第四章 原子结构和波粒二象性 单元检测卷（提升版）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

绝密★启用前 第四章原子结构和波粒二象性（提升） 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分） 1．下列说法中正确的是（　　） A．卢瑟福通过粒子散射实验证明了在原子核内部存在质子 B．卢瑟福通过粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 C．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核的结构 D．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构 【答案】D 【详解】卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构，其他说法跟该实验无必然关系。 故选D。 2．如图所示为氢原子的能级图，用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子，则（　　） A．氢原子可以辐射出8种波长的光 B．辐射光中，光子能量为的光波长最长 C．氢原子跃迁时辐射光的最大能量小于吸收的光子能量 D．用光子能量为的光照射基态的氢原子，不能够使其电离 【答案】B 【详解】A．用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子，跃迁到第5能级，根据知，可以辐射出10种波长的光，A错误； B．氢原子从的能级向的能级跃迁时辐射光的能量为，能量最小，波长最长，B正确； C．氢原子跃迁时辐射光的最大能量等于吸收的光子能量，C错误； D．用光子能量为的光照射基态的氢原子，能够使其跃迁到无穷远，发生电离，D错误； 故选B。 3．小华家里装修，爸爸在网上购买了一条蓝光LED灯带（如图所示），该灯带的发光功率为10W。已知蓝光光子的能量范围为，则1s内该灯带发出的蓝光光子数的数量级为（  ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据 而E0范围为，带入可得 得到n的范围 故选C。 4．一盏电灯的发光功率为100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长λ=6.0×10-7m，在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子（能量子）数约为（　　） A．2.4×1017个 B．2.4×1016个 C．2.4×1015个 D．2.4×1010个 【答案】A 【详解】光是电磁波，辐射能量也是一份一份进行的，100W的灯泡每秒产生光能 E=100J 设灯泡每秒发出的光子数为n，则 在以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子（能量子）数 解得 A正确，BCD错误。 故选A。 5．如图所示是一款光电烟雾探测器的原理图。当有烟雾由开口处进入探测器时，来自光源的光被烟雾散射后进入光电管，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于限制电流，便会触发报警系统，则（　　） A．无论发出多大频率的光，该报警器均可正常工作 B．只增大光源发光的频率，烟雾报警器灵敏度将降低 C．烟雾浓度增大时，钠表面逸出的光电子数目将减少 D．只增大光源发光强度，烟雾探测器灵敏度将提高 【答案】D 【详解】A．光电效应的发生需要入射光的频率大于金属的极限频率。对于光电管中的钠表面，只有当光源发出的光的频率大于钠的极限频率时，才能产生光电效应，进而产生光电流使报警器工作，并非无论多大频率的光都能正常工作，A错误； B．增大光源发光的频率，根据光电效应方程 为光电子最大初动能，为光子能量，为金属逸出功，光电子的最大初动能会增大，但这与烟雾报警器灵敏度无关。对烟雾散射光的响应能力，主要取决于单位时间内产生的光电子数，B错误； C．烟雾浓度增大时，烟雾散射的光更多，进入光电管的光子数增多，根据光电效应，钠表面逸出的光电子数目将增多，而不是减少，C错误； D．增大光源发光强度，单位时间内光源发出的光子数增多，烟雾散射后进入光电管的光子数也会增多，单位时间内产生的光电子数增多，光电流更易大于限制电流，烟雾探测器对烟雾的检测更灵敏，即灵敏度将提高，D正确。 故选D。 6．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法错误的是（　　） A．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象 B．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C．卢瑟福在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念 D．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性 【答案】C 【详解】A．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，A正确； B．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，B正确； C．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，C错误； D．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，D正确。 故选C。 7．关于粒子的波动性，下列说法正确的是（　　） A．实物粒子具有波动性，仅是一种理论假设，无法通过实验验证 B．