2023版新教材高中物理第四章原子结构和波粒二象性核心素养提升试题新人教版选择性必修第三册

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　 eq \a\vs4\al(核)  eq \a\vs4\al(心)  eq \a\vs4\al(素)  eq \a\vs4\al(养)  eq \a\vs4\al(提)  eq \a\vs4\al(升) 　情境1荧光粉——科学思维　　荧光粉是一种能将外部能量转变为可见光的发光材料，是照明、显示领域中重要的支撑材料，它是现代生活中极其重要的材料．本题以荧光粉的发光原理为背景，主要考查学生对跃迁规律的掌握．1．(多选)目前用于照明用的荧光粉，大部分是粉末状的以汞原子发出的紫外线为激发源的光致发光荧光粉．它们是利用氧化物晶体中孤立离子的电子跃迁来发光的．简要原理如下：在玻璃管中两极间加电压，使电子发射出来，撞击汞原子发出紫外线，紫外线照射到荧光粉上发出可见光．已知汞原子可能的能级为E1＝－10.4 eV，E2＝－5.5 eV，E3＝－2.7 eV，E4＝－1.6 eV，其紫外线主要是从E2到E1能级跃迁时放出的，某荧光粉在经此紫外线照射后发出540 nm的绿光．已知h＝6.63×10－34J·s，e＝1.6×10－19C，c＝3.0×108m/s，下列说法中正确的是(　　)A．要使得汞原子产生紫外线，电子能量必须等于4.9 eVB．汞原子发出的紫外线的波长为253.7 nmC．大量处于n＝5能级的汞原子，可以发出10种不同的光子D．荧光粉发出的绿光可能使处于基态的汞原子的能级跃迁到更高状态情境2测温枪：光电效应——科学探究　　本题以测温枪的工作原理为背景，考查光电效应的相关内容，与生活实际结合紧密，以物理核心素养为导向，加强学生的科学探究能力．2．(多选)额温枪是新冠病毒防控的重要装备之一，其原理为：人体辐射的红外线照射到温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出人体的温度．已知人的体温正常时能辐射波长约为10 μm的红外线，如图甲所示，用该红外线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知h＝6.63×10－34J·s，e＝1.6×10－19C，c＝3.0×108m/s.则(　　)A．波长10 μm的红外线在真空中的频率为3×1013HzB．将图甲中的电源正负极反接，一定不会产生电信号C．由图乙可知，产生的光电子最大初动能为2 eVD．由图乙可知，该光电管的阴极金属逸出功约为1.67×10－20J情境3红外线测温仪——科学思维　　本题以红外线测温仪为背景，考查氢原子能级跃迁规律，与生活实际紧密结合，加强学生解决实际问题的能力．3．[2023·河南南阳高二下联考](多选)红外测温具有响应时间快、非接触、安全准确的优点，在新冠疫情防控中发挥了重要作用．红外测温仪捕捉被测物体电磁辐射中的红外线部分，将其转变成电信号．图甲为红外线光谱的三个区域，图乙为氢原子能级示意图．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光在真空中的速度c＝3.0×108m/s，下列说法正确的是(　　)A.红外线光子能量的最大值约为1.64 eVB．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时释放出的光子能被红外测温仪捕捉C．大量氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时，红外测温仪可捕捉到2种频率的红外线D．大量处于n＝2激发态的氢原子吸收能量为2.86 eV的光子后，辐射出的光子可能被红外线测温仪捕捉情境4光控继电器——科学探究　　本题以光控继电器为背景考查光电效应规律的探究过程，紧密联系生活实际，加强学生的探究能力．4．[2023·重庆高二下期中]如图甲所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．其原理是：当光照射光电管时电路中产生光电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M被磁化，将衔铁N吸住．当光照消失时，电路中电流消失，衔铁N自动离开M.(1)图甲中，为了尽可能增大光电流，a端应是电源的________(填“正”或“负”)极．(2)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法正确的是________．A．增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大C．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能不变D．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能变大(3)已知用光照强度为Ja的a光和光照强度为Jb的b光照射该光电管，分别产生的光电流I随电源电压U的关系如图乙所示[其中电源按(1)问连接时电压为正]，且在电源电压和入射光频率确定时，光电流与光照强度成正比．则a光的频率________(填“大于”“小于”或“等于”)b光的频率．实验发现，用光照强度为Ja的a光照射该光电管时，电压须大于＋0.2 V，继电器才能将衔铁吸附．若用光照强度为Jb的b光照射该光电管，调整电源电压，当继电器刚好不能将衔铁吸附时，电源电压为________ V(需指出正负)；若将电源电压调整为＋1.6 V，用a光照射该光电管，能使继电器将衔铁吸附的最小光强为________ Ja(结果保留两位有效数字).