格物学 近代物理原子结构和波粒二象性

光子说及光子能量表达式-原子结构和波粒二象性知识点月考进阶自测题解析-江西省等高中物理,平均正确率50.0%

2025-07-29
光子说及光子能量表达式-原子结构和波粒二象性知识点月考进阶自测题解析-江西省等高中物理,平均正确率50.0%
1、['动能的定义及表达式', '能级及能级跃迁', '光子说及光子能量表达式']

正确率40.0%物理学家在微观领域发现了$${{“}}$$电子偶素$${{”}}$$这一现象。所谓$${{“}}$$电子偶素$${{”}}$$就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点,做匀速圆周运动形成相对稳定的系统。类比玻尔的原子量子化模型可知:两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的,所以$${{“}}$$电子偶素$${{”}}$$系统对应的能量状态(能级)也是不连续的。若规定两电子相距无限远时该系统的势能为零,则该系统的最低能量值为$$\textit{E} ( \textit{E} < 0 )$$,称为$${{“}}$$电子偶素$${{”}}$$的基态。处于基态的$${{“}}$$电子偶素$${{”}}$$系统,可能由于吸收一个光子而达到更高的能级,甚至正$${、}$$负电子分离导致系统瓦解,也可能由于正$${、}$$负湮没而转化为光子。已知基态对应的电子运动的轨道半径为$${{r}}$$,正$${、}$$负电子的质量均为$${{m}}$$,电荷量大小均为$${{e}}$$,光在真空中传播的速度为$${{c}}$$,静电力常量为$${{k}}$$,普朗克常量为$${{h}}$$。则下列说法中正确的是

B

A.该$${{“}}$$电子偶素$${{”}}$$系统可吸收任意频率的光,使其达到能量值更高的激发态

B.若用光照射使处于基态的$${{“}}$$电子偶素$${{”}}$$系统,使其发生瓦解,则光的波长可以是满足$$\lambda\leq\frac{h c} {E}$$的任意值

C.svg异常

D.svg异常

2、['光电效应方程的基本计算', '光电效应方程与图象', '光子说及光子能量表达式', '动能定理的简单应用']

正确率40.0%svg异常

C

A.svg异常

B.svg异常

C.svg异常

D.svg异常

3、['带电粒子在磁场中的运动', '光电效应方程的基本计算', '光子说及光子能量表达式']

正确率40.0%用波长为$$4 \times1 0^{-7} m$$的紫光照射某金属,发出的光电子垂直进入$$3 \times1 0^{-4} T$$的匀强磁场中,光电子所形成的圆轨道的最大半径为$$1. 2 c m \ ($$电子电荷量$$e=1. 6 \times1 0^{-1 9} C$$,其质量$$m=0. 9 1 \times1 0^{-3 0} k g )$$。则下列说法正确的是(

A

A.紫光光子的能量可用$$E=h \frac{c} {\lambda}$$计算

B.光电子的最大初动能可用$$E_{k}=\frac{q^{2} B^{2} 2 r^{2}} {2 m}$$计算

C.该金属发生光电效应的极限频率约$$4. 7 5 \times1 0^{1 3} \, H z$$

D.该金属发生光电效应的极限频率约$$4. 7 5 \times1 0^{1 5} \, H z$$

4、['光的折射现象', '能级及能级跃迁', '能量子表达式、概念理解及简单计算', '热辐射 黑体与黑体辐射', '光子说及光子能量表达式']

正确率60.0%一束红光从空气射入玻璃,则这束红光的能量子将(

C

A.变小

B.变大

C.不变

D.不能确定

5、['干涉条纹和光的波长之间的关系', '光子说及光子能量表达式', '折射率定义式及物理意义', '折射定律的内容及表达式', '折射率的波长表达式和速度表达式']

正确率40.0%svg异常

C

A.玻璃砖对$${{m}}$$光的折射率较小

B.$${{m}}$$光的光子能量较小

C.对同一双缝干涉装置,$${{m}}$$光的干涉条纹间距较小

D.$${{m}}$$光在该玻璃中传播的速度较大

6、['能级及能级跃迁', '结合能与比结合能', '光子说及光子能量表达式', '光电效应现象及其解释', '射线的本质及三种射线的比较']

正确率60.0%关于近代物理知识,下列说法中正确的是(

C

A.结合能越大的原子核越牢固

B.放射性元素发出的$${{β}}$$射线来自原子核外电子

C.光电效应能否发生,与光的照射时间长短无关

D.处于基态的氢原子能吸收任意能量的光子而跃迁到激发态

7、['能量子表达式、概念理解及简单计算', '光子说及光子能量表达式']

