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专题 16.1 原子结构和波粒二象性【练】
1．（2022·北京·高三专题练习）研究光电效应的电路如图所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照
射密封真空管中的金属极板K，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流 I与AK之间的电压U的关系
图像如图乙所示。关于1、2、3三条曲线，下列说法正确的是（ ）
A．2、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线2对应的黄光较强
B．1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强
C．当滑动变阻器的滑片在最左端时，电流表示数一定为零
D．电压表示数越大，则光电流越大，截止频率越小
2．（2022·河北沧州·高三开学考试）1916年密立根测量金属的遏止电压 （即图甲所示电路中电流表G
的读数减小到零时加在电极K、A之间的反向电压）与入射光频率v的对应关系，实验中推导计算出普朗
克常量h。图乙为某光电管发生光电效应时遏止电压 与入射光频率v的关系图像，已知光电子的电荷量
为e，下列说法正确的是（ ）
A．电极K的金属材料的截止频率为
B．普朗克常量
C．电极K的金属材料逸出功随入射光频率的增大而减小D．光电子最大初动能与入射光频率成正比
3．（2022·河北秦皇岛·高三开学考试）如图所示，由波长为 和 的单色光组成的一束复色光，经半反半
1 2
透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光
中央亮条纹的中心位置，P 和P 分别是波长为 和 的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光
1 2 1 2
入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置射出。已知两束光照射某种金属时均可以发生光电效应。
则（ ）
A． < B．波长为 的光对应的折射率大
1 2 1
C．N是波长为 的光的出射位置 D．波长为 的光对应的电子最大初动能大
1 1
4．（2022·内蒙古包头·高三开学考试）图甲是研究光电效应的电路图，图乙是光电流与电压的关系。根据
图甲和图乙中提供的信息，下列说法正确的是（ ）
A．a光的光照强度等于c光的光照强度
B．a光的光照强度小于b光的光照强度
C．a光的频率小于c光的频率
D．a光的频率大于b光的频率
5．（多选）（2022·浙江·嘉兴一中高三期中）下列叙述中正确的是（ ）
A．一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半
B．根据玻尔理论，一个处于n=4能级的氢原子回到n=1能级的过程中，最多可放出3种频率不同的光子
C．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定小于原来重核的结合能
D． 吸收一个慢中子后，分裂成 和 还放出10个中子
6．（多选）（2022·江西景德镇·二模）如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，原子在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子。若用这些光照射逸出功为 2.49eV的金属钠，则下列说法正
确的是（ ）
A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最长
B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高
C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eV
D．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV
7．（多选）（2022·浙江·高三开学考试）如图所示为研究光电效应的实验装置，此时滑片 P位于中点O的
正上方，用光束照射光电管的极板K，电流表的指针发生偏转。移动滑片P，当电流表示数恰好为0时，
电压表指针指向某一刻度，下列说法正确的是（ ）
A．滑片P应向右滑动
B．电流表示数恰好为0时，电压表示数为遏止电压的大小
C．电压表指针指向某一刻度后，再移动滑片P，指针将不再偏转
D．用某种频率的光照射，电流表示数恰好为0时，读取电压表示数。换用另一种频率的光，同样操作后
也读取电压表示数，若两种光频率和电子电荷量已知，就可以测定普朗克常量
8．（多选）（2022·甘肃白银·高三开学考试）图甲、乙、丙、丁均为关于光电效应的四幅图像。下列说法
正确的是（ ）A．若电子的电荷量为e，则由图甲可得普朗克常量
B．由图乙可知，虚线对应金属的逸出功比实线对应金属的逸出功大
C．由图丙可知，在光的频率不变（即颜色不变）的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
D．由图丁可知，光电管两端的电压越高，光电流一定越大
9．（2022·江苏南京·三模）氦原子被电离一个核外电子后，形成类氢结构的氦离子 He+，其能级跃迁遵循
玻尔原子结构理论，能级图如甲图所示，已知普朗克常量h=6.63×10-34J∙s。若大量处于n=3能级的氦离子跃
迁并释放光子。用释放的光子照射光电管阴极，如图乙，K极板的逸出功为4.54eV。调节滑片P使微安表
示数恰好为0。求：
（1）辐射光子的最长波长；
（2）此时电压表的读数。
10．（2022·山西临汾·高三期中）如图为氢原子的能级示意图。已知可见光光子的能量范围为
1.64~3.19V，若使大量处于基态的氢原子被激发后，只能产生2条在可见光区的光谱线，则激发氢原子的
光子能量为（ ）A．10.20eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV
11．（2022·内蒙古赤峰·高三开学考试）氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢
系的公式为 ， 。电磁波谱如图所示，其中可见光的波长范
围是400nm~760nm，帕邢系中，氢原子可以发出（ ）
A．可见光 B．红外线 C．紫外线 D．X射线
