高考物理十年试题分类解析专题 量子论Word文档下载推荐.docx

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D．吸收光子，能量减少

5.【答案】：

【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

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-2EB。

。

【解析】光子能量E=hν，动量p=h/λ，且ν=c/λ，

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,

W0=EA-2EB。

【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。

当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1；

若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，则

=。

【答案】

【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hν，则

=

二．2011年高考题

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

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.

答案：

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/λ得能使氢原子从第一激发态电离的光子最大波长为λ=

，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

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ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，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hν1+hν2B.辐射光子的能量为hν1+hν2

C.吸收光子的能量为hν1-hν2D.辐射光子的能量为hν1-hν2

5.答案：

D

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hν2-hν1，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ν的光子被电离后，电子速度大小为___________（普朗克常量为h）.

越大

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，hν+E1=

mv2，解得电离后电子速度大小为v=

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λ0，该金属的逸出功为______。

若用波长为λ（λ<

λ0）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/λ0

金属的逸出功等于W=hc/λ0.若用波长为λ（λ<

λ0）单色光做实验，由爱因斯坦光电效应方程，Ek=hc/λ-W，而Ek=eU，联立解得其截止电压为U=

三．2010年高考题

1．（2010新课标）用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3>

ν2>

ν1，则_______.（填入正确选项前的字母）

A、ν0<

ν1B、ν3=ν2+ν1C、ν0=ν1+ν2+ν3D、

大量氢原子跃迁时只能发射频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，这说明氢原子是从n=3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，hν3=hν2+hν1，解得：

ν3=ν2+ν1，选项B正确。

【答案】B

【点评】此题考查能级、能量守恒定律及光的发射。

2．（2010重庆理综）氢原子的能级示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示。

色光

赤

橙

黄

绿

蓝—靛

紫

光子能量范围（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

处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为

A．

红、蓝靛

B．黄、绿

C．红、紫

D．蓝靛、紫

【解析】根据玻尔理论，如果激发态的氢原子处于第二能级，只能够发出10.2eV的光子，不属于可见光范围；

如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三种光子，只有1.89eV属于可

见光；

如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六种光子，1.89eV和2.55eV属于可见光，1.89eV的光子为红光，2.55eV的光子为蓝—靛，所以选项A正确。

【答案】A

【点评】此题考查能级、光谱和发射及其相关计算。

四．2009年高考题

1（2009`·

全国理综1）氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.6328µ

m，λ2=3.39µ

m，已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为△E1=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的。

用△E2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则△E2的近似值为

A.10.50eVB.0.98eVC.0.53eVD.0.36eV

答案D

【解析】本题考查波尔的原子跃迁理论.根据△E=hν=hc/λ,可知当△E1=1.96Ev,λ1=0.6328µ

m，当λ2=3.39µ

m时,可知△E2=0.36eV。

2.（2009·

全国理综2）氢原子的部分能级如图所示。

已知可见光的光子

能量在1.62eV到3.11eV之间。

由此可推知,氢原子

A.从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短

B.从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光

C.从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高

D.从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光

AD解析：

从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短，属于紫外线，选项A正确；

从高能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光和紫外线，选项B错误；

从高能级向n=3能级跃迁时发出的

光的频率比可见光的低，属于紫外线，选项C错误；

从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光，选项D正确。

五．2008年高考题

（2008四川延考区理综）用具有一定动能的电子轰击大量处于基态的氢原子，使这些氢原子被激发到量子数为n（n>

2）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λ。

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λ’。

下列各式中可能正确的是

A．N’=N+nB．N’=N+n-1C．λ’>

λD．λ’<

λ

正确D错误。

（2008·

江苏物理）

下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有．

AB解析：

图A实验是康普顿散射，图B是光电效应实验，深入地揭示了光的粒子性一面，选项AB正确；

图C是α粒子散射实验，说明原子核式结构，图D氢原子线状光谱，说明氢原子具有能级。

六．2007年高考题

1.（2007年高考重庆理综）真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为λ1和λ2）制成，板面积为S,间距为d.现用波长为λ（λ1＜λ＜λ2

的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电量与其成正比的为（）

A.

B.

C.

D.

由题意可知，铂的逸出功为W1=hc/λ1，钾的逸出功为W2=hc/λ2.。

现用波长为λ（λ1＜λ＜λ2

的单色光持续照射两板内表面，极限波长为λ2的钾产生光电效应现象，电子从钾极板逸出到达铂极板，电容器带电。

当钾铂极板的带电量产生的电场足以使光电效应中产生的初动能最大的光电子不能到达铂极板时，此时电容器的带电量为最终带电量Q。

由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W得光电子的最大初动能Ek=hc/λ—hc/λ2

由动能定理得eU=Ek—0

电容器的电容定义C=Q/U

平行板电容器C

联立上述各式解得Q

所以正确选项为D.。

【点评】此题综合考查光电效应、动能定理、电容器等知识，综合性强，有一定难度。

2.

（2007年高考江苏物理）μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogenmuonatom）,它在原子核物理的研究中有重要作用。

图为μ氢原子的能级示意图。

假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E等于（）

A．h（ν3—ν2）

B．h（ν5+ν6）C．hν3D．hν4

即E=hν3，所以正确选项为C。

【点评】此题取材μ氢原子的能级图，考查对能级、光子的发射和吸收等知识的理解和掌握。

3（2007·

广东物理）图1所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是

A．原子A可能辐射出3种频率的光子

B．原子B可能辐射出3种频率的光子

C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4

D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4

B解析：

原子A可能辐射出1种频率的光子，原子B可能辐射出3种频率的光子，选项A错误B正确；

原子A不能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4,原子B不能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4,选项CD错误。

4.（2007年高考海南物理）氢原子第n能级的能量为

，其中Ｅ1是基态能量，而n=1，2，…。

若一氢原子发射能量为-

E1的光子后处于比基态能量高出-

E1的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？

七．2006年高考题

1（2006全国理综2）已知能使某

金属产生光电效应的极限频率为ν0

A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子

B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0

C．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大

D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增加一倍

2（2006·

四川理综）现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>

λb>

λc。

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

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。

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；

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；

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。

八．2005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,2.2JB．5.3×

1014Hz,4.4×

10-19J

C．3.3×

1033Hz,2.2JD．

3.3×

1033Hz,4.4×

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/λ-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、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．

由德布罗意物质波波长公式可知：

λ=h/p，又λ=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，

联立解得U=

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（）

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.0.54eV

D.27.20eV

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。

九．2004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。

材料

铯

钙

镁

铍

钛

逸出功（10-19J）

3．0

4．3

5．9

6．2

6．6

现用波长为400nm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×

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

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λ和3λ/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:

1.（2003·

广东物理）用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应。

现将该单色光的光强减弱，则（AC）

A.光电子的最大初动能不变

B.光电子的最大初动能减少

C.单位时间内产生的光电子数减少

D.可能不发生光电效应

AC解析：

根据光电效应规律，将该单色光的光强减弱，光电子的最大初动能不变，.单位时间内产生的光电子数减少，选项AC正确。

2.（2003广东物理）原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子。

例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫做俄歇效应。

以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。

已知铬原子的能级公式可简化表示为

，式中n=1，2，3…表示不同的能级，A是正的已知常数。

上述俄歇电子的动能是

C解析：

铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时释放能量-A/22-（-A）=3A/4，转交给n=4能级上的电子后脱离原子，俄歇电子的动能是3A/4+（-A/42）=11A/16，选项C正确。