2024教科版高中物理选择性必修第三册同步练习--专题强化练5　光电效应与玻尔理论的综合

中小学教育资源及组卷应用平台 2024教科版高中物理选择性必修第三册同步 专题强化练5　光电效应与玻尔理论的综合问题 1.(2023四川成都七中月考)如图所示,图甲为氢原子的能级图,大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,用其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上,调节滑动变阻器的滑片,发现当电压表示数大于或等于2.5 V时,电流表示数才为零。则阴极K的逸出功为 (　　) 甲　　乙 A.9.59 eV　　B.7.7 eV C.4.39 eV　　D.2.5 eV 2.(2023四川绵阳期中)用a、b两种可见光照射同一光电效应装置,测得的光电流和电压的关系图像如图甲所示,图乙为氢原子的能级图。已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV范围内,下列说法正确的是 (　　) 甲 　　 乙 A.a光的波长比b光的小 B.用b光照射时,获得光电子的最大初动能较大 C.用大量E=12.7 eV的光子去照射基态的氢原子可以得到两种可见光 D.若a光是氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时发出的光,则b光是氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光 3.(2023湖北黄冈统考)“通过观测的结果,间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段,如通过光电效应实验确定光具有粒子性。弗兰克—赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所示,灯丝K发射出初速度不计的电子,K与栅极G间的电场使电子加速,G、A间加有0.5 V电压的反向电场使电子减速。电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入汞蒸气后,发现K、G间电压U每升高4.9 V时,电流表的示数I就会显著下降,如图2所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关,玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释。仅依据本实验结果构建的微观图景合理的是 (　　) 图1　　图2 A.汞原子基态和第一激发态的能级之差可能是4.9 eV B.存在同一个电子使多个汞原子发生跃迁的可能 C.相对于G极,在K极附近时电子更容易使汞原子跃迁 D.电流上升,是因为单位时间内使汞原子发生跃迁的电子个数减少 4.(2023山东威海期中)一群处于n=4能级的氢原子最终都回到基态,能发出不同频率的光,将这些光分别照射到图甲电路阴极K上,只能测得3条电流随电压变化的图像,如图乙所示,其中a光对应图线与横轴的交点坐标为-Ua=-6 V。已知氢原子的能级图如图丙所示,电子电荷量为e=1.6×10-19 C。 (1)求a光照射阴极K时逸出光电子的最大初动能Eka; (2)求该阴极K的逸出功W; (3)只有c光照射金属时,调节光电管两端电压,达到饱和光电流I=3.2 μA,若入射的光子全部引发了光电效应,求此时每秒钟照射到阴极K的光子总能量E。 甲　乙 丙 5.(2023江苏南通海门中学期中)已知氢原子的能级图如图甲所示,现用大量高能电子轰击一群处于基态的氢原子,轰击后可观测到氢原子发射不同波长的光有6种。利用氢原子发出的光照射某电路的K极,如图乙所示,发现电流表有示数,调节滑片P可使电流表示数减小到零,电极K由金属锌制成,其截止波长为372 nm,已知普朗克常量为h=6.6×10-34 J·s,真空中的光速c=3×108 m,1 eV=1.6×10-19 J。则: (1)实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动 (2)锌板逸出功及氢原子发射光子中能让电流表有示数的光子种数为多少 (3)电流表示数为零时,电压表的示数至少为多少 (4)高能电子的动能范围。 甲　　乙 专题强化练5　光电效应与玻尔理论的综合问题 1. A　由题意知遏止电压为Uc=2.5 V;又由于大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时,其中频率最高的光子能量为ε=E3-E1=12.09 eV,用其照射阴极K,由爱因斯坦光电效应方程得eUc=ε-W0,解得逸出功为W0=9.59 eV,选A。 思路点拨　玻尔理论与光电效应的综合问题的处理思路是先由氢原子跃迁前后的能级之差算出光子的能量,再结合爱因斯坦光电效应方程 ... ...