第09講：原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性【考點(diǎn)歸納】考點(diǎn)一：黑體輻射及實(shí)驗(yàn)規(guī)律考點(diǎn)二：光電效應(yīng)規(guī)律及理解考點(diǎn)三：光電效應(yīng)的極限頻率、飽和光電流考點(diǎn)四：愛因斯坦光電效應(yīng)方程、圖像問(wèn)題考點(diǎn)五：遏止電壓?jiǎn)栴}考點(diǎn)六：α粒子散射實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)七：氫原子光譜考點(diǎn)八：波爾理論的基本假設(shè)考點(diǎn)九：計(jì)算電子躍遷的頻率、頻率個(gè)數(shù)和波長(zhǎng)考點(diǎn)十：波爾理論和光電效應(yīng)的交匯問(wèn)題考點(diǎn)十一：波粒二象性考點(diǎn)十二：原子結(jié)構(gòu)綜合問(wèn)題【知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)一：黑體輻射及實(shí)驗(yàn)規(guī)律1．熱輻射(1)定義：周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射．(2)特點(diǎn)：熱輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況隨物體溫度的不同而有所不同．2．黑體、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)黑體：能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體．(2)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：①對(duì)于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除了與溫度有關(guān)，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)．②黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)．隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，如圖．3．能量子(1)定義：普朗克認(rèn)為，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，只能輻射或吸收某個(gè)最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子．(2)能量子大?。害牛絟ν，其中ν是帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率，h稱為普朗克常量．h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)．知識(shí)點(diǎn)二、光電效應(yīng)1．光電效應(yīng)及其規(guī)律(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出，這個(gè)現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)，這種電子常稱為光電子．(2)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率．(3)光電效應(yīng)規(guī)律①每種金屬都有一個(gè)截止頻率νc，入射光的頻率必須大于或等于這個(gè)截止頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大．③光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)10－9s.④當(dāng)入射光的頻率大于或等于截止頻率時(shí)，在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，逸出的光電子數(shù)越多，逸出光電子的數(shù)目與入射光的強(qiáng)度成正比，飽和電流的大小與入射光的強(qiáng)度成正比．2．愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)光電效應(yīng)方程①表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.②物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來(lái)克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動(dòng)能．(2)逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的最小值，W0＝hνc＝heq\f(c,λc).(3)最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值．3、光電效應(yīng)的分析思路知識(shí)點(diǎn)三、光電效應(yīng)中常見的四類圖像圖像名稱圖線形狀獲取信息最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系①截止頻率νc：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②逸出功W0：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E③普朗克常量h：圖線的斜率k＝h遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②飽和電流：電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和電流③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2知識(shí)點(diǎn)四：原子結(jié)構(gòu)和氫原子光譜1．原子結(jié)構(gòu)(1)電子的發(fā)現(xiàn)：英國(guó)物理學(xué)家J·J·湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子．(2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)：1909年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說(shuō)它們幾乎被“撞”了回來(lái)．(3)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．2．