【十年高考】2003—2012高考物理试题分类解析 专题27 量子论

1 十年高考 2003 2012 物理试题分类解析 专题 27 量子论 一 20122012 年年高考题 1 2012 江苏物理 如图所示是某原子的能级图 a b c 为原子跃迁所发出的三种波 长的光 在下列该原子光谱的各选项中 谱线从左向右的波长依次增大 则正确的是 1 答案 C 解析 谱线从左向右的波长依次增大 正确的是C 考点定位 此题考查能级 玻尔理论 光谱及其相关知识 2 2012 上海物理 在光电效应实验中 用单色光照时某种金属表面 有光电子逸出 则光电子的最大初动能取决于入射光的 A 频率 B 强度 C 照射时间 D 光子数目 答案 A 解析 在光电效应实验中 用单色光照时某种金属表面 有光电子逸出 根据光电效应方程 光电子的最大初动能取决于入射光的频率 选项 A 正确 考点定位 此题考查光电效应 3 2012 四川理综 如图为氢原子能级示意图的一部分 则氢原子 A 从 n 4 能级跃迁到 n 3 能级比从 n 3 能级跃迁到 n 2 能级辐 射出电磁波的波长长 B 从 n 5 能级跃迁到 n 1 能级比 n 5能级跃迁到 n 4 能级辐射 出电磁波的速度大 C 处于不同能级时 核外电子在各处出现的概率是一样的 D 从高能级向低能级跃迁时 氢原子核一定向外放出能量 答案 A 2 4 2012 上海物理 根据爱因斯坦的 光子说 可知 A 光子说 本质就是牛顿的 微粒说 B 光的波长越大 光子的能量越小 C 一束单色光的能量可以连续变化 D 只有光子数很多时 光才具有粒子性 答案 B 解析 根据爱因斯坦的 光子说 可知 光的波长越大 光子的能量越小 选项 B 正 确 考点定位 此题考查光子说 5 2012 北京理综 一个氢原子从 n 3 能级跃迁到 n 2 能级 该氢原子 A 放出光子 能量增加 B 放出光子 能量减少 C 吸收光子 能量增加 D 吸收光子 能量减少 5 答案 B 解析 氢原子从 n 3 能级跃迁到 n 2 能级 该氢原子放出光子 能量减少 选项 B 正确 考点定位 此题考查波尔理论 能级及其相关知识 6 2012 海南物理 产生光电效应时 关于逸出光电子的最大初动能Ek 下列说法正确 的是 A 对于同种金属 Ek与照射光的强度无关 B 对于同种金属 Ek与照射光的波长成反比 C 对于同种金属 Ek与光照射的时间成正比 D 对于同种金属 Ek与照射光的频率成线性关系 3 E 对于不同种金属 若照射光频率不变 Ek与金属的逸出功成线性关系 7 2012 江苏物理 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 求A B 两种光子的动量之比和该金属 的逸出功 答案 pA pB 2 1 W0 EA 2 EB 解析 光子能量E h 动量p h 且 c 联立解得 p E c 则 pA pB 2 1 A光照射时 光电子的最大初动能EkA EA W0 B光照射时 光电子的最大初动能EkB EB W0 联立解得 W0 EA 2 EB 考点定位 此题考查光子能量 动量 光电效应方程及其相关知识 8 2012 山东理综 氢原子第 n 能级的能量为 其中E1为基态能量 当氢原 1 2n E E n 子由第 4 能级跃迁到第 2 能级时 发出光子的频率为 1 若氢原子由第 2 能级跃 迁到基态 发出光子的频率为 2 则 1 2 答案 1 4 解析 当氢原子由第 4 能级跃迁到第 2 能级时 发出光子的能量 E E1 16 E1 4 3E1 16 氢原子由第 2 能级跃迁到基态 发出光子的能量 E E1 4 E1 3E1 4 光子能量为 h 则 1 2 1 4 二 20112011 年年高考题 4 1 2011 天津理综卷 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 伦琴射线的发现 C 粒子散射实验 D 氢原子光谱的发现 1 答案 C 解析 此题考查物理学史及其相关知识 卢瑟福根据粒子散射实验结果提出了原子的核 式结构学说 所以能揭示原子具有核式结构的实验是粒子散射实验 选项 C 正确 2 2011 上海物理 用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应 可能使该金属产生 光电效应的措施是 A 改用频率更小的紫外线照射 B 改用X射线照射 C 改用强度更大的原紫外线照射 D 延长原紫外线的照射时间 解析 根据光电效应规律 改用X射线照射 可能使该金属产生光电效应 选项B正确 3 2011 全国理综卷 已知氢原子的基态能量为 