学人教版选修35 17.2光的粒子性 作业（2）.docx

2017-2018学年度人教版选修3-5 17.2光的粒子性 作业（2）1用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，则（）a. 光电子的最大初动能不变b. 遏制电压将减小c. 单位时间内产生的光电子数减少d. 可能不发生光电效应2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. 三种光中，丙光的频率最大b. 乙光的波长等于甲光的波长c. 乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率d. 甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流3爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得了1921年诺贝尔物理学奖某种金属逸出光电子的最大初动能ekm与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率从图中可以确定的是（）a. 逸出功与有关b. ekm与入射光强度成正比c. 当0时，不会逸出光电子d. 图中直线的斜率是普朗克常量4下列能揭示原子具有核式结构的实验是()a. 光电效应实验 b. 电子的发现 c. 氢原子光谱的发现 d. 粒子散射实验5我国利用“墨子号”量子通信卫星在国际上率先实现了高速星地量子通信，初步构成量子通信网络关于量予理论，下列说法正确的是a. 玻尔首先把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念b. 光的强度越大，则光子的能量也就越大c. 三种放射线、，其本质上都是高能光子d. 大量氢原子从高能级向低能级跃迁时，只能发射某些特定频率的光子6紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中a为阳极，k为阴极，只有当明火中的紫外线照射到极时，c、d端才会有信号输出。 已知地球表面太阳光中紫外线波长主要在315nm-400nm之 间，而明火中的紫外线波长主要在200nm-280nm之 间，下列说法正确的是a. 要实现有效报警，照射光电管的紫外线波长应大于280nmb. 明火照射到搬时间要足够长，c、d端才有输出电压c. 仅有太阳光照射光电管时，c、d端输出的电压为零d. 火灾报警时，照射光电管的紫外线波长越大，逸出的光电子最大初动能越大7如图所示，为研究光电效应的装置和图像。下列关于甲、乙、丙各图的描述，正确的是a. 甲图中，弧光灯照射锌板，验电器的锡箔张开，说明锌板带负电b. 乙图中，可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度有关c. 丙图中，强黄光和弱黄光曲线交于u轴同一点，说明光电子最大初动能与光的强度无关d. 丙图中，黄光和紫光曲线交于u轴不同点，说明不同金属发生光电效应的极限频率不同8下列说法正确的是()a. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应b. 用加热、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期c. 一个氢原子从量子数n3的激发态跃迁到基态时最多可产生3条不同频率的谱线d. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光的波长太短9如图为氢原子的能级图，已知可见光光子的能量范围为1.62ev3.11ev，金属钠的逸出功是2.25ev，现有大量处于n=4能级的氢原子。下列说法正确的是failed to download image : 0:8086/qbm/2018/5/6/1939558088114176/1940455604764672/stem/b41e483ebfd843e68b8e9bfb295c7eef.pnga. 氢原子跃迁时最多可发出6种可见光b. 氢原子跃迁时发出的可见光均能使金属钠发生光电效应c. 氢原子跃迁时发出的可见光使金属钠发生光电效应得到光电子的最大初动能为0.77evd. 氢原子跃迁时发出的可见光使金属钠发生光电效应得到光电子的最大初动能为10.98ev10下列说法正确的是a. 某放射性物质的半衰期为t，质量为m，则该放射性物质经过半个半衰期后，质量还剩12mb. 一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁时能发出2种不同频率的光子c. 用频率为v的光照射某金属表面发生了光电效应，遏止电压为uc，则该金属的逸出功为hv-eucd. 结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定11一定功率的小灯泡发出的光向四周均匀辐射，平均波长为，在距离d处，每秒种落在垂直于光线方向、面积为s的球面上的光子数为n，普朗克常量为h，小灯泡的发光频率为多大？12在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为0，求：（1）该金属的逸出功为多少？（2）若用波长为（0）的单色光做该实验，求其遏止电压的表达式（已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h）13氢原子处于基态时，原子能量e1=13.6ev，已知电子电量e =1.61019c，电子质量m=0.911030kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.5310-10m. （1）氢原子核外电子的绕核运动，则氢原子处于n=2的定态时，核外电子运动的周期多大？处于n=2的定态与n=4的定态电子运动周期之比? （用k，e，r1，m表示，rn=n2r1，,不要求代入数据） （2）若要使处于n=2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？ （3）若已知钠的极限频率为6.001014hz，今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？(其中h=6.6310-34js)14某光电管用金属钠作为阴极金属，已知金属钠的逸出功为2.29 ev，现用波长为300 nm的光照射金属钠表面，普朗克常量h6.631034 js，真空中的光速c3.0108m/s, 电子电荷量e1.61019 c,1 nm109 m，求：（1）金属钠的截止频率（2）光电子的最大初动能（3）该光电管的遏止电压(结果均保留两位有效数字)15用频率为0的光照射某种金属发生光电效应，测出光电流i随电压u的变化图象如图所示，已知普朗克常量为h，电子的带电量为e，求：照射在金属表面上的这束光的最小功率p；该金属的极限频率c.