氫原子光譜(1)光譜：用棱鏡或光柵可以把光按波長(zhǎng)(頻率)展開，獲得光的波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜．(2)光譜分類：①線狀譜是一條條的亮線．②連續(xù)譜是連在一起的光帶．(3)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：①巴耳末系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長(zhǎng)公式eq\f(1,λ)＝R∞eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))(n＝3,4,5，…)，R∞是里德伯常量，R∞＝1.10×107m－1，n為量子數(shù)，此公式稱為巴耳末公式．②氫光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式．知識(shí)點(diǎn)五玻爾理論能級(jí)躍遷1．玻爾理論(1)定態(tài)假設(shè)：電子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中電子繞核的運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不產(chǎn)生電磁輻射．(2)躍遷假設(shè)：電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為En)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為Em，m<n)時(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子，這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hν＝En－Em.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)軌道量子化假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)．原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的．2．能級(jí)躍遷(1)能級(jí)和半徑公式：①能級(jí)公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6eV.②半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)軌道半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m.(2)氫原子的能級(jí)圖，如圖所示3．兩類能級(jí)躍遷(1)自發(fā)躍遷：高能級(jí)→低能級(jí)，釋放能量，發(fā)射光子．光子的頻率ν＝eq\f(ΔE,h)＝eq\f(E高－E低,h).(2)受激躍遷：低能級(jí)→高能級(jí)，吸收能量．①吸收光子的能量必須恰好等于能級(jí)差hν＝ΔE.(注意：當(dāng)入射光子能量大于該能級(jí)的電離能時(shí)，原子對(duì)光子吸收不再具有選擇性，而是吸收以后發(fā)生電離)②碰撞、加熱等：只要入射粒子能量大于或等于能級(jí)差即可，E外≥ΔE.4．光譜線條數(shù)的確定方法(1)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為n－1.(2)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2).5．電離(1)電離態(tài)：n＝∞，E＝0.(2)電離能：指原子從基態(tài)或某一激發(fā)態(tài)躍遷到電離態(tài)所需要吸收的最小能量．例如：氫原子從基態(tài)→電離態(tài)：E吸＝0－(－13.6eV)＝13.6eV(3)若吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還具有動(dòng)能知識(shí)點(diǎn)六光的波粒二象性與物質(zhì)波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性．(2)光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性．(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性．2．物質(zhì)波(1)概率波：光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波．(2)物質(zhì)波：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子，大到宏觀物體，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)λ＝eq\f(h,p)，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量．【題型過(guò)關(guān)】題型一：黑體輻射及實(shí)驗(yàn)規(guī)律1．（2324高二下·河北承德·期末）四種溫度下黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系如圖所示。有關(guān)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和科學(xué)家們對(duì)黑體輻射的研究，下列說(shuō)法正確的是（

）A．溫度升高，各波段的輻射強(qiáng)度均增大B．溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)C．英國(guó)物理學(xué)家瑞利按波長(zhǎng)分布提出的輻射強(qiáng)度公式與實(shí)驗(yàn)符合得很好D．德國(guó)物理學(xué)家維恩借助能量子的假說(shuō)，提出的黑體輻射強(qiáng)度公式與實(shí)驗(yàn)符合得很好2．（2223高二下·遼寧葫蘆島）下列說(shuō)法正確的是（）A．只有高溫物體才輻射電磁波B．如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就可以近似為一個(gè)黑體C．黑體只是從外界吸收能量，并不向外界輻射能量D．微觀世界的某些極少數(shù)帶電微粒的能量變化可以是連續(xù)的3．（2223高二上·寧夏吳忠·期末）有關(guān)黑體輻射的研究表明：輻射強(qiáng)度、波長(zhǎng)分布與輻射體的溫度有密切關(guān)系，此研究對(duì)冶金工業(yè)的迅速發(fā)展有巨大貢獻(xiàn)。如圖所示，圖中畫出了四種溫度下黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系，據(jù)此以下判斷不正確的是（）A．在同一溫度下，輻射強(qiáng)度最大的電磁波波長(zhǎng)不是最大的，也不是最小的，而是處在最大與最小波長(zhǎng)之間B．在同一溫度下，波長(zhǎng)越短的電磁波輻射強(qiáng)度越大C．隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加D．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)題型二：光電效應(yīng)規(guī)律及理解4．（2324高二下·廣東潮州·期末）小明用強(qiáng)度相同的黃光和藍(lán)光分別照射同一種金屬，均能發(fā)生光電效應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是（

