格物学 近代物理原子结构和波粒二象性

光电效应方程的基本计算-原子结构和波粒二象性知识点教师选题基础单选题自测题解析-河北省等高中物理,平均正确率60.0%

2025-07-03
光电效应方程的基本计算-原子结构和波粒二象性知识点教师选题基础单选题自测题解析-河北省等高中物理,平均正确率60.0%
1、['能级及能级跃迁', '光电效应方程的基本计算', '光电效应的实验规律的理解', '牛顿第二定律的内容及理解', '库仑力作用下的动力学问题']

正确率60.0%svg异常

B

A.氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应

B.光电子的最大初动能为$$8. 2 1 e V$$

C.钨能吸收两个从$${{n}{=}{4}}$$向$${{n}{=}{2}}$$能级跃迁的光子而发生光电效应

D.氢原子辐射一个光子后,其核外电子的速率将减小

2、['光电效应方程的基本计算', '动能定理的简单应用']

正确率40.0%svg异常

C

A.光电子的最大初动能为$$\frac{h c} {\lambda_{0}-\lambda}$$

B.光电子的最大初动能为$$\frac{h ( \lambda_{0}-\lambda)} {c \lambda_{0} \lambda}$$

C.极板可带的电荷量最多为$$\frac{h c ( \lambda_{0}-\lambda) S} {4 k d e {\lambda_{0}} \lambda}$$

D.极板可带的电荷量最多为$$\frac{h ( \lambda_{0}-\lambda) S} {4 k d e c \lambda_{0} \lambda}$$

3、['光电效应方程的基本计算']

正确率80.0%svg异常

A.甲光的频率大于乙光的频率

B.乙光的波长大于丙光的波长

C.该光电管,丙光对应的截止频率大于乙光对应的截止频率

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

4、['能级及能级跃迁', '光电效应方程的基本计算']

正确率80.0%svg异常

A.一个外来光子的能量为$$1 0. 2 ~ e V$$

B.动能为$${{1}{e}{V}}$$的电子能使处于$${{n}{=}{4}}$$能级的氢原子电离

C.氢原子发射的所有谱线中,最大的频率为$$1. 6 \times1 0^{1 4}$$$${{H}{z}}$$

D.氢原子发出的光照射逸出功为$$3. 3 4 \ e V$$的金属锌,可能产生最大初动能为$$1 0. 2 6 \ e V$$的光电子

5、['原子核的衰变', '光电效应方程的基本计算', '核力与结合能']

正确率80.0%科学研究发现,钚$${{(}{P}{u}{)}}$$是一种具有放射性的超轴元素,已知钚的一种同位素$$\bigoplus_{9 4}^{2 3 9} P u$$的半衰期为$$2 4 1 0 0$$年,其衰变方程为$$2 3 9_{9 4} \, P u \to X+_{2}^{4} \, H e+\gamma$$,该衰变过程中产生的$${{γ}}$$光子照射到逸出功为$${{W}_{0}}$$的金属上,逸出光电子最大初动能为$$E_{k 0}$$。已知光电子的质量为$${{m}}$$,光速为$${{c}}$$,普朗克常量为$${{h}}$$。下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.衰变产生的$${{γ}}$$光子带正电且具有很强的电离能力

B.$${{X}}$$原子核中含有$${{9}{2}}$$个中子

C.$${{γ}}$$光子的波长为$$\frac{h c} {W_{0}+E_{k 0}}$$

D.$${{8}{0}}$$个$$\bigoplus_{9 4}^{2 3 9} P u$$经过$$4 8 2 0 0$$年后一定剩余$${{2}{0}}$$个

6、['能级及能级跃迁', '光电效应方程的基本计算']

正确率60.0%svg异常

B

A.发光管能发出$${{5}}$$种频率的光子

B.发光管能发出$${{2}}$$种频率的可见光

C.发光管发出的所有光子均能使金属钠发生光电效应

D.金属钠所发射的光电子的最大初动能为$$1 2. 7 5 e V$$

7、['光电效应方程的基本计算', '光电效应方程与图象', '光电效应的实验规律的理解']

正确率40.0%svg异常

D

A.当$${{ν}{>}{{ν}_{0}}}$$时,不会逸出光电子

B.$$E_{k m}$$与入射光的频率成正比

C.逸出功与入射光的频率有关

D.图中直线的斜率与普朗克常量有关

8、['能级及能级跃迁', '光的波粒二象性', '光电效应方程的基本计算', '光电效应的实验规律的理解', '光子动量及其公式']

