（人教版）选择性必修第三册高二物理同步课后培优练习4.6本章复习提升（2份，原卷版+解析版）

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4.6本章复习提升课后培优练级练一、单选题1．首先揭示原子结构复杂性的物理实验或现象是 （　　）A．电子的发现 B．α粒子散射实验C．黑体辐射 D．光电效应【答案】A【详解】电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。故选A。2．如图所示，甲为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是（　　）A．若b光为绿光，a光可能是紫光B．若a光为绿光，c光可能是紫光C．若c光光子能量为，用它照射由金属铷构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光D．若c光光子能量为，用它直接照射大量处于激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光【答案】C【详解】AB．由光电效应方程Ek＝hν－W0及eU＝Ek联立解得：eU＝hν－W0即光束照射同一块金属的时候，只要遏止电压一样，说明入射光的频率一样，遏止电压越大，入射光的频率越大，因此可知a光和c光的频率一样，且均小于b光的频率，故若b光为绿光，a光不可能是紫光，故AB错误；C．用光子能量为2.81 eV的c光照射由金属铷构成的阴极，产生的光电子的最大初动能为：Ek＝hν－W0＝2.81 eV－2.13 eV＝0.68 eV大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子，这些氢原子吸收能量ΔE＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV从而跃迁到n＝4能级，当大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可向外辐射C＝6种频率的光，C正确；D．氢原子只能吸收光子的能量恰好为能级之差的光子，若用c光光子直接照射氢原子，2.81 eV不满足氢原子第2能级与其他更高能级间的能级差，因此c光光子不被吸收，不会自发辐射其他频率的光，D错误。故选C。3．下列有关氢原子光谱的说法正确的是（　　）A．氢原子的发射光谱是连续谱B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C．氢原子光谱说明氢原子能量是连续的D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关【答案】B【详解】AB．由于氢原子发射的光子的能量所以发射的光子的能量值是不连续的，只能是一些特殊频率的光，A错误，B正确；C．由于氢原子的轨道是不连续的，而氢原子在不同的轨道上的能量故氢原子的能量是不连续的即分立的，C错误；D．当氢原子从较高轨道第能级跃迁到较低轨道第能级时，发射的光子的能量为显然、的取值不同，发射光子的频率就不同，故氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差有关，D错误。故选B。4．如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是（　　）A．锌板带正电，验电器带正电B．锌板带负电，验电器带负电C．若改用蓝光照射锌板，验电器的指针一定不会偏转D．若改用红外线照射锌板，只要照射时间足够长，验电器的指针一定也会偏转【答案】A【详解】AB．用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电， B错误，A正确；CD．当入射光的频率达到极限频率，就可以发生光电效应，因为蓝光和红外线的频率小于紫光，所以，不一定发生光电效应，验电器的指针不一定发生偏转，CD错误。故选A。5．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（　　）A．甲光的频率等于乙光的频率B．乙光的频率大于丙光的频率C．乙光对应的逸出功大于丙光对应的逸出功D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能【答案】A【详解】ABD.根据爱因斯坦光电效应方程有由题图可知甲、乙两光对应的遏止电压相等，所以甲、乙两光的频率相等；乙光对应的遏止电压比丙光对应的遏止电压小，所以乙光的频率小于丙光的频率；甲光对应的遏止电压比丙光对应的遏止电压小，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，故A正确，BD错误；C.逸出功由材料本身性质决定，与照射光无关，故C错误。故选A。6．单色光B的频率为单色光A的1.5倍，单色光A照射到某金属表面时，从金属表面逸出的光电子最大初动能为；单色光B照射到该金属表面时，从金属表面逸出的光电子最大初动能为，则该金属的逸出功为（　　）A． B． C． D．【答案】A【详解】设单色光A的频率为，则单色光B的频率为，金属的逸出功为，根据爱因斯坦的光电效应方程可知联立两式解得故A正确，BCD错误。故选A。7．光电管是光控电路的核心元件。如图为一种在自动化控制中常用的光控继电器示意图，当用一束单色光照射光电管时，未能发生光电效应。为使光电管发生光电效应，下列可采取的措施是（　　）A．增大该光的照射强度 B．延长该光的照射时间C．改用频率更高的光照射光电管 D．