2024年高考物理易错专题特训：原子物理学（难题篇）

2024年高考物理易错专题特训：原子物理学（难题篇） 一、选择题 1．如图所示，真空中有一平行板电容器，电容为C，两极板M、N分别由银和锌（其极限频率分别为v1和v2）制成。现用频率为v（）的单色光持续照射两极板内表面，已知普朗克常量h，电子的电荷量为e，则电容器两个极板最终带电情况是（　　） A．N极板带负电，带电荷量为 B．N极板带正电，带电荷量为 C．M极板带负电，带电荷量为 D．M极板带正电，带电荷量为 2．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子，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能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为和的光，且频率依次增大，则E等于（　　） A． B． C． D． 3．图甲为某种光电烟雾探测器的装置示意图，光源S发出频率为 的光束，当有烟雾进入该探测器时，光束会被烟雾散射进入光电管C，当光照射到光电管中的金属钠表面时会产生光电子，进而在光电管中形成光电流，当光电流大于临界值时，便会触发报警系统报警。用如图乙所示的电路（光电管K极是金属钠）研究光电效应规律，可得钠的遏止电压 与入射光频率v之间的关系如图丙所示，元电荷为e。下列说法正确的是（　　） A．由图丙知，金属钠的极限频率为 B．由图丙知，普朗克常量为 C．图乙中，a端为负极 D．图甲中，光源S发出的光束越强，光电烟雾探测器的灵敏度越低 4．假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的。现有k个氢原子被激发到量子数为5的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是（　　） A． B． C． D． 5．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核( )，由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，如图所示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个（　　） A． → ＋ B． → ＋ C． → ＋ D． → ＋ 6．原来静止的原子核 发生α衰变时，放出α粒子的动能为E0。假设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是（　　） A． B． C． D． 7．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11eV．下列说法正确的是（　　） A．一个处于n=2能级的氢原子可以吸收一个能量为3eV的光子 B．大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，发出的光是不可见光 C．大量处于n=4能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出4种频率的光子 D．氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量可能大于13.6eV 8．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出（　　） 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．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 9．爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a的绝对值表示逸出功，与入射光频率ν有关 B．Ekm与入射光强度成正比 C．ν0是该金属极限频率，当入射光频率ν＜ν0时，会逸出光电子 D．图中直线的斜率表示普朗克常量 10．如图所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧屏中央形成亮斑．如果只逐渐增大M1M2之间的电势差，则（　　） A．在荧屏上的亮斑向上移动 B．在荧屏上的亮斑向下移动 C．偏转电场对电子做的功不变 D．偏转电场的电场强度减小 二、非选择题 11．爱因斯坦为了解释光电效应现象，提出“光子”概念，并给出光电效应方程，但这一观点一度受到质疑，密立根通过下述实验来验证其理论的正确性。实验电路如图甲所示，当频率为的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。 （1）当滑动变阻器的滑片位于左端时，电流表的示数　 　；（填“不为0”或“为0”） （2）在光照条件不变的情况下，在滑动变阻器的滑片由左向右移动的过程中，通过电流表的光电流将　 　；（填“一直不变”或“先增大后不变”） （3）对调电源的正负极，由左向右移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数刚减小到零时，电压表的示数为5.6V，则阴极K逸出的光电子的最大初动能是　 　eV； （4）用不同频率的光照射阴极K均能产生光电效应，测量金属的遏止电压与入射光频率，得到图像如图乙所示，根据图像可得阴极K金属的逸出功　 　J。普