E 激发态能量 其中 2 1 n EEn n 2 3 用 h 表示普朗克常量 c 表示真空中的光速 能使氢原子从第一激发态电离的光 子的最大波长为 A B C D 1 4 3 hc E 1 2hc E 1 4hc E 1 9hc E 答案 C 解析 第一激发态能量为 E2 E1 22 E1 4 能使氢原子从第一激发态电离的光子最小能量 为E E1 4 由E hc 得能使氢原子从第一激发态电离的光子最大波长为 1 4hc E 选项 C 正确 4 2011 江苏物理 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中 符合黑体辐射 规律的是 答案 A 解析 黑体辐射的强度随着温度的升高 一方面各种波长的辐射强度都增加 另 5 一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动 所以选项 A 正确 5 2011 四川理综第 18 题 氢原子从能级 m 跃迁到能级 n 时辐射红光的频率为 1 从能 级 n 跃迁到能级 k 时吸收紫光的频率为 2 已知普朗克常量为 h 若氢原子从能级 k 跃迁 到能级 m 则 A 吸收光子的能量为h 1 h 2 B 辐射光子的能量为h 1 h 2 C 吸收光子的能量为h 1 h 2 D 辐射光子的能量为h 1 h 2 5 答案 D 解析 根据题述可知能级 k 高于能级 m 氢原子从能级 k 跃迁到能级 m 辐射光子能量为 h 2 h 1 选项 D 正确 6 2011 江苏物理 按照玻尔原子理论 氢原子中的电子离原子核越远 氢原子的能量 选填 越大 或 越小 已知氢原子的基态能量为 E1 E1 0 电子质量为 m 基态氢原子中的电子吸收一频率为 的光子被电离后 电子速度大小为 普朗克常量为 h 答案 越大 1 2 hE m 解析 电子离原子核越远 电势能越大 氢原子的能量越大 由能量守恒定律 h E1 mv2 解得电离后电子速度大小为 v 1 2 1 2 hE m 7 2011 新课标理综 在光电效应试验中 某金属的截止频率相应的波长为在光电效应试验中 某金属的截止频率相应的波长为 0 该金 该金 属的逸出功属的逸出功为 若用波长为 0 单色光做实验 单色光做实验 则其截止电压为 已知电子的电荷量 真空中的光速和布朗克常量分别为 e c 和 h 1 答案 hc 0 0 0 hc e 解析 金属的逸出功等于 W hc 0 若用波长为 2 1 则 填入正确选项 6 前的字母 A 02 的激发态 此时出现的氢光谱中有N条谱线 其中波长的最 大值为 现逐渐提高入射电子的动能 当动能达到某一值时 氢光谱中谱线数增加到 N 条 其中波长的最大值变为 下列各式中可能正确的是 A N N n B N N n 1 C D b c 用 b 光束 照射某种金属时 恰能发生光电效应 若分别用 a 光和 c 光照射该金属 则可以断定 A a 光束照射时 不能发生光电效应 B c 光束照射时 不能发生光电效应 C a 光束照射时 释放出的光电子数目最多 D c 光束照射时 释放出的光电子的最大初动能最小 答案 A 解析 根据光电效应产生条件 a 光束照射时 不能发生光电效应 c 光束照 射时 能发生光电效应 c 光束照射时 释放出的光电子的最大初动能最大 选项 A 正确 11 15 2006 全国理综 1 红光和紫光相比 A 红光光子的能量较大 在同一种介质中传播时红光的速度较大 B 红光光子的能量较小 在同一种介质中传播时红光的速度较大 C 红光光子的能量较大 在同一种介质中传播时红光的速度较小 D 红光光子的能量较小 在同一种介质中传播时红光的速度较小 解析 由光子能量公式 红光频率降低 光子的能量较小 红光折射率较小根据 n c v 可 知 在同一种介质中传播时红光的速度较大 选项 B 正确 八 20052005 年年高考题 1 2005 天津理综 某光电管的阴极是两金属钾制成 它的逸出功为 2 21eV 用波长为 2 5 10 3m 的紫外线照射阴极 已知真空中光速为 3 0 108m s 元电荷为 1 6 10 19C 普朗克常量为 6 63 10 34J s 求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最 大动能应分别是 A 5 3 1014Hz 2 2J B 5 3 1014Hz 4 4 10 19J C 3 3 1033Hz 2 2JD 3 3 1033Hz 4 4 10 19J 解析 由逸出功 W hv0解得钾的极限频率 v0 5 3 1014Hz 由光电效应方程Ek hc W 解 得Ek 