改用波长更长的光照射光电管【答案】C【详解】ABC．是否发生光电效应，取决于入射光的频率是否超过极限频率，故可以改用频率更高的光照射光电管，与入射光的强度及照射时间无关，AB错误，C正确。D．改用波长更长的光，由可知，频率更低，更不可能发生光电效应，D错误。故选C。8．A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB，则下列说法正确的是（　　）A．A、B两种光子的频率之比为1∶2B．A、B两种光子的动量之比为1∶2C．该金属的逸出功W0＝EA－2EBD．该金属的极限频率νc＝【答案】C【详解】A．由ε＝hν知，光子的能量与频率成正比，则A、B两种光子的频率之比为2∶1，A错误；B．由光子能量动量公式可知，A、B两种光子的动量之比等于A、B两种光子的能量之比pA∶pB＝2∶1B错误；C．由于EA＝εA－W0EB＝εB－W0而解得W0＝EA－2EBC正确；D．该金属的极限频率为νc＝＝D错误。故选C。二、多选题9．关于对黑体的认识，下列说法正确的是(　　)A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体【答案】BD【详解】A．黑体能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射，这样的物体称为黑体，但不一定黑色的，故A错误。BC．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故C错误，B正确。D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，就相当于吸收了所有电磁波，因此空腔成了一个黑体，故D正确。故选BD。10．已知光速为，普朗克常量为，现用频率为的光垂直照射平面镜，光全部被平面镜垂直反射回去，则（　　）A．光子动量为 B．光子能量为C．平面镜对光反射前后，光子动量的变化量为 D．平面镜对一个光子的冲量为【答案】BCD【详解】A．光子的动量为，A错误；B．光子的能量为，B正确；CD．根据动量定理，平面镜对一个光子的冲量为CD正确。故选BCD。11．1927年戴维森和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一，如图所示是该实验装置的简化图，下列说法正确的是（　　）A．亮条纹是电子到达概率大的地方B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验再次说明光具有波动性D．该实验说明实物粒子具有波动性【答案】ABD【详解】BCD．电子属于实物粒子，电子衍射实验说明实物粒子具有波动性，说明物质波理论是正确的，故BD正确，C错误；A．物质波也是概率波，亮条纹是电子到达概率大的地方，故A正确。故选ABD。12．用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA，移动变阻器的滑片C，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0.则（　　）A．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB．开关S断开后，没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7 eVD．改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小【答案】AC【详解】AC．由题图可知，光电管两端所加的电压为反向电压，由电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，可知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程Ek=hν-W0可得W0=1.8 eV故AC正确；B．开关S断开后，用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误；D．改用能量为1.5 eV的光子照射，由于光子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故D错误。故选AC。13．某金属在光的照射下发生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像如图所示。已知普朗克常量为h。则由图像可知    （　　）A．该金属的逸出功等于hν0B．该金属的逸出功等于eUC．普朗克常量h=D．当入射光频率为2ν0时遏止电压是2U【答案】ABC【详解】A．根据光电效应方程有eUC=hν-W0当UC=0时，有hν0=W0则该金属的逸出功等于hν0，故A正确；B．图像中纵轴截止与公式中的常数项相对应，有UC= 解得W0=eU故B正确；C．图像中斜率与公式中的自变量前面系数相对应，有=|k|=解得h= 故C正确；D．对当入射光频率为2ν0时，有eUC=h×2ν0-W0解得UC==U故D错误。故选ABC。14．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。与光电效应有关的四个图像如图所示，下列说法正确的是（　　）A．如图1装置，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角会变小B．根据图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关C．由图3可知，为该金属的截止频率D．