【单元练】深圳市福景外国语学校高中物理选修3第四章【原子结构和波粒二象性】知识点总结(课后培优)

一、选择题

1．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。

A ．两组实验采用了相同频率的入射光

B ．两组实验所用的金属板材质不同

C ．若入射光子的能量为5.0eV ，逸出光电子的最大动能为2.9eV

D ．若入射光子的能量为5.0eV ，相对光强越强，光电流越大D 解析：D

A ．表格中入射光子的能量不同，根据光子的能量

E h ν=

可知两组实验采用的入射光的频率不同，故A 错误； B ．，由光电效应方程

k 0E h W =-ν

解得两组实验中金属的逸出功都是

0 3.1eV W =

所以两组实验所用的金属板材质相同，故B 错误； C ．若入射光子的能量为5.0eV ，根据

k 0 1.9eV E h W ν=-=

即逸出光电子的最大动能为1.9eV ，故C 错误；

D ．当入射光子的能量为5.0eV 时，相对光强越强，单位时间内飞出的光电子越多，光电流越大，故D 正确。 故选D 。

2．下列说法正确的是（ ）

A ．光的波动性是光子之间相互作用的结果

B ．玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念

C ．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量

D ．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大B 解析：B

A ．在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹。这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，故A 错误；

B ．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故B 正确；

C ．光电效应揭示了光的粒子性，但是不能证明光子除了能量之外还具有动量，选项C 错误；

D ．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方时，会使金属球附近的空气电离，金属球吸引负离子而使验电器金属箔的张角会变小，选项D 错误。 故选B 。

3．如图，是氢原子的能级图，各能级能量关系为1

2n E E n

=

，其中E 1为基态能量，n 为量子数。当原子从5n =能级跃迁到3n =能级时，释放出的一个光子能量为E ，下列说法正确的是（ ）

A ．一个处于5n =的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出10种不同频率的光子

B ．从5n =能级向低能级跃迁，跃迁到4n =能级辐射的光波长最短

C ．处于3n =的氢原子跃迁到基态吸收光子能量为12.5E

D ．某金属的逸出功为

E ，用4n =跃迁到2n =辐射的光子照射该金属，逸出光电子的最大初动能为419

256

E D 解析：D

A ．一个处于5n =的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出(5－1)=4种不同频率的光子，故A 错误；

B ．从5n =能级向低能级跃迁，跃迁到4n =能级辐射的光能量最小，由公式

=c

E h h

νλ

=

可知，波长最长，故B 错误；

C ．处于3n =的氢原子跃迁到基态应放出能量，故C 错误；

D ．原子从5n =能级跃迁到3n =能级时，释放出的一个光子能量为

E ，即有

11

53=

259

E E E E E =--

4n =跃迁到2n =辐射的光子能量为

'11

42164

E E E E E =-=

- 由爱因斯坦光电效应方程可知，用4n =跃迁到2n =辐射的光子照射该金属，逸出光电子的最大初动能为

'k max E E E =-

联立解得

k max 419

256

E E =

故D 正确。 故选D 。

4．用不同频率的光照射某种金属时，逸出光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线如图所示，图线的反向延长线与纵轴交点纵坐标为-a （a ＞0），与横轴交点横坐标为b ，电子的电荷量大小为e ，则由图获取的信息，错误的是（ ）

A ．该金属的截止频率为b

B ．该金属的逸出功为a

C ．普朗克常量为

b a

D ．入射光的频率为2b 时，遏止电压为a e

C 解析：C

ABC ．根据爱因斯坦光电效应方程

0 km E h h νν=-

结合图像，当E km =0时，0

=b ν；当=0ν时 0 =-km E h a ν=-

即该金属的逸出功为a ；普朗克常量为

a

h k b

==

则选项AB 正确，不符合题意；选项C 错误，符合题意；

D ．根据爱因斯坦光电效应方程可得，当入射光的频率为2b 时，光电子最大初动能为

0 =2km a

E h h b a a b

νν=-⋅-=

而

c km U e E a ==

则

c a U e

=

故D 正确，不符合题意。 故选C 。

5．分别用波长为λ和3

4

λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1:2，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（ ）

A ．

12hc

λ

B ．

23hc

λ

C ．3

4hc λ

D ．

45h c

λ

B 解析：B 光子能量为

hc

E λ

=

①

根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为

k hc

E W λ

=

-②

根据题意

123

4

λλλλ==，

12:1:2k k E E =③

联立①②③可得逸出功为

23hc

W λ

=

故选B ．

6．1905年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理学奖，下列关于光电效应的说法正确的是（ ） A ．只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应

B ．电子脱离某种金属所做的功叫这种金属的逸出功，其与入射光的频率和强度无关

C ．用不同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同

D ．发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，单位时间内射出的光电子数将减少D 解析：D

A ．要有光电子逸出，则光电子的最大初动能km 0E >，即只有入射光的频率大于金属的极限频率，即波长小于极限波长时，才会有光电子逸出，故A 错误；

B ．逸出功就是使电子脱离金属所做功的最小值，金属的逸出功是金属的固有属性，与入射光的频率和强度无关，故B 错误；

C ．根据爱因斯坦光电效应方程