实物粒子的动能越大，其对应的德布罗意波波长越大 C．只有带电的实物粒子才具有波动性，不带电的粒子没有波动性 D．实物粒子的动量越大，其对应的德布罗意波的波长越短 【答案】D 【详解】A．戴维孙和汤姆孙利用晶体做了电子衍射实验，得到电子的衍射图样，证明了实物粒子的波动性，故A错误； BD．根据德布罗意的波长公式 又动量与动能的大小关系有 联立两式可得 所以，实物粒子的动量越大，其对应的德布罗意波的波长越短；实物粒子的动能越大，其对应的德布罗意波波长越短，故B错误，D正确； C．粒子具不具有波动性与带不带电无关，故C错误。 故选D。 8．如图甲所示是研究光电效应规律的实验电路。用波长为的单色光a照射阴极K，反复调节滑动变阻器，灵敏电流计的指针都不发生偏转；改用波长为的单色光b照射，调节滑动变阻器，测得流过灵敏电流计的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，则（　　） A．光波长小于 B．增加a光照射强度一定能使电流计指针偏转 C．若只改变阴极K的材料，图像与横轴交点不变 D．若只增加b光的照射强度，图像与横轴交点不变 【答案】D 【详解】A．单色光a不能使阴极发生光电效应，所以其波长大于单色光b。A错误； B．光电效应的发生由光的频率决定，与光强无关。B错误； C．若只改变阴极K的材料，则逸出功改变，根据光电效应方程可知光电子的最大初动能发生变化，所以遏止电压也将发生变化，即图像与横轴的交点变化。C错误； D．若只增加b光的照射强度，光电子的最大初动能不变，遏止电压不变，图像与横轴交点不变。D正确。 故选D。 9．如图所示，分别用功率相同的甲光和乙光照射相同的光电管阴极，甲光的频率为v1，乙光的频率为v2，v1<v2，产生的光电流I随阳极与阴极间电压U的变化规律，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据爱因斯坦光电效应方程式得 根据遏止电压和最大初动能的关系 联立可得 由于乙光的频率大于甲光的频率，即，由上式知:乙光对应的遏止电压大于甲光所对应的遏止电压。由于甲光和乙光的功率相同,即在单位时间单位面积上甲光的能量等于乙光的能量,设甲光的光子个数为，乙光的光子个数为，则有 由于 故 即甲光光子个数大于乙光光子个数。由于光子和光电子是一一对应的关系，所以甲光照射光电管单位时间内产生的光电子个数大于乙光单位时间内产生的光电子个数，故甲光对应的饱和光电流大于乙光对应的饱和光电流。满足此特征的只有C。故C正确，ABD错误。 故选C。 10．真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为和）制成，极板正对面积为S，间距为d，相对介电常数。已知真空中光速为c，静电力常量为k，普朗克常量为h，元电荷为e。现用波长为的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量Q等于（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意，由公式可知，波长越大，频率越小，现用波长为λ(λ1＜λ＜λ2)的单色光持续照射两板内表面时，只能使钾金属板发生光电效应，钾金属板失去电子成为电容器的正极板，光电子运动到铂金属板上后使铂金属板成为电容器的负极板，根据光电效应方程有 又因为 光电子不断从钾金属板中飞出到铂金属板上，两金属板间电压逐渐增大，且使光电子做减速运动，当增大到一定程度，光电子不能到达铂金属板，即到达铂金属板时速度恰好减小到零，此时，两极板间的电压为，极板的带电量最大为，则有 根据平行板电容器的决定式可知，真空中平行板电容器的电容 根据电容器的定义式可得，极板上的带电量为 联立可得 其中 电容器的最终带电荷量为 故选A。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．下列说法正确的是（　　） A．赫兹是第一个通过实验证实电磁波存在的人 B．红外线的波长比紫外线的波长更长 C．德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时最先提出了光子说 D．原子从低能级向高能级跃迁时会放出光子 【答案】AB 【详解】A．赫兹是第一个通过实验证实电磁波存在的人，故A正确； B．红外线的波长比紫外线的波长更长，故B正确； C．德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时最先提出了能量量子化的概念，光子说是爱因斯坦提出的，故C错误； D．原子从低能级向高能级跃迁时会吸收光子，故D错误。 故选AB。 12．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率一定大于b光的频率 B．电源正极可能与接线柱c连接 C．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应 D．若增加b光的强度，则灵敏电流计G的指针会发生偏转 E．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e→G→f 【答案】ABE 【详解】AB．由于电源的接法不知道，所以有两种情况：①c接负极，d接正极：用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，知a光频率大于金属的极限频率。用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，知b光的频率小于金属的极限频率，所以a光的频率一定大于b光的频率。②c接正极，d接负极：用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，知a光产生的光电子能到达负极d端。用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，有两种可能的情况，情况一：b光不能产生光电子，情况二：b光产生的光电子不能到达负极d端，所以a光产生的光电子的最大初动能大，所以a光的频率一定大于b光的频率，AB正确。 