）A．黃光照射時(shí)逸出光電子所需時(shí)間長(zhǎng)，藍(lán)光照射時(shí)逸出光電子所需時(shí)間短B．黃光照射時(shí)該金屬的逸出功小，藍(lán)光照射時(shí)該金屬的逸出功大C．黃光照射時(shí)逸出的光電子最大初動(dòng)能小，藍(lán)光照射時(shí)逸出的光電子最大初動(dòng)能大D．若增加入射光的強(qiáng)度，逸出的光電子最大初動(dòng)能相應(yīng)增加5．（2324高二下·浙江金華·期末）如圖甲所示的光電管是基于光電效應(yīng)的一種光電轉(zhuǎn)換器件，光電管可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，在自動(dòng)控制電路中有廣泛應(yīng)用，其基本工作原理如圖乙所示，當(dāng)金屬極上發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路導(dǎo)通。下列說(shuō)法正確的是（

）A．只要照射到金屬極上的光足夠強(qiáng)，電路就能導(dǎo)通B．照射光頻率越大，逸出的光電子動(dòng)能一定越大C．電路導(dǎo)通情況下，通過(guò)電阻的電流方向是從下向上D．電路導(dǎo)通情況下，光照越強(qiáng)，電阻上的電流越大6．（2324高二下·河南洛陽(yáng)·期末）銣原子非常容易失去電子，具有優(yōu)良的光電特性，是制造光電池的重要材料。已知銣的逸出功為W0，普朗克常量為h，則下列說(shuō)法正確的是（）A．只要入射光光照強(qiáng)度足夠大，任何頻率的光均能使銣發(fā)生光電效應(yīng)B．銣的極限頻率為C．用某頻率光照射銣發(fā)生光電效應(yīng)，光照強(qiáng)度越弱，光電子從銣表面逸出所需時(shí)間越長(zhǎng)題型三：光電效應(yīng)的極限頻率、飽和光電流C．若用能量為的光子照射陰極K，不會(huì)產(chǎn)生光電子D．電源正負(fù)極對(duì)調(diào)，將滑片調(diào)至變阻器右端，此時(shí)電流表示數(shù)一定為飽和光電流A．光電子的最大初動(dòng)能為0.84eVB．滑動(dòng)變阻器滑片從圖示位置向右滑動(dòng)，電流計(jì)示數(shù)一定增大C．如果僅增加該綠光的照射強(qiáng)度，遏止電壓保持不變D．如果改用藍(lán)光照射陰極，可能不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)A．若用頻率更高的光照射光電管，則飽和光電流a一定增大B．加正向電壓時(shí)，將滑片P向右滑動(dòng)，可增大光電子的最大初動(dòng)能D．若入射光頻率改為，則圖像與橫軸交點(diǎn)在光照射時(shí)的左側(cè)題型四：愛因斯坦光電效應(yīng)方程、圖像問(wèn)題A．兩圖線的斜率相同，說(shuō)明兩次實(shí)驗(yàn)的光強(qiáng)度相同B．兩次實(shí)驗(yàn)相比，甲實(shí)驗(yàn)中金屬的逸出功較小C．用同一入射光做實(shí)驗(yàn)（均發(fā)生光電效應(yīng)），甲實(shí)驗(yàn)中的光電子最大初動(dòng)能較小D．兩圖線反向延長(zhǎng)線與縱坐標(biāo)交點(diǎn)的絕對(duì)值就是各自金屬對(duì)應(yīng)的逸出功11．（2324高三下·重慶沙坪壩·階段練習(xí)）用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置探究光電效應(yīng)規(guī)律，得到a、b兩種金屬材料遏止電壓隨入射光頻率v變化的圖線如圖乙所示，已知電子電量為e，則（）A．材料a比b的截止頻率大B．材料a比b的逸出功大C．根據(jù)圖乙圖線斜率可以計(jì)算普朗克常量D．圖甲中滑片P從最右端往左滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)一直增大12．（2024·江蘇南京·一模）用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置探究光電效應(yīng)規(guī)律，得到a、b兩種金屬材料遏止電壓隨入射光頻率v的圖線如圖乙中1和2所示，則下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是（）A．圖線的斜率表示普朗克常量hB．金屬材料a的逸出功較大C．用同一種光照射發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，a材料逸出的光電子最大初動(dòng)能較大D．光電子在真空管中被加速題型五：遏止電壓?jiǎn)栴}13．（2324高二下·黑龍江哈爾濱·期末）如圖甲所示，用頻率不同的兩束光a、b分別照射同一光電管的陰極K，得到的光電流與光電管兩端電壓的關(guān)系如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．光電管兩端電壓越大，光電流就越大B．a(chǎn)光的光子動(dòng)量比b光的動(dòng)量大C．當(dāng)電壓為圖乙中的U0時(shí)，a光照射強(qiáng)度一定大于b光照射強(qiáng)度D．用a光、b光分別照射光電管時(shí)，b光照射時(shí)逸出光電子的最大初動(dòng)能比a光照射時(shí)逸出光電子的最大初動(dòng)能大14．（2324高二下·海南?？凇て谀├靡环N光照射如圖甲所示的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置，得到如圖乙所示的電流與電壓之間的關(guān)系曲線，圖中坐標(biāo)軸截距分別為和，則下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)圖甲中滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭P在aO之間時(shí)，能測(cè)得飽和光電流B．當(dāng)圖甲中滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭P在aO之間時(shí)，能測(cè)得D．該光子的能量等于C．光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率成正比題型六：α粒子散射實(shí)驗(yàn)16．（2324高二下·河北·期末）如圖所示，在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，圖中實(shí)線表示α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，假定金原子核位置固定，a、b、c為某條軌跡上的三個(gè)點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)距金原子核的距離相等（