正确率60.0%硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.已知普朗克常量为$${{h}{,}}$$真空中光速为$${{c}{,}}$$若有$${{N}}$$个波长为$${{λ}_{0}}$$的光子打在硅光电池极板上,则这些光子的总能量为(

B

A.$$h \frac{c} {\lambda_{0}}$$

B.$$N h \frac{c} {\lambda_{0}}$$

C.$${{N}{h}{{λ}_{0}}}$$

D.$${{2}{N}{h}{{λ}_{0}}}$$

8、['能级及能级跃迁', '光电效应方程的基本计算', '光子说及光子能量表达式']

正确率40.0%svg异常

A

A.照射氢原子的光子能量为$$1 2. 0 9 e V$$

B.从$${{n}{=}{3}}$$跃迁到$${{n}{=}{2}}$$辐射出的光频率为$${{v}_{b}}$$

C.逸出的光电子的最大初动能为$$1. 5 1 e V$$

D.光$$a, ~ b, ~ c$$均能使金属发生光电效应

9、['光子说及光子能量表达式']

正确率80.0%激光在$${{“}}$$焊接$${{”}}$$视网膜的眼科手术中有着广泛的应用。在一次手术中,所用激光的波长$${{λ}{=}{{6}{.}{6}}}$$$${{×}}$$$$1 0^{-7}$$$${{m}}$$,每个激光脉冲的能量$${{E}{=}{{1}{.}{5}}}$$$$\times1 0^{-2} ~ \mathrm{J}$$. 则每个脉冲中的光子数目是(已知普朗克常量$$h=6. 6 \times1 0^{-3 4} ~ \mathrm{J} \cdot\mathrm{s}$$,光速$$c=3 \times1 0^{8} \mathrm{~ m / s}$$)(  )

C

A.$$\mathbf{3} \times1 0^{1 6}$$

B.$$3 \times1 0^{1 2}$$

C.$$5 \times1 0^{1 6}$$

D.$$5 \times1 0^{1 2}$$

10、['光子说及光子能量表达式', '光子动量及其公式']

正确率40.0%根据爱因斯坦光子说,光子能量$${{E}}$$等于$${{(}{h}}$$为普朗克常量,$${{c}}$$、$${{λ}}$$为真空中的光速和波长$${{)}{(}{)}}$$

A

A.$$\frac{h c} {\lambda}$$

B.$$\frac{h \lambda} {c}$$

C.$${{h}{λ}}$$

D.$$\frac{h} {\lambda}$$

1. 电子偶素系统分析:

选项A错误,因为电子偶素系统只能吸收特定频率(对应能级差)的光子跃迁到激发态,不能吸收任意频率的光。选项B正确,根据能量守恒,使系统瓦解的光子能量至少为 $$|E|$$,即 $$h \nu \geq |E|$$,对应波长 $$\lambda \leq \frac{h c}{|E|}$$。选项C和D因SVG异常无法判断。

3. 光电效应与磁场中光电子运动:

选项A正确,光子能量公式为 $$E = h \frac{c}{\lambda}$$。选项B错误,最大初动能应为 $$E_k = \frac{(e B r)^2}{2 m}$$。选项C和D需计算极限频率:由光电方程 $$h \frac{c}{\lambda} = W + E_k$$ 及 $$E_k = \frac{(e B r)^2}{2 m}$$ 得 $$W = h \frac{c}{\lambda} - \frac{(e B r)^2}{2 m}$$,代入数据得极限频率约 $$4.75 \times 10^{14} \, \text{Hz}$$,但选项中最接近的是 $$4.75 \times 10^{15} \, \text{Hz}$$(选项D),可能是单位换算或题目数据不同。

4. 红光能量子变化:

选项C正确,光子能量 $$E = h \nu$$ 仅与频率有关,红光从空气进入玻璃频率不变,故能量子不变。

6. 近代物理知识:

选项A错误,比结合能越大原子核越牢固。选项B错误,$$β$$射线来自原子核内中子转化。选项C正确,光电效应与光强和频率有关,与时间无关。选项D错误,氢原子只能吸收特定能量光子跃迁。

7. 硅光电池光子总能量:

选项B正确,$$N$$个光子总能量为 $$N h \frac{c}{\lambda_0}$$。

9. 激光脉冲光子数目计算:

每个光子能量 $$E_{\text{光子}} = h \frac{c}{\lambda}$$,光子数 $$n = \frac{E}{E_{\text{光子}}}$$,代入数据得 $$n \approx 5 \times 10^{16}$$,选项C正确。

10. 光子能量公式:

选项A正确,爱因斯坦光子说给出 $$E = \frac{h c}{\lambda}$$。

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