正确率60.0%svg异常

C

A.svg异常

B.$${{b}}$$光产生的光电子最大初动能较大

C.单色光$${{a}}$$的光子动量比单色光$${{b}}$$的光子动量大

D.若$${{a}}$$光能使氢原子从$${{n}{=}{1}}$$能级跃迁到$${{n}{=}{2}}$$能级,则$${{b}}$$光也有可能使氢原子从$${{n}{=}{1}}$$能级跃迁到$${{n}{=}{2}}$$能级

9、['能级及能级跃迁', '光的波粒二象性', '概率波', '光电效应方程的基本计算']

正确率60.0%下列说法中正确的是(

C

A.氢原子每个定态的能量是固定的,氢原子发光的频率由这些能级值决定

B.$$\frac{2 3 8} {9 2} \, U$$的衰变为$$\bigoplus_{9 1}^{2 3 4} P a$$要经过$${{1}}$$次$${{α}}$$衰变和$${{2}}$$次$${{β}}$$衰变

C.光是一种概率波,因此光子通过狭缝到达的位置可以由波动规律来确定

D.某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,若增大该种紫外线照射的强度,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也增大

10、['能级及能级跃迁', '光电效应方程的基本计算']

正确率40.0%已知基态$${{H}{e}^{+}}$$的电离能力是$$5 4. 4 \mathrm{e V}$$,几种金属的逸出功如下表所示,$${{H}{e}^{+}}$$的能级$${{E}_{n}}$$与$${{n}}$$的关系与氢原子的能级公式类似,下列说法不正确的是(

金属
$$W_{0} ( \times1 0^{-1 9} \, \mathrm{J} )$$ $${{7}{.}{2}{6}}$$ $${{5}{.}{1}{2}}$$ $${{3}{.}{6}{6}}$$ $${{3}{.}{6}{0}}$$ $${{3}{.}{4}{1}}$$

A

A.为使处于静止的基态$${{H}{e}^{+}}$$跃迁到激发态,入射光子所需的能量最小为$${{5}{4}{.}{4}}$$$${{e}{V}}$$

B.为使处于静止的基态$${{H}{e}^{+}}$$跃迁到激发态,入射光子所需的能量最小为$${{4}{0}{.}{8}}$$$${{e}{V}}$$

C.处于$${{n}{=}{2}}$$激发态的$${{H}{e}^{+}}$$向基态跃迁辐射的光子能使上述五种金属都产生光电效应现象

D.发生光电效应的金属中光电子的最大初动能最大的是金属铷

1. 解析:

A. 氢原子辐射的光子能量取决于能级跃迁,钨的逸出功为 $$7.26 \times 10^{-19} \, \text{J} \approx 4.54 \, \text{eV}$$。氢原子从 $$n=2$$ 跃迁到 $$n=1$$ 的光子能量为 $$10.2 \, \text{eV}$$,可以满足光电效应;但从 $$n=3$$ 到 $$n=2$$ 的光子能量为 $$1.89 \, \text{eV}$$,不足以使钨发生光电效应。因此选项A错误。

B. 光电子的最大初动能 $$E_k = h\nu - W_0$$。若氢原子从 $$n=2$$ 跃迁到 $$n=1$$,光子能量为 $$10.2 \, \text{eV}$$,则 $$E_k = 10.2 \, \text{eV} - 4.54 \, \text{eV} = 5.66 \, \text{eV}$$,与题目给出的 $$8.21 \, \text{eV}$$ 不符,故选项B错误。

C. 从 $$n=4$$ 跃迁到 $$n=2$$ 的光子能量为 $$2.55 \, \text{eV}$$,两个光子总能量为 $$5.1 \, \text{eV}$$,大于钨的逸出功 $$4.54 \, \text{eV}$$,但光电效应是单光子过程,不能累积吸收,故选项C错误。

D. 氢原子辐射光子后,电子跃迁到更低能级,速率减小,选项D正确。

2. 解析:

根据光电效应方程,最大初动能 $$E_k = h\nu - W_0 = \frac{hc}{\lambda} - \frac{hc}{\lambda_0}$$,化简得 $$E_k = hc \left( \frac{\lambda_0 - \lambda}{\lambda_0 \lambda} \right)$$,因此选项A和B的表达式均正确。