）A．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了核式結(jié)構(gòu)模型B．大多數(shù)α粒子幾乎沿原方向返回C．從a經(jīng)過(guò)b運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，α粒子的電勢(shì)能一直增大D．α粒子經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等17．（2324高二下·廣西欽州·期末）如圖所示，在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，圖中實(shí)線表示α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，假定金原子核位置固定，a、b、c為某條軌跡上的三個(gè)點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)距金原子核的距離相等（）A．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了能量量子化理論B．大多數(shù)α粒子幾乎沿原方向返回C．從a經(jīng)過(guò)b運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，α粒子的電勢(shì)能先增大后減小D．α粒子經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等18．（2324高二下·河南許昌·期末）1909年盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生做了著名的α粒子散射實(shí)驗(yàn)。α粒子轟擊金箔的軌跡如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是（）A．少數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)是由于其與電子發(fā)生了碰撞B．絕大多數(shù)α粒子沿直線穿過(guò)，偏轉(zhuǎn)角很小，說(shuō)明原子內(nèi)部大部分是中空的C．極少數(shù)α粒子被彈回，說(shuō)明原子中心是一個(gè)體積小，帶正電且占有原子幾乎全部質(zhì)量的核D．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)α粒子最接近原子核時(shí)，電勢(shì)能最大題型七：氫原子光譜A．照射同一單縫衍射裝置，光的中央明條紋寬度寬B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚，光的側(cè)移量小C．以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，真空中單位長(zhǎng)度上光的平均光子數(shù)多D．相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，光的飽和光電流小20．（2324高二下·遼寧·期末）氫原子躍遷與巴耳末系的對(duì)比圖像如圖所示，已知光速為c，普朗克常量為h，下列說(shuō)法正確的是（）B．氣體的發(fā)光原理是氣體放電管中原子受到高速電子的撞擊躍遷到激發(fā)態(tài)，再向低能級(jí)躍遷，放出光子21．（2223高三上·江蘇南京）圖示為氫原子能級(jí)圖以及氫原子從n=3、4、5、6能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)輻射的四條光譜線，已知?dú)湓訌膎=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)輻射光子的波長(zhǎng)為656nm，下列說(shuō)法正確的是（）A．四條譜線中波長(zhǎng)最大的是HδB．用633nm的光照射能使氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)C．一群處于n=3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多產(chǎn)生3種譜線D．如果用能量為10.3eV的電子轟擊，一定不能使基態(tài)的氫原子受激發(fā)題型八：波爾理論的基本假設(shè)A．處于第能級(jí)的氫原子向下躍遷時(shí)最多發(fā)出種不同頻率的光子C．氫原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)后，核外電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大A．可能輻射出三種不同頻率的光B．氫原子輻射出能量，電子的動(dòng)能減少，電勢(shì)能減少24．（2223高二下·貴州黔東南·期末）極光是一種絢麗多彩的等離子體現(xiàn)象，多發(fā)生在地球南、北兩極的高空。極光是由于空間中的高能帶電粒子進(jìn)入地球時(shí)轟擊大氣層產(chǎn)生的，高能帶電粒子使地球大氣分子（原子）激發(fā)到高能級(jí)，在受激的分子（原子）恢復(fù)到基態(tài)的過(guò)程中會(huì)輻射光。下列對(duì)氫原子光譜說(shuō)法正確的是（

）C．用能量為11eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，可使氫原子躍遷到第2能級(jí)D．由玻爾理論知，電子可繞原子核沿任意軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)題型九：計(jì)算電子躍遷的頻率、頻率個(gè)數(shù)和波長(zhǎng)A．氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出3種不同頻率的光B．用輻射出的光照射鈣板時(shí)都能使其發(fā)生光電效應(yīng)26．（2324高二下·山東棗莊·期末）原子處于磁場(chǎng)中時(shí)，某些能級(jí)會(huì)發(fā)生劈裂現(xiàn)象。劈裂前的能級(jí)，如圖甲所示，X代表激發(fā)態(tài)1，XX代表激發(fā)態(tài)2，G代表基態(tài)；由于能級(jí)劈裂，X態(tài)劈裂為兩支，分別為、兩個(gè)能級(jí)，如圖乙所示。