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2019-2020年高考物理大全分類解析 專題27 量子論 一．xx年高考題 1．（xx高考上海物理第2題）當(dāng)用一束紫外線照射鋅板時，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，這時 (A)鋅板帶負(fù)電 (B)有正離子從鋅板逸出 (C)有電子從鋅板逸出 (D)鋅板會吸附空氣中的正離子 2．（xx高考上海物理第17題）某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長為1.510-6m，功率為5.010-3W的連續(xù)激光。已知可見光波長的數(shù)量級為10-7m，普朗克常量h＝6.6310-34Js，該激光器發(fā)出的 (A)是紫外線 (B)是紅外線 (C)光子能量約為1.310-18J (D)光子數(shù)約為每秒3.81016個 3． .(xx高考北京理綜第20題)以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出。強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實驗證實。 光電效應(yīng)實驗裝置示意如圖。用頻率為ν的普通光源照射陰極k，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，換同樣頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極k，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U，即將陰極k接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在kA之間就形成了使光電子減速的電場，逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當(dāng)光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的（其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量） A. U=- B. U=2- C.U=2hν-W D. U=- 5(xx高考江蘇物理第12C題)（1）如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等，則它們的___▲____也相等。 （A）速度 （B）動能 （C）動量 （D）總能量 6(xx高考江蘇物理第12B題)（2）根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子（He+）的能級圖如題12C-1圖所示。 電子處在n=3軌道上比處在n=5軌道上離氦核的距離___▲____ （選填“近”或“遠(yuǎn)”）。 當(dāng)大量He+處在n=4的激發(fā)態(tài)時，由于躍遷所發(fā)射的譜線有___▲____條。 二．xx年高考題 1. （xx江蘇物理）如圖所示是某原子的能級圖,a、b、c 為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光. 在下列該原子光譜的各選項中,譜線從左向右的波長依次增大,則正確的是 _____________. 2．（xx上海物理）在光電效應(yīng)實驗中，用單色光照時某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動能取決于入射光的 （ ） （A）頻率 （B）強(qiáng)度 （C）照射時間 （D）光子數(shù)目 3．（xx四川理綜）如圖為氫原子能級示意圖的一部分，則氫原子 A．從n=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出電磁波的波長長 B．從n=5能級躍遷到n=1能級比n=5能級躍遷到n=4能級輻射出電磁波的速度大 C．處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的 D．從高能級向低能級躍遷時，氫原子核一定向外放出能量 4．（xx上海物理）根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知 （A）“光子說”本質(zhì)就是牛頓的“微粒說” （B）光的波長越大，光子的能量越小 （C）一束單色光的能量可以連續(xù)變化 （D）只有光子數(shù)很多時，光才具有粒子性 5.（xx北京理綜）一個氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級.該氫原子 A． 放出光子，能量增加 B． 放出光子，能量減少 C． 吸收光子，能量增加 D． 吸收光子，能量減少 6（xx海南物理）產(chǎn)生光電效應(yīng)時，關(guān)于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的是 A．對于同種金屬，Ek與照射光的強(qiáng)度無關(guān) B．對于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比 C．對于同種金屬，Ek與光照射的時間成正比 D．對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系 E．