极板电荷量 $$Q = C \cdot V$$,其中电容 $$C = \frac{\epsilon S}{4\pi k d}$$,电压 $$V = \frac{E_k}{e}$$。代入得 $$Q = \frac{hc (\lambda_0 - \lambda) S}{4\pi k d e \lambda_0 \lambda}$$,选项C正确,选项D错误(缺少 $$\pi$$)。

3. 解析:

A. 甲光遏止电压最大,频率最高,选项A正确。

B. 丙光频率最低,波长最长,选项B错误。

C. 截止频率由金属材料决定,与入射光无关,选项C错误。

D. 甲光频率高于丙光,光电子的最大初动能更大,选项D正确。

4. 解析:

A. 从 $$n=1$$ 到 $$n=2$$ 的跃迁需要 $$10.2 \, \text{eV}$$,选项A正确。

B. $$n=4$$ 能级的氢原子电离需要 $$0.85 \, \text{eV}$$,动能为 $$1 \, \text{eV}$$ 的电子足以使其电离,选项B正确。

C. 最大频率对应 $$n=2$$ 到 $$n=1$$ 的跃迁,能量为 $$10.2 \, \text{eV}$$,频率为 $$2.47 \times 10^{15} \, \text{Hz}$$,与题目不符,选项C错误。

D. 氢原子从 $$n=4$$ 跃迁到 $$n=1$$ 的光子能量为 $$12.75 \, \text{eV}$$,光电子最大初动能为 $$12.75 \, \text{eV} - 3.34 \, \text{eV} = 9.41 \, \text{eV}$$,与题目不符,选项D错误。

5. 解析:

A. $$\gamma$$ 光子不带电,电离能力弱,选项A错误。

B. $$X$$ 为 $$^{235}_{92} \text{U}$$,中子数为 $$143$$,选项B错误。

C. 根据 $$E_k = h\nu - W_0$$,$$\lambda = \frac{hc}{W_0 + E_{k0}}$$,选项C正确。

D. 半衰期统计规律不适用于少量原子,选项D错误。

6. 解析:

A. 从 $$n=4$$ 能级跃迁可产生 $$C_4^2 = 6$$ 种光子,选项A错误。

B. 可见光范围为 $$1.62 \, \text{eV}$$ 到 $$3.11 \, \text{eV}$$,可能对应 $$n=3 \to 2$$ 和 $$n=4 \to 2$$ 的跃迁,选项B正确。

C. $$n=4 \to 3$$ 的光子能量为 $$0.66 \, \text{eV}$$,小于钠的逸出功 $$2.29 \, \text{eV}$$,选项C错误。

D. 最大初动能为 $$12.75 \, \text{eV} - 2.29 \, \text{eV} = 10.46 \, \text{eV}$$,与题目不符,选项D错误。

7. 解析:

A. 当 $$\nu > \nu_0$$ 时,可能逸出光电子,选项A错误。

B. $$E_{km}$$ 与入射光频率线性相关,但非正比(存在截止频率),选项B错误。

C. 逸出功是金属属性,与入射光无关,选项C错误。

D. 斜率即为普朗克常量 $$h$$,选项D正确。

8. 解析:

B. $$b$$ 光频率更高,光电子最大初动能更大,选项B正确。

C. 动量 $$p = \frac{h}{\lambda}$$,$$a$$ 光波长更长,动量更小,选项C错误。

D. $$b$$ 光频率更高,可能使氢原子跃迁到更高能级,选项D正确。

9. 解析:

A. 氢原子发光的频率由能级差决定,选项A正确。

B. $$\alpha$$ 衰变次数为 $$\frac{238-234}{4} = 1$$,$$\beta$$ 衰变次数为 $$2 \times 1 - (92-91) = 1$$,选项B错误。

C. 光子通过狭缝的位置符合概率分布,选项C正确。

D. 光电子的最大初动能仅与频率有关,与光强无关,选项D错误。

10. 解析:

A. 最小跃迁能量为 $$n=1 \to n=2$$,需 $$40.8 \, \text{eV}$$,选项A错误。

B. 最小跃迁能量为 $$40.8 \, \text{eV}$$,选项B正确。

C. $$n=2 \to n=1$$ 的辐射能量为 $$40.8 \, \text{eV}$$,远超所有金属逸出功,选项C正确。

D. 铷的逸出功最小,光电子的最大初动能最大,选项D正确。

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