试卷第3页，总3页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1ac【解析】发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为：euc=ek=hvw0，w0为逸出功，由此可知光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，与光照强度无关，故a正确，b错误；光照强度减弱，单位时间内照射到金属表面的光子数目减小，因此单位时间内产生的光电子数目减小，故c正确；能否发生光电效应与光照强度无关，只与入射光的频率有关，故d错误。所以ac正确，bd错误。2abd【解析】根据eu截=12mvm2=h-w，入射光的频率越高，对应的截止电压u截越大。甲光、乙光的截止电压相等且小于丙光的截止电压，所以甲光、乙光的频率相等且小于丙光的频率；故a正确。甲光、乙光的频率相等，则波长相等，选项b正确； 同一金属，截止频率是相同的，故c错误。由图可知，甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流，选项d正确；故选abd.3d【解析】金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小w0=h0，故a错误；根据爱因斯坦光电效应方程ekm=hw0，可知光电子的最大初动能ekm与入射光的强度无关，但入射光越强，光电流越大，只要入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变，故b错误；要有光电子逸出，则光电子的最大初动能ekm0，即只有入射光的频率大于金属的极限频率即0时才会有光电子逸出，故c错误；根据爱因斯坦光电效应方程ekm=hw0，可知：ekm=h，故d正确。所以d正确，abc错误。4d【解析】a：光电效应说明光具有粒子性，故a项错误。b：电子的发现揭示了原子有复杂结构，故b项错误。c：氢原子光谱的发现是玻尔模型提出的依据，故c项错误。d：粒子散射实验中少数粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福据此提出了原子具有核式结构。故d项正确。5d【解析】普朗克首先把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，选项a错误； 光的频率越大，则光子的能量也就越大，选项b错误；三种放射线、，只有射线本质上是高能光子，选项c错误；根据波尔理论，大量氢原子从高能级向低能级跃迁时，只能发射某些特定频率的光子，选项d正确；故选d.6c【解析】a、根据题意要实现有效报警，照射光电管的紫外线波长应介于200nm-280nm之 间，故a错；b、光电效应的发生具有瞬时性，故b错；c、仅有太阳光照射光电管时，由于波长大于明火的波长即频率小于明火的频率，所以不能发生光电效应，回路中没有电流，cd段也就没有电压，故c正确；d、火灾报警时，照射光电管的紫外线波长越大，则频率越小，那么逸出的光电子最大初动能就越小，故d错误；故选c7c【解析】甲图中，弧光灯照射锌板，会有光电子从锌板中飞出，验电器的锡箔张开，锌板带正电，选项a错误；乙图中，光电管两端加的是反向电压，所以不可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度有关，选项b错误；丙图中，强黄光和弱黄光曲线交于u轴同一点，说明光电子最大初动能与光的强度无关，选项c正确；丙图中，黄光和紫光曲线交于u轴不同点，说明用不同频率的光照射相同的金属产生光电子的最大初动能不同，选项d错误；故选c. 8b【解析】太阳辐射的能量主要来自于太阳内部的核聚变，a错误；加热、加压或改变化学状态均不影响元素的半衰期，b正确；一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多产生2种不同频率的光谱，c错误；一束光照射到金属上，不能发生光电效应，是由于该光的频率小，没有达到该金属的极限频率，根据=cf可知频率小，光的波长长，d错误9c【解析】a. 根据c42=6知，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光子，因为可见光的光子能量范围约为1.62ev3.11ev，满足此范围的有：n=4到n=2，n=3到n=2，所以氢原子跃迁时最多可发出2种可见光，故a错误；b、大量氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时，辐射的光子能量为3.400.38ev=3.02ev，从n=3能级向n=2能级跃迁时，辐射的光子能量为3.401.51ev=1.89ev2.25ev，故b错误；cd、根据ek=hvw0，氢原子跃迁时发出的可见光使金属钠发生光电效应得到光电子的最大初动能为ek=3.022.25ev=0.77ev，故c正确，d错误；故选c。10c【解析】某放射性物质的半衰期为t，质量为m，经过一个半衰期有半数发生衰变，经过经过一个半衰期放射性物质还剩12m，故a错误。根据c32=3知，一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁时能发出3种不同频率的光子，故b错误。光电子的最大初动能ekm=euc，根据光电效应方程ekm=hv-w0得，逸出功w0=hv-euc，故c正确。在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故d错误。故选c.11【解析】设灯泡的功率为p，距离灯泡d处单位面积的功率根据能量守恒，联立解得12（1）（2）【解析】（1）设金属的截止频率为，则该金属的逸出功；（2）对光电子，由动能定理得，解得13（1）1:8（2）8.211014hz（3）四条【解析】（1）氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力作向心力，有 其中r2=4r1 解得：t2/t4=1:8（2）要使处于n=2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为： 得 =8.211014hz（3）由于钠的极限频率为6.001014hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为ev=2.486 ev一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差 ，所以在六条光谱线中有e41、e31、e21、e42四条谱