對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系 7 （xx江蘇物理）A、B 兩種光子的能量之比為2∶1,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),且所產(chǎn)生的光電子最大初動能分別為EA 、EB . 求A、B 兩種光子的動量之比和該金屬的逸出功. 8（xx山東理綜）氫原子第n能級的能量為，其中E1為基態(tài)能量。當(dāng)氫原子由第4能級躍遷到第2能級時，發(fā)出光子的頻率為ν1；若氫原子由第2能級躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為ν2，則= 。 三．xx年高考題 1. （xx天津理綜卷）下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實驗是 A. 光電效應(yīng)實驗 B. 倫琴射線的發(fā)現(xiàn) C. 粒子散射實驗 D. 氫原子光譜的發(fā)現(xiàn) 2．（xx上海物理）用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是 (A)改用頻率更小的紫外線照射 (B)改用X射線照射 (C)改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射 (D)延長原紫外線的照射時間 3. （xx全國理綜卷）已知氫原子的基態(tài)能量為E，激發(fā)態(tài)能量，其中n=2,3…。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長為 A. B. C. D. 4（xx江蘇物理）下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射規(guī)律的是 5.（xx四川理綜第18題）氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光的頻率為ν1，從能級n躍遷到能級k時吸收紫光的頻率為ν2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級k躍遷到能級m，則 A. 吸收光子的能量為hν1+hν2 B.輻射光子的能量為hν1+hν2 C. 吸收光子的能量為hν1-hν2 D.輻射光子的能量為hν1-hν2 6（xx江蘇物理）按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量__________(選填“越大”或“越小”)。已知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)，電子質(zhì)量為m，基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子速度大小為___________(普朗克常量為h ). 7.（xx新課標(biāo)理綜）在光電效應(yīng)試驗中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為λ0，該金屬的逸出功為______。若用波長為λ（λ<λ0）單色光做實驗，則其截止電壓為______。已知電子的電荷量，真空中的光速和布朗克常量分別為e，c和h 三．xx年高考題 1． (xx新課標(biāo))用頻率為ν0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為ν1、ν2、ν3的三條譜線，且ν3>ν2>ν1，則_______.(填入正確選項前的字母) A、ν0<ν1 B、ν3=ν2+ν1 C、ν0=ν1+ν2+ν3 D、 2．（xx重慶理綜）氫原子的能級示意圖如圖所示，不同色光的光子能量如下表所示。 色光 赤 橙 黃 綠 藍(lán)—靛 紫 光子能量范圍（eV） 1.61~2.00 2.00~2.07 2.07~2.14 2.14~2.53 2.53~2.76 2.76~3.10 處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條，其顏色分別為 A．紅、藍(lán)靛 B．黃、綠 C．紅、紫 D．藍(lán)靛、紫 四．xx年高考題 1(xx`全國理綜1)氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長的激光，其中兩種波長分別為λ1=0.6328m，λ2=3.39m，已知波長為λ1的激光是氖原子在能級間隔為△E1=1.96eV的兩個能級之間躍遷產(chǎn)生的。用△E2表示產(chǎn)生波長為λ2的激光所對應(yīng)的躍遷的能級間隔，則△E2的近似值為 A.10.50eV B.0.98eV C. 0.53eV D. 0.36eV 2. （xx全國理綜2）氫原子的部分能級如圖所示。已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間。由此可推知, 氫原子 A. 從高能級向n=1能級躍遷時了出的光的波長比可見光的短 B. 從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光 C. 從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高 D. 從n=3能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光 五．xx年高考題 1.（xx四川延考區(qū)理綜）用具有一定動能的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，使這些氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為n（n>2）的激發(fā)態(tài)。