由图4可知，E等于该金属的逸出功【答案】ACD【详解】A．如果先让锌板带负电，验电器由于带负电张开一定的角度，当用紫外线灯照射锌板时，产生光电子，则验电器的张角会变小，故A正确；B．黄光越强，光子数越多，产生的光电子越多，光电流越大，但光子的能量与光强无关，故B错误；C．根据解得由图3可知为该金属的截止频率，故C正确；D．根据知，当时，可得由图像知纵轴截距为-E，所以有W0=E，即该金属的逸出功为E，故D正确。故选ACD。15．氢原子能级如图，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射光的波长为，以下判断不正确的是（　　）A．氢原子从能级跃迁到能级时，辐射光的波长大于B．用波长为的光照射，可使氢原子从跃迁到的能级C．一群处于能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D．用波长的光照射，能使氢原子从能级跃迁到能级【答案】ABD【详解】A．从能级跃迁到能级时，辐射光的波长为，即有而当从能级跃迁到能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小于，故A错误；B．当从能级跃迁到能级时，需要吸收的能量为根据A选项分析，则有解得故B错误；C．根据，可知一群能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C正确；D．氢原子从能级跃迁到能级，必须吸收的能量为，与从跃迁到能级时放出的能量相等，因此只能用波长的光照射，故D错误。本题选不正确项，故选ABD。16．如图所示为研究光电效应的实验电路图，下列叙述正确的是（　　）A．保持光照条件不变，滑片向右移动的过程中，电流表的示数会一直增加B．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表的示数为零时，电压表的示数为遏止电压的数值C．图中入射光束的频率减小到某一数值时，无论怎样移动滑片，电流表示数都为零，则是阴极的极限频率D．实验之前，阴极K需要预热，光束照射一段时间后，电流表才会有示数【答案】BC【详解】A．保持光照条件不变，滑片向右移动的过程中，若未达到饱和光电流，则电流表的示数会增加，若达到饱和光电流则电流表的示数就不会再增加，A错误；B．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表的示数为零时，电压表的示数为遏止电压的数值，B正确；C．图中入射光束的频率减小到某一数值时，无论怎样移动滑片，电流表示数都为零，则是阴极的极限频率，C正确；D．光电效应的发生具有瞬时性，D错误。故选BC。三、解答题17．氢原子的能级图如图所示，某金属的极限频率恰等于氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级所发出的光的频率。现在用氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光去照射该金属，求∶（1）该金属的逸出功为多少电子伏特；（2）从该金属表面逸出的光电子的最大初动能是多少电子伏特。【答案】（1）2.55 eV；（2）7.65 eV【详解】（1）因该金属的极限频率恰等于氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级所发出的光的频率，则有hν0=W0=-0.85 eV-（-3.4 eV）=2.55 eV（2）氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级时发出光子的能量E=E2-E1=-3.4 eV-（-13.6 eV）=10.2 eV从该金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek=E-W0    解得Ek=7.65 eV18．如图为通过某光电管的光电流与两极间电压的关系，当用光子能量为4.5eV的蓝光照射光电管的阴极K时，对应图线与横轴的交点U1=-2.37V。（普朗克常量h=6.63×10-34J•s，电子电量e=1.6×10-19C）（以下计算结果保留两位有效数字）（1）求阴极K发生光电效应的极限频率；（2）当用光子能量为7.0eV的紫外线持续照射光电管的阴极K时，测得饱和电流为0.32μA，求阴极K单位时间发射的光电子数。【答案】（1）；（2）个【详解】（1）由图中信息得 根据光电效应方程又联立并代入数据解得（2）根据电流的定义有又联立并代入数据解得n=2.0×1012个19．如图所示，某同学利用下列实验装置研究光电效应。首先，该同学用频率为v1的光照射光电管，此时表中有电流。调节滑动变阻器，使电流表μA示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U1。然后，再用频率为v2的光照射光电管，同样调节滑动变阻器，使电流表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U2。已知电子的电荷量大小为e，请根据以上实验步骤：（1）推导普朗克常量实验测定值h；（2）求阴极K金属的极限频率vc；（3）若用频率为v的紫外线照射阴极，并调节滑动变阻器使得阳极A和阴极K之间的电势差为U，求电子到达A极时的最大动能。【答案】(1)；(2)；(3)【详解】(1)(2)根据光电效应方程，有解得(3)依题意，阳极A和阴极K之间的电势差为U，可知又联立，可得几种金属逸出功和极限频率金属W0/eV钠2.295.33钾2.255.44铷2.135.15