C．由以上的分析可知，不能判断出用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应，C错误。 D．若增加b光的强度，并不改变b光产生的光电子的最大初动能，灵敏电流计G的指针不偏转，D错误。 D．电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e→G→f，E正确。 故选ABE。 13．原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是（　　） A．频率相同的光子能量相同 B．原子跃迁发射的光子频率连续 C．一群氢原子从4激发态跃迁，可产生6种频率的光子 D．激光照射金属板不可能发生光电效应 【答案】AC 【详解】A．根据可知，频率相同的光子能量相同，A正确； B．根据玻耳假设，原子跃迁发射的光子频率不连续，B错误； C．根据能量跃迁规律 C正确； D．激光照射金属板时，如果光子的能量大于金属的逸出功，能产生光电效应，D错误。 故选AC。 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。 （1）锌板带的是______电荷，请解释锌板带电的原因；______ （2）将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角会发生什么变化？______ （3）使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯或强度更大的红外线灯照射锌板，观察到的实验现象是怎样的？______ 【答案】 正 用紫外线照射锌板，锌板发生光电效应，有光电子射出，锌板失去电子带正电 验电器指针偏角将减小 见解析 【详解】（1）[1][2]用紫外线照射锌板，锌板发生光电效应，有光电子射出，锌板失去电子带正电。 （2）[3]用带负电的金属小球与锌板接触，因中和导致锌板所带的正电变小，所以验电器指针偏角将减小。 （3）[4]改用强度更大的弧光灯照射锌板，入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，所以锌板所带的正电变多，验电器的指针偏角将增大；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，红外线照射不一定发生光电效应，所以指针不一定偏转。 15．如图所示，一静电计与锌板相连，用一紫外线灯照射锌板，关灯后，静电计指针保持一定偏角。完成下列填空： (1)紫外线照射锌板，_________能量被电子吸收（选填“光子”“光电子”或“光球”）。 (2)静电计带_________；锌板带_________（选填“负电荷”或“正电荷”）。 (3)用一带少量负电荷的金属小球与锌板接触，静电计指针偏角将_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (4)使静电计指针不偏转，再用相同强度的黄光灯照射锌板，静电计指针无偏转。那么，若改用光照强度更大的红光灯照射锌板，可观察到静电计指针_________（选填“有”“无”或“可能”）偏转。 【答案】(1)光子 (2) 正电荷 正电荷 (3)减小 (4)无 【详解】（1）紫外线照射锌板，光子能量被电子吸收。 （2）[1][2] 紫外线照射锌板，锌板有电子逸出，锌板带正电荷，静电计带正电荷。 （3）用一带少量负电荷的金属小球与锌板接触，由于电荷的中和，静电计指针偏角将减小。 （4）红光的频率比黄光小，黄光不发生光电效应，红光也不会发生光电效应，则静电计指针不偏转。 16．原子从一个能级跃迁到另一个较低的能级时，有的并不发射光子。例如，在某种条件下，铬原子中能级上的电子跃迁到能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给能级上的电子，使之脱离原子，这个现象叫作俄歇效应，以这种方式脱离原子的电子叫作俄歇电子。已知铬原子能级公式可简化为，式中，2，3，…。A是已知常数，则上述俄歇电子的动能是多少？ 【答案】 【详解】依题意，能级能量为 能级能量为 从能级上的电子跃迁到能级上时释放的能量为 能级能量为 电离需要能量为 所以从能级电离后的动能为 17．如图所示，光电管的阴极K用某种金属制成，闭合开关S，用发光功率为P的激光光源直接照射阴极K时，产生了光电流。移动变阻器的滑片，当光电流恰为零时，电压表的示数为U，已知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c，求： （1）激光在真空中的波长； （2）激光光源单位时间内产生的光子数N。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由光电效应方程 由动能定理 联立求得 （2）由 其中 （或者写成） 解得 18．通过测量金属的遏止电压与入射光频率可以算出普朗克常量h，科学家密立根根据实验算出h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，验证了爱因斯坦方程式的正确性。下表是某次实验中得到的某金属的和的一些数据。（已知） 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501 （1）请分析表格数据，作出的图像； （2）求出普朗克常量h； （3）求出该金属的截止频率。 【答案】（1）答案见解析；（2）；（3） 【详解】（1）对照表格，以遏止电压为纵轴，以入射光频率为横轴，作出的图像如图所示 （2）根据爱因斯坦的光电效应方程 可得 由此可知，根据上图图像的斜率 将代入可求出普朗克常量 （3）根据图像的横截距可直接求出该金层的截止频率为 19．