此時出現(xiàn)的氫光譜中有N條譜線，其中波長的最大值為λ。現(xiàn)逐漸提高入射電子的動能，當(dāng)動能達(dá)到某一值時，氫光譜中譜線數(shù)增加到N’條。其中波長的最大值變?yōu)棣恕?。下列各式中可能正確的是 A．N’= N+n B．N’= N+n-1 C．λ’ >λ D．λ’< λ 2.（xx江蘇物理）下列實驗中，深入地揭示了光的粒子性一面的有　　　　　　　?。? A．X射線被石墨散射后部分波長增大 B．鋅板被紫外線照射時有電子逸出 但被可見光照射時沒有電子逸出 驗電器 鋅板 紫外線燈 C．轟擊金箔的α粒子中有少數(shù)運(yùn)動方 向發(fā)生較大偏轉(zhuǎn) 大角度 小角度 無偏轉(zhuǎn) α粒子源 α粒子流 可移動探測器 金箔 真空 D．氫原子發(fā)射的光經(jīng)三棱鏡分光后 呈現(xiàn)線狀光譜 充氣玻璃管 狹縫 棱鏡 光屏 電壓 答案：AB解析：圖A實驗是康普頓散射，圖B是光電效應(yīng)實驗，深入地揭示了光的粒子性一面，選項AB正確；圖C是α粒子散射實驗，說明原子核式結(jié)構(gòu)，圖D氫原子線狀光譜，說明氫原子具有能級。 六．xx年高考題 1.（xx年高考重慶理綜）真空中有一平行板電容器，兩極板分別由鉑和鉀(其極限波長分別為λ1和λ2)制成，板面積為S, 間距為d. 現(xiàn)用波長為λ(λ1＜λ＜λ2的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面，則電容器的最終帶電量與其成正比的為（ ） A. B. C. D. 解析：由題意可知，鉑的逸出功為W1= hc/λ1，鉀的逸出功為W2= hc/λ2.?，F(xiàn)用波長為λ(λ1＜λ＜λ2的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面，極限波長為λ2的鉀產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，電子從鉀極板逸出到達(dá)鉑極板，電容器帶電。當(dāng)鉀鉑極板的帶電量產(chǎn)生的電場足以使光電效應(yīng)中產(chǎn)生的初動能最大的光電子不能到達(dá)鉑極板時，此時電容器的帶電量為最終帶電量Q。由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek= hν-W得光電子的最大初動能Ek=hc/λ— hc/λ2 由動能定理得eU=Ek—0 電容器的電容定義 C=Q/U 平行板電容器C 聯(lián)立上述各式解得Q, 所以正確選項為D.。 【點評】此題綜合考查光電效應(yīng)、動能定理、電容器等知識，綜合性強(qiáng)，有一定難度。 2.（xx年高考江蘇物理）μ子與氫原子核（質(zhì)子）構(gòu)成的原子稱為μ氫原子（hydrogen muon atom）,它在原子核物理的研究中有重要作用。圖為μ氫原子的能級示意圖。假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n=2能級的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且頻率依次增大，則E等于（ ） A．h（ν3—ν2） B．h（ν5+ν6） C．hν3 D．hν4 E4 E3 E2 E1 圖1 3（xx廣東物理）圖1所示為氫原子的四個能級，其中E1為基態(tài)，若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說法正確的是 A．原子A可能輻射出3種頻率的光子 B．原子B可能輻射出3種頻率的光子 C．原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級E4 D．原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級E4 4.（xx年高考海南物理）氫原子第n能級的能量為，其中Ｅ1是基態(tài)能量，而n=1，2，…。若一氫原子發(fā)射能量為-E1的光子后處于比基態(tài)能量高出-E1的激發(fā)態(tài)，則氫原子發(fā)射光子前后分別處于第幾能級？ 七．xx年高考題 1（xx全國理綜2）已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為ν0 A．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子 B．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hν0 C．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時，若ν增大，則逸出功增大 D．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時，若ν增大一倍，則光電子的最大初動能也增加一倍 2（xx四川理綜）現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為λa>λb>λc。用b光束照射某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應(yīng)。若分別用a光和c光照射該金屬，則可以斷定 A．a(chǎn)光束照射時，不能發(fā)生光電效應(yīng) B．c光束照射時，不能發(fā)生光電效應(yīng) C．a(chǎn)光束照射時，釋放出的光電子數(shù)目最多 D．