①和②為原子劈裂前輻射出的光譜線，③、④、⑤和⑥為劈裂后輻射出的光譜線，下列說(shuō)法正確的是（）A．的能級(jí)低于的能級(jí)B．②的波長(zhǎng)大于⑥的波長(zhǎng)C．①和②的頻率之和等于③和④的頻率之和D．⑤和③的頻率之差小于④和⑥的頻率之差B．發(fā)生躍遷時(shí)最多能輻射3種頻率的光D．若金屬鉀的逸出功為2.25eV，發(fā)生躍遷時(shí)輻射的光中能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)的僅有3種題型十：波爾理論和光電效應(yīng)的交匯問(wèn)題28．（2324高二下·寧夏銀川·期末）氫原子的能級(jí)圖如圖甲所示，一群處于第4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷過(guò)程中發(fā)出不同頻率的光中只有頻率為、兩種光可讓圖乙所示的光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)。分別用頻率為、的兩個(gè)光源照射光電管陰極K，測(cè)得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說(shuō)法中正確的是（）A．一群處于第4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過(guò)程中最多能發(fā)出3種不同頻率的光B．圖丙中的圖線a所表示的光是氫原子由第4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的C．圖丙中的圖線b所表示的光的光子能量為12.75eVD．處于第4能級(jí)的氫原子可以吸收一個(gè)能量為0.75eV的光子并電離B．當(dāng)滑片P向a端移動(dòng)時(shí)，光電流I將增大C．a(chǎn)光照射得到的光電流最弱，所以a光光子動(dòng)量最小30．（2324高二下·湖南長(zhǎng)沙·期末）如圖所示，一群處于第4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)能發(fā)出不同頻率的光，其中只有3種不同頻率的光a、b、c照射到圖甲電路陰極K的金屬上能夠發(fā)生光電效應(yīng)，測(cè)得光電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，調(diào)節(jié)過(guò)程中三種光均能達(dá)到對(duì)應(yīng)的飽和光電流，已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖丙所示，則下列推斷正確的是（

）B．圖乙中的b光光子能量為12.09eVC．圖乙中的a光是氫原子由第3能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的題型十一：波粒二象性31．（2324高二下·河南駐馬店·期末）關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和微觀粒子波粒二象性，下列說(shuō)法正確的是（）A．盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子B．普朗克通過(guò)研究黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，提出了光具有波粒二象性C．德布羅意提出實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，這種波叫做物質(zhì)波D．根據(jù)電子束通過(guò)鋁箔后的衍射圖樣，可以說(shuō)明電子具有粒子性32．（2324高二下·海南?？凇て谀?duì)光的波粒二象性的理解，正確的是（）A．一切粒子的運(yùn)動(dòng)都具有波粒二象性B．波粒二象性就是微粒說(shuō)與波動(dòng)說(shuō)的統(tǒng)一C．大量光子往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，少量光子往往表現(xiàn)出粒子性D．凡是光的現(xiàn)象，都可用光的波動(dòng)性去解釋，也可用光的粒子性去解釋33．（2324高二下·安徽六安·期末）波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說(shuō)法正確的有（）A．電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)揭示了光的粒子性B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性C．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的波長(zhǎng)也相等題型十二：原子結(jié)構(gòu)綜合問(wèn)題（1）有幾種光可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，其中頻率最大的光子能量是多少eV？（2）從圖示位置移動(dòng)滑片P至某處，電壓表示數(shù)為2.21V，光電子到達(dá)A極的最大動(dòng)能為多少eV？（1）b光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能（結(jié)果用為單位）；（2）陰極K的逸出功W（結(jié)果用單位）；（3）a光的反向遏止電壓。（1）為了測(cè)得遏止電壓，滑片應(yīng)該往還是端移動(dòng)？（3）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種利用光電效應(yīng)的電池，如圖丙所示。K電極加工成球形，A電極加工成透明導(dǎo)電的球殼形狀。已知電極發(fā)射光電子的最小動(dòng)能為，最大動(dòng)能為，電子電荷量為。假定照射到電極表面的光照條件不變，單位時(shí)間射出的電子數(shù)目為，所有射出的電子都是沿著球形結(jié)構(gòu)半徑方向向外運(yùn)動(dòng)，且忽略電子的重力及在球殼間的電子之間的相互作用?！緦ｎ}強(qiáng)化】一、單選題3．（2324高二下·寧夏石嘴山·期末）有關(guān)原子結(jié)構(gòu)，下列說(shuō)法正確的是（）A．玻爾原子模型不能解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律B．盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型可以很好地解釋原子的穩(wěn)定性C．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子內(nèi)部存在帶負(fù)電的電子D．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”4．