12．（2022·北京·高三专题练习）如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束
单色光a和b，下列判断正确的是（ ）
A．在玻璃中的传播速率a光大于b光
B．a光的频率大于b光的频率
C．在玻璃中a光的波长大于b光的波长
D．b光更容易发生光电效应
13．（2022·宁夏六盘山高级中学模拟预测）如图甲所示，用高压激发氢光谱管，使光谱管中的氢原子大量
处于第5能级并辐射发光，其中某些光子打在连着验电器的锌板上，事先使锌板带负电，验电器张开一定
的角度。已知锌板表面的电子的逸出功是3.3eV，氢原子的能级示意图如图所示，则下列说法错误的是（
）
A．光谱管会放出10种不同频率的光子
B．光谱管发出的光都能使锌板发生光电效应
C．从锌板中溢出的光电子最大初动能的最大值为9.76eV
D．由于锌板表面的自由电子溢出，验电器的指针张角变小
14．（多选）（2022·浙江·高三开学考试）下列说法正确的是（ ）A．图甲中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较低的方向移动
B．图乙光电效应实验中滑动变阻器的触头向右移动，电流表的示数有可能增大
C．图丙 粒子散射实验中， 粒子与金原子中的电子碰撞可能会发生大角度偏转
D．图丁大量氢原子处于n＝4的激发态，跃迁过程中可能释放出6种频率的光子，其中从n＝4的能级跃迁
到n＝3能级辐射的光子波长最大
15．（多选）（2022·重庆·临江中学高三开学考试）如图所示，图甲为演示光电效应的实验装置；图乙为
a、b、c三种光照下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线。下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三种光的频率各不相同
B．b、c两种光的光强可能相同
C．若b光为绿光，a光不可能是紫光
D．图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的读数可能增大
16．（多选）（2022·浙江·高三开学考试）氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于 能级的氢原子，
用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图（b）电路阴极K的金属，只有1种频率的光能使之发生光电
效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图（c）所示。电子电荷量为 ，则下列说法正确的是（ ）
A．题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子
B．阴极金属的逸出功为
C．题述光电子能使处于 能级的氢原子电离
D．若图（c）中饱和光电流为 ，则 内最少有 个氢原子发生跃迁
17．（多选）（2022·福建省福州第一中学模拟预测）1899年，苏联物理学家列别捷夫首先从实验上证实
了“光射到物体表面上时会产生压力”，我们将光对物体单位面积的压力叫压强或光压。已知频率为 的
光子的动量为 ，式中h为普朗克常量（h=6.63×10-34J·s），c为光速（c=3×108m/s），某激光器发出的激
光功率为P=1000W，该光束垂直射到某平整元件上，其光束截面积为S=1.00mm2，该激光的波长 =500nm
下列说法正确的有（ ）
A．该激光器单位时间内发出的光子数可表示为
B．该激光定能使金属钨（截止频率为1.095×1015Hz）发生光电效应
C．该激光不能使处于第一激发态的氢原子（E=-3.4eV=-5.44×10-19J）电离
2
D．该光束可能产生的最大光压约为6.67Pa
18．（2022·江苏苏州·模拟预测）某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某单色光照
射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调
节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值 U称为遏止电压，根据
遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能 E 。现分别用频率为 和 的单色光照射阴极，测量到遏止
km
电压分别为U 和U，设电子质量为m，电荷量为e，求：
1 2
（1）用频率为 的光照射时，光电子的最大初速度v
（2）普朗克常数h
（3）阴极K金属的极限频率 。19．（2022·广东·高考真题）目前科学家已经能够制备出能量量子数 n较大的氢原子。氢原子第n能级的
能量为 ，其中 。图是按能量排列的电磁波谱，要使 的氢原子吸收一个光子后，
恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（ ）
A．红外线波段的光子 B．可见光波段的光子
C．紫外线波段的光子 D．X射线波段的光子
20．（2022·浙江·高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时
放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV
B．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大
C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态
21．（2021·江苏·高考真题）如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率
，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值 随电压U变化关系的图像是（ ）A． B．
C． D．
22．（2020·北京·高考真题）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于 能级上，下列说法正确的是
（ ）
A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B．从 能级跃迁到 能级比跃迁到 能级辐射的光子频率低
C．从 能级跃迁到 能级需吸收 的能量
D． 能级的氢原子电离至少需要吸收 的能量