c光束照射時，釋放出的光電子的最大初動能最小 大，選項A正確。 15.（xx全國理綜1）紅光和紫光相比， A.紅光光子的能量較大；在同一種介質(zhì)中傳播時紅光的速度較大 B.紅光光子的能量較??；在同一種介質(zhì)中傳播時紅光的速度較大 C.紅光光子的能量較大；在同一種介質(zhì)中傳播時紅光的速度較小 D.紅光光子的能量較??；在同一種介質(zhì)中傳播時紅光的速度較小 八．xx年高考題 1．（xx天津理綜）某光電管的陰極是兩金屬鉀制成，它的逸出功為2.21eV，用波長為2.510-3m的紫外線照射陰極，已知真空中光速為3.0108m/s，元電荷為1.610-19C，普朗克常量為6.6310-34Js，求得鉀的極限頻率和該光電管發(fā)射的光電子的最大動能應(yīng)分別是（ ） A．5.31014Hz,2.2J B．5.31014Hz,4.410-19J C．3.31033Hz,2.2J D．3.31033Hz,4.410-19J 2（xx天津理綜）現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為d的某生物大分子的結(jié)構(gòu)。為滿足測量要求，將顯微鏡工作時電子的德布羅意波長設(shè)定為。已知普朗克常量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量e，電子的初速度不計，則顯微鏡工作時電子的加速電壓應(yīng)為 （ ） A． B． C． D． n En/eV 0 -0.85 -1.51 -3.4 -13.6 ∞ 4 3 2 1 3（xx全國理綜2）圖中畫出了氫原子的4個能級，并注明了相應(yīng)的能量E。處在n=4的能級的一群氫原子向低能級躍遷時，能夠發(fā)出若干種不同頻率的光波。已知金屬鉀的逸出功為2.22eV。在這些光波中，能夠從金屬鉀的表面打出光電子的總共有（ ） A．二種 B．三種 C．四種 D．五種 1 -13.60 2 -3.40 3 -1.51 4 -0.85 5 -0.54 -0.38 6 ∞ 0 n E/eV 4．（xx全國理綜3）氫原子的能級圖如圖所示。欲使一處于基態(tài)的氫原子釋放出一個電子而變成氫離子，該氫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 5．（xx江蘇物理）為了強(qiáng)調(diào)物理學(xué)對當(dāng)今社會的重要作用并紀(jì)念愛因斯坦，2004年聯(lián)合國第58次大會把xx年定為國際物理年．愛因斯坦在100年前發(fā)表了5篇重要論文，內(nèi)容涉及狹義相對論、量子論和統(tǒng)計物理學(xué)，對現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)．某人學(xué)了有關(guān)的知識后，有如下理解，其中正確的是 (A)所謂布朗運(yùn)動就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動 (B)光既具有波動性，又具有粒子性 (C)在光電效應(yīng)的實驗中，入射光強(qiáng)度增大，光電子的最大初動能隨之增大 (D)質(zhì)能方程表明：物體具有的能量與它的質(zhì)量有簡單的正比關(guān)系 九．2004年高考題 1.（2004全國理綜1）下表給出了一些金屬材料的逸出功。 材料 銫 鈣 鎂 鈹 鈦 逸出功（10-19J） 3．0 4．3 5．9 6．2 6．6 現(xiàn)用波長為400 nm 的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有幾種？（普朗克常量h=6.610-34Js , 光速c=3.010 -8m/s） A.2種 B.3種 C.4種 D.5種 1 -13.61 2 -3.40 3 -1.51 4 -0.85 5 -0.54 -0.38 6 ∞ 0 n E/eV 2.（2004廣東物理）圖示為氫原子的能級圖，用光子能量為13.07eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長有多少種？ A. 15 B. 10 C. 4 D. 1 3. （2004廣東物理）分別用波長為λ和3λ/4的單色光照射同一金屬板,發(fā)出的光電子的最大初動能之比為1:2,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,則此金屬板的逸出功為: A. B. C. D. 十．2003年高考題 1. （2003廣東物理）用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生光電效應(yīng)?，F(xiàn)將該單色光的光強(qiáng)減弱，則（AC） A.光電子的最大初動能不變 B.光電子的最大初動能減少 C.單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少 D.可能不發(fā)生光電效應(yīng) 2. （2003廣東物理）原子從一個能級躍遷到一個較低的能級時，有可能不發(fā)射光子。例如在某種條件下，鉻原子的n=2能級上的電子躍遷到n=1能級上時并不發(fā)射光子，而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給n=4能級上的電子，使之脫離原子，這一現(xiàn)象叫做俄歇效應(yīng)。以這種方式脫離了原子的電子叫做俄歇電子。已知鉻原子的能級公式可簡化表示為，式中n=1，2，3…表示不同的能級，A是正的已知常數(shù)。上述俄歇電子的動能是 A. B. C. D.