（2324高二下·廣西北海·期末）光電效應(yīng)在自動(dòng)化控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示的光電控制報(bào)警電路中，某一頻率的光束照射到光電管，光電管產(chǎn)生光電效應(yīng)，與光電管連接的電路有電流，電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，會(huì)吸引報(bào)警電路中的開關(guān)斷開，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，則（）A．當(dāng)物體從光源和光電管間通過(guò)時(shí)，擋住光束，警鈴電路停止工作B．若選用波長(zhǎng)更短的光照射該光電管，該裝置仍能產(chǎn)生光電流C．若選用頻率更小的光照射該光電管足夠長(zhǎng)時(shí)間，一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．任意頻率的光照射到光電管上，只要光照強(qiáng)度足夠強(qiáng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng)5．（2324高二下·內(nèi)蒙古烏?！て谀┫铝兴姆鶊D涉及不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是（）B．圖乙：一個(gè)處于第5能級(jí)的氫原子，最多可以輻射10種頻率的光C．圖丙：湯姆孫通過(guò)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子結(jié)構(gòu)為“棗糕模型””D．圖?。焊鶕?jù)電子束通過(guò)鋁箔后的衍射圖樣，可以說(shuō)明電子具有波動(dòng)性A．光電子的最大初動(dòng)能為12.75evB．光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75evC．這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出3種頻率的光D．若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為正極A．當(dāng)氫原子從較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，電子的動(dòng)能和氫原子的電勢(shì)能均變大B．三種光子中粒子性最強(qiáng)的是頻率為的光子D．該新型材料的逸出功為1.89eV8．（2324高二下·重慶·期末）一群處于第4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過(guò)程中能發(fā)出6種不同頻率的光，將這些光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上，只能測(cè)得3條電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖丙所示，則下列推斷正確的是（）B．圖乙中的a光是氫原子由第4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，氫原子能量減小，核外電子動(dòng)能減小C．若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P能使光電流為零，則圖甲中電源右側(cè)為正極D．圖乙中的a光照射陰極時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的減小，陰極逸出的光電子最大初動(dòng)能減小【答案】A二、多選題A．用光強(qiáng)很弱的紫光照射陰極，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)B．截止電壓與光的頻率成正比C．由紅光照射陰極得到圖線為曲線D．向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表的示數(shù)不斷增大10．（2425高二上·云南昭通·期末）1905年，愛因斯坦把普朗克的量子化概念進(jìn)一步推廣，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說(shuō)。在給出與光電效應(yīng)有關(guān)的四個(gè)圖像中，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中，如果先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，則驗(yàn)電器的張角變大B．根據(jù)圖乙可知，黃光越強(qiáng)，光電流越大，說(shuō)明光子的能量與光強(qiáng)有關(guān)D．圖丁中，由光電子最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖像可知該金屬的逸出功為E或11．（2324高二下·遼寧沈陽(yáng)·期末）如圖甲所示為演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖乙所示為a、b、c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線，如圖丙所示為氫原子的能級(jí)圖，表格給出了幾種金屬的逸出功和極限頻率關(guān)系。則（）幾種金屬的逸出功和極限頻率金屬W/eVv/（×101?Hz）鈉2.295.33鉀2.255.44銣2.135.15A．圖甲所示的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)滑動(dòng)變阻器向右滑動(dòng)，圖乙中的電流一定會(huì)變大B．a(chǎn)光和b光是同種顏色的光，且a光的光強(qiáng)更強(qiáng)C．若用能使金屬銣發(fā)生光電效應(yīng)的光直接照射處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以直接使該氫原子電離D．若b光的光子能量為0.66eV，照射某一個(gè)處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子，最多可以產(chǎn)生6種不同頻率的光A．掃描筆在條形碼上移動(dòng)的速度會(huì)影響相鄰脈沖電信號(hào)的時(shí)間間隔B．頻率為的光照到光電管的金屬表面立即產(chǎn)生光電子D．若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能不變，但光電流減小13．（2324高二下·甘肅蘭州·期末）太陽(yáng)能電池板是利用光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備，如圖所示是研究制作電池板的材料發(fā)生光電效應(yīng)的電路圖。用波長(zhǎng)為的光照射陰極K，保持滑動(dòng)變