根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知电子的电荷量为e，质量为m，电子在第1轨道运动的半径为r1，静电力常量为k。氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足rn = n2r1，其中n为量子数，即轨道序号，rn为电子处于第n轨道时的轨道半径。电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子—原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：（以无穷远为电势能零点）。请根据以上条件完成下面的问题。 (1)试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式； (2)假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n = 3的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第3轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原子核的动能改变，试求氢原子乙电离后电子的动能。 【答案】(1)见解析 (2) 【详解】（1）设电子在第1轨道上运动的速度大小为v1，根据牛顿第二定律有 电子在第1轨道运动的动能 电子在第1轨道运动时氢原子的能量 同理，电子在第n轨道运动时氢原子的能量 又因为 则有 故命题得证； （2）由（1）可知 、 电子在第2轨道运动时氢原子的能量 电子从第2轨道跃迁到第1轨道所释放的能量 电子在第3轨道运动时氢原子的能量 设氢原子电离后电子具有的动能为Ek，根据能量守恒有 联立解得 试卷第12页，共16页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 第四章原子结构和波粒二象性（提升） 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分） 1．下列说法中正确的是（　　） A．卢瑟福通过粒子散射实验证明了在原子核内部存在质子 B．卢瑟福通过粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 C．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核的结构 D．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构 2．如图所示为氢原子的能级图，用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子，则（　　） A．氢原子可以辐射出8种波长的光 B．辐射光中，光子能量为的光波长最长 C．氢原子跃迁时辐射光的最大能量小于吸收的光子能量 D．用光子能量为的光照射基态的氢原子，不能够使其电离 3．小华家里装修，爸爸在网上购买了一条蓝光LED灯带（如图所示），该灯带的发光功率为10W。已知蓝光光子的能量范围为，则1s内该灯带发出的蓝光光子数的数量级为（  ） A． B． C． D． 4．一盏电灯的发光功率为100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长λ=6.0×10-7m，在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子（能量子）数约为（　　） A．2.4×1017个 B．2.4×1016个 C．2.4×1015个 D．2.4×1010个 5．如图所示是一款光电烟雾探测器的原理图。当有烟雾由开口处进入探测器时，来自光源的光被烟雾散射后进入光电管，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于限制电流，便会触发报警系统，则（　　） A．无论发出多大频率的光，该报警器均可正常工作 B．只增大光源发光的频率，烟雾报警器灵敏度将降低 C．烟雾浓度增大时，钠表面逸出的光电子数目将减少 D．只增大光源发光强度，烟雾探测器灵敏度将提高 6．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法错误的是（　　） A．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象 B．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C．卢瑟福在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念 D．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性 7．关于粒子的波动性，下列说法正确的是（　　） A．实物粒子具有波动性，仅是一种理论假设，无法通过实验验证 B．实物粒子的动能越大，其对应的德布罗意波波长越大 C．只有带电的实物粒子才具有波动性，不带电的粒子没有波动性 D．实物粒子的动量越大，其对应的德布罗意波的波长越短 8．如图甲所示是研究光电效应规律的实验电路。用波长为的单色光a照射阴极K，反复调节滑动变阻器，灵敏电流计的指针都不发生偏转；改用波长为的单色光b照射，调节滑动变阻器，测得流过灵敏电流计的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，则（　　） A．光波长小于 B．增加a光照射强度一定能使电流计指针偏转 C．若只改变阴极K的材料，图像与横轴交点不变 D．若只增加b光的照射强度，图像与横轴交点不变 9．如图所示，分别用功率相同的甲光和乙光照射相同的光电管阴极，甲光的频率为v1，乙光的频率为v2，v1<v2，产生的光电流I随阳极与阴极间电压U的变化规律，正确的是（　　） A． B． C． D． 10．