4 4 10 19J 选项 B 正确 2 2005 天津理综 现用电子显微镜观测线度为 d 的某生物大分子的结构 为满足测量要 求 将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为 已知普朗克常量 h 1 n n d 其中 电子质量 m 和电子电荷量 e 电子的初速度不计 则显微镜工作时电子的加速电压应 为 A B C D 2 22 med hn 3 1 32 22 en hmd 2 22 2men hd 2 22 2med hn 解析 由德布罗意物质波波长公式可知 h p 又 d n 设显微镜工作时电 子的加速电压为 U 由动能定理 eU mv2 p2 2m 1 2 联立解得 U 22 2 2 n h med 3 2005 全国理综 2 图中画出了氢原子的 4 个能级 并注明 了相应的能量 E 处在 n 4 的能级的一群氢原子向低能级 跃迁时 能够发出若干种不同频率的光波 已知金属钾的 逸出功为 2 22eV 在这些光波中 能够从金属钾的表面打 出光电子的总共有 n En eV 0 0 85 1 51 3 4 13 6 4 3 2 1 12 A 二种B 三种C 四种D 五种 答案 C 解析 在 n 4 的能级的一群氢原子向低能级跃迁时 能够发出 6 种不同频率的 光波 其中能量大于 2 22eV 有能级 4 跃迁到 2 跃迁到 1 能级 3 跃迁到 1 能级 2 跃 迁到 1 总共有四种 选项 C 正确 4 2005 全国理综 3 氢原子的能级图如图所示 欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢 离子 该氢原子需要吸收的能量至少是 A 13 60eV B 10 20eV C 0 54 eV D 27 20eV 答案 A 解析 氢原子的电离能是 13 60eV 欲使一处 于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子 该 氢原子需要吸收的能量至少是 13 60eV 选项 A 正确 5 2005 江苏物理 为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦 2004 年 联合国第 58 次大会把 2005 年定为国际物理年 爱因斯坦在 100 年前发表了 5 篇重要论 文 内容涉及狭义相对论 量子论和统计物理学 对现代物理学的发展作出了巨大贡 献 某人学了有关的知识后 有如下理解 其中正确的是 A 所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动 B 光既具有波动性 又具有粒子性 C 在光电效应的实验中 入射光强度增大 光电子的最大初动能随之增大 D 质能方程表明 物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系 答案 BD 解析 所谓布朗运动就是液体中 悬浮微粒的运动 是液体分子无规则运动的反映 选项 A 错误 光既具有波动性 又具有粒子性 具有波粒二象性 选项 B 正确 在光电 效应的实验中 入射光强度增大 光电子的最大初动能不变 光电子数目随之增大 选 项 C 错误 质能方程表明 物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系 选项 D 正确 九 20042004 年年高考题 1 2004 全国理综 1 下表给出了一些金属材料的逸出功 1 13 60 2 3 40 3 1 51 4 0 85 5 0 54 0 38 6 0 n E eV 13 材料铯钙镁铍钛 逸出功 10 19J 3 04 35 96 26 6 现用波长为 400 nm 的单色光照射上述材料 能产生光电效应的材料最多有几种 普 朗克常量 h 6 6 10 34J s 光速 c 3 0 10 8m s A 2 种 B 3 种 C 4 种 D 5 种 2 2004 广东物理 图示为氢原子的能级图 用光子能量 为 13 07eV 的光照射一群处于基态的氢原子 可能观测到氢 原子发射的不同波长有多少种 A 15 B 10 C 4 D 1 答案 B 解析 用光子能量为 13 07eV 的光照射一群处于 基态的氢原子 氢原子可以跃迁到 n 5 能级 可能观测到 氢原子发射的不同波长有 4 3 2 1 10 种 选项 B 正确 3 2004 广东物理 分别用波长为 和 3 4 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 B