极K发生光电效应的有几种？18（2022江苏江苏二模）光具有波粒二象性，在爱因斯坦提出光子说之后法国物理学家德布罗意提出了

13、物质波的概念，若某激光仪以发光功率P发射波长为的单色光束，已知普朗克常量为h，电子质量m，光在真空中的速度为c，试根据上述条件计算：（1）该激光仪在1s内能发射出多少个光子?（2）若光束照射逸出功为W0的金属板的表面，其逸出电子对应的德布罗意波最小波长是多少？19（2022北京海淀模拟预测）（1）用波长为的光照射金属表面所产生的光电子垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中作匀速圆周运动时，其最大半径为R，电子质量为m，电量为e，普朗克恒量为，求：金属的逸出功（2）一个光源以P=1.5W的功率向四周均匀地发射能量。在离光源距离R=3.5m处放置一钾箔，钾的逸出，假设入射光的能量是连续地和平稳地传给钾箔

14、，光子动量，光的平均波长为，h为普朗克常量。假设钾箔完全吸收所有照射到它上面的能量。求：a钾箔在垂直入射光方向上单位面积上受到光的平均作用力（用题目中的物理符号表示）。b按照经典电磁理论，钾箔只需吸收足够的能量就可以逐出电子，若一个要被逐出的电子收集能量的圆形截面的半径约为一个典型原子的半径m，求电子将被逐出的时间。根据计算结果，你认为经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理，并说明理由。试卷第8页，共8页参考答案：1D2D3D4C5D6B7C8A9A10B11A12BD13BC14BD15（1）滑动头P向b滑动过程中电流表中的电流先逐渐增大，后保持不变；（2）16（1），；（2）17（1）；（2）7种18（1）；（2）19（1）；（2）a；b；不合理，光电效应现象产生光电子的时间极短，几乎不需时间累积，因此经典电磁理论在解释光电效应现象具有局限性答案第1页，共1页