真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为和）制成，极板正对面积为S，间距为d，相对介电常数。已知真空中光速为c，静电力常量为k，普朗克常量为h，元电荷为e。现用波长为的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量Q等于（    ） A． B． C． D． 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．下列说法正确的是（　　） A．赫兹是第一个通过实验证实电磁波存在的人 B．红外线的波长比紫外线的波长更长 C．德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时最先提出了光子说 D．原子从低能级向高能级跃迁时会放出光子 12．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率一定大于b光的频率 B．电源正极可能与接线柱c连接 C．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应 D．若增加b光的强度，则灵敏电流计G的指针会发生偏转 E．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e→G→f 13．原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是（　　） A．频率相同的光子能量相同 B．原子跃迁发射的光子频率连续 C．一群氢原子从4激发态跃迁，可产生6种频率的光子 D．激光照射金属板不可能发生光电效应 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。 （1）锌板带的是______电荷，请解释锌板带电的原因；______ （2）将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角会发生什么变化？______ （3）使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯或强度更大的红外线灯照射锌板，观察到的实验现象是怎样的？______ 15．如图所示，一静电计与锌板相连，用一紫外线灯照射锌板，关灯后，静电计指针保持一定偏角。完成下列填空： (1)紫外线照射锌板，_________能量被电子吸收（选填“光子”“光电子”或“光球”）。 (2)静电计带_________；锌板带_________（选填“负电荷”或“正电荷”）。 (3)用一带少量负电荷的金属小球与锌板接触，静电计指针偏角将_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (4)使静电计指针不偏转，再用相同强度的黄光灯照射锌板，静电计指针无偏转。那么，若改用光照强度更大的红光灯照射锌板，可观察到静电计指针_________（选填“有”“无”或“可能”）偏转。 16．原子从一个能级跃迁到另一个较低的能级时，有的并不发射光子。例如，在某种条件下，铬原子中能级上的电子跃迁到能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给能级上的电子，使之脱离原子，这个现象叫作俄歇效应，以这种方式脱离原子的电子叫作俄歇电子。已知铬原子能级公式可简化为，式中，2，3，…。A是已知常数，则上述俄歇电子的动能是多少？ 17．如图所示，光电管的阴极K用某种金属制成，闭合开关S，用发光功率为P的激光光源直接照射阴极K时，产生了光电流。移动变阻器的滑片，当光电流恰为零时，电压表的示数为U，已知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c，求： （1）激光在真空中的波长； （2）激光光源单位时间内产生的光子数N。 18．通过测量金属的遏止电压与入射光频率可以算出普朗克常量h，科学家密立根根据实验算出h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，验证了爱因斯坦方程式的正确性。下表是某次实验中得到的某金属的和的一些数据。（已知） 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501 （1）请分析表格数据，作出的图像； （2）求出普朗克常量h； （3）求出该金属的截止频率。 19．根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知电子的电荷量为e，质量为m，电子在第1轨道运动的半径为r1，静电力常量为k。氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足rn = n2r1，其中n为量子数，即轨道序号，rn为电子处于第n轨道时的轨道半径。电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子—原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：（以无穷远为电势能零点）。请根据以上条件完成下面的问题。 (1)试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式； (2)假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n = 3的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第3轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原子核的动能改变，试求氢原子乙电离后电子的动能。 试卷第6页，共7页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $