章末总结 以图入题·构建情境·自主总结·悟透模型 情境提点 模型-规律-方法-结论 热点一 光电效应 1.(2024·海南卷)利用如图所示的装置研究光电效应,单刀双掷开关S接1,用频率为ν1的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为U1,已知电子电荷量为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是( ) [A] 其他条件不变,增大光强,电压表示数增大 [B] 改用频率比ν1更大的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为U1 [C] 其他条件不变,使开关S接2,电流表示数仍为零 [D] 光电管阴极材料的截止频率νc=ν1- 【答案】 D 【解析】 由题图可知,当开关S接1时,光电管两端所加电压是反向电压,由eU1=Ek,Ek=hν1-W0可得,eU1=hν1-W0,其他条件不变时,增大光强,电压表的示数不变,A错误;若改用频率比ν1更大的光照射时,由于金属的逸出功不变,可得遏止电压变大,即调整电流表的示数为零,此时电压表示数大于U1,B错误;其他条件不变,当开关S接2时,光电管两端所加电压是正向电压,且hν1>W0,电流表示数不为零,C错误;由eU1=hν1-W0,W0=hνc可得,光电管阴极材料的截止频率为νc=ν1-,D正确。 2.(2024·浙江1月选考卷)如图所示,金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子,最大速率为vm。正对M放置一金属网N,在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d(远小于板长),电子的质量为m,电荷量为e,则( ) [A] M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 [B] 只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能(m+eU) [C] 电子从M到N过程中y方向位移大小最大为vmd [D] M、N间加反向电压 时电流表示数恰好为零 【答案】 C 【解析】 根据动能定理,从金属板M上逸出的光电子到达N板时有eU=Ekm-m,则到达N板时的最大动能为 Ekm=eU+m,与两极板间距离无关,与电子从金属板中逸出的方向无关,选项A、B错误;平行极板M射出的电子到达N板时在y轴方向的位移最大,则电子从M到N过程中,y轴方向最大位移为y=vmt,d=··t2,解得 y=vmd,选项C正确;M、N间加反向电压,电流表示数恰好为零时,则eUc=m,解得 Uc=,选项D错误。 热点二 能级跃迁 3.(2024·安徽卷)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置,其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图,已知紫外光的光子能量大于3.11 eV,当大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射不同频率的紫外光有( ) [A] 1种 [B] 2种 [C] 3种 [D] 4种 【答案】 B 【解析】 大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时,能够辐射出不同频率的光子,共有= 3种,辐射出光子的能量分别为ΔE1=E3-E1=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,ΔE2=E3-E2= -1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV,ΔE3=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,其中ΔE1>3.11 eV, ΔE2<3.11 eV,ΔE3>3.11 eV,所以辐射不同频率的紫外光有2种,故B正确。 4.(多选)(2024·重庆卷)我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线(如图),则( ) [A] Hα的波长比Hβ的小 [B] Hα的频率比Hβ的小 [C] Hβ对应的光子能量为3.4 eV [D] Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态 【答案】 BD 【解析】 由题图可知n=3与n=2的能级差小于n=4与 n=2 的能级差,由ε=hν,c= λν可知,Hα的频率小、波长大,A错误,B正确;Hβ对应的光子能量为 E=-0.85 eV-(-3.4 eV)=2.55 eV,C错误;氢原子从基态跃迁到激发态至少需要能量 E′=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV>2.55 eV,故Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态,D正确。 5.(多选)(2024·贵州卷)我国在贵州平塘建成了世界最大单口径球面射电望远镜FAST,其科学目标之一是搜索地外文明。在宇宙中,波长位于搜 ... ...
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