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第四章 原子结构和波粒二象性章末复习 学案 高中物理人教版（2019）选择性必修第三册
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《第四章 原子结构和波粒二象性》章末复习一、光电效应方程应用【例1】如图所示，一光电管的阴极用极限波长λ0=500nm的钠制成，用波长λ=300nm的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1V,光电流的饱和值I=0.56μA。求:(1)每秒内由K极发射的光电子个数;(2)电子到达A极时的最大动能。(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)【例2】研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中正确的是( )能级跃迁【例3】将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子。．(1)若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长为200nm的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的动能多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子质量me＝9.1×10－31 kg)课后巩固1．下列叙述中符合物理学史的有( )A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的C．巴耳末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说2．关于光电效应现象，下列说法正确的是( )A．只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B．在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比C．产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D．在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比3．现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。已知中子质量m＝1.67×10－27 kg，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10 m的热中子动能的数量级为( )A．10－17 J B．10－19 J C．10－21 J D．10－24 J4．(多选)2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法正确的是( )A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体的热辐射实质上是电磁辐射D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说5．(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子。其中莱曼系是指氢原子由高能级向n＝1能级跃迁时释放的光子，则( )A．10种光子中波长最短的是n＝5激发态跃迁到基态时产生的B．10种光子中有4种属于莱曼系C．使n＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D．从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量6．2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置进行的电子干涉实验．如图所示，从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明( )A．光具有波动性 B．光具有波粒二象性C．微观粒子也具有波动性D．微观粒子的波是一种电磁波7．(多选)如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置示意图，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是( )A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．只有少数的α粒子发生大角度偏转8．对于巴耳末公式，下列说法正确的是( )A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长C．巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长9．(多选)关于太阳光谱，下列说法正确的是( )A．太阳光谱是吸收光谱B．太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素10．(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)。由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014HzB．该金属的截止频率为5.5×1014HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功约为0.5eV11．(多选)氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光。已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，用λ1＞λ2则另一个波长可能是( )A．λ1＋λ2 B．λ1－λ2 C．eq \f(λ1λ2,λ1＋λ2) D．eq \f(λ1λ2,λ1－λ2)12．如右图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角。(1)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针 （填“有”或“无”）偏转。(2)若用与紫外线相同强度的绿光照射锌板，指针有偏转；则与紫外线照射相比，绿光照射锌板飞出的光电子最大初动能 （填“变大、变小或不变”），单位间内飞出的光电子数 （填“增多、减少或不变”）。(3)若测量光电管产生光电流的饱和电流值。电源的正极应接在________端(填“a”或“b”)；若饱和电流为8 μA，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是________个(已知电子电荷量为1.6×10－19 C)。13．已知氢原子基态的电子轨道半径为r1＝0.528×10－10 m，量子数为n的能级值为En＝eq \f(－13.6,n2 ) eV.(1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，在能级图上用箭头标明这些氢原子能发出的光谱线；(3)计算这几种光谱线中最短的波长。(静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108m/s)14．如图甲是光电效应实验装置，图乙是氢原子能级图．图甲中当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键K，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．(1)求该阴极材料的逸出功；(2)如将图甲中电源正负极对调连接，同时将电表按正确方法连接，调节滑动变阻器，使电压表读数为0.8V，求光电子到达阳极Q动能的最大值；(3)大量处于n＝4激发态的氢原子发生跃迁时，发出多种能量不同的光子，在所辐射出的各种能量的光子中，能使该阴极P发生光电效应的有几种不同频率的光子？当甲图中重新加上反向电压时，电压表示数最少达到多大时电流示数才能为零？《第四章 原子结构和波粒二象性》章末复习 答案例题1．答案：(1)3.5×1012个 (2)6.012×10-19J解析：(1)光电流达到饱和时,每秒内到达阳极A的电子数等于每秒内从阴极K发射出的光电子数,设每秒内发射的光电子数为n, 则n=Ite=0.56×10-61.60×10-19=3.5×1012(个)。根据爱因斯坦光电效应方程,当用波长为λ的紫光照射阴极时,光电子的最大初动能Ekm=hν-W0。而ν=cλ,W0=hν0=hcλ0,所以Ekm=hcλ-hcλ0=hc(1λ−1λ0)。在A、K之间加上电压U时,设电子到达A极时最大动能为Ekm',根据动能定理可得eU=Ekm'-Ekm,所以Ekm'=eU+Ekm=eU+hc(1λ−1λ0)=6.012×10-19 J 例题2．答案：C解析：虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以遏止电压相同；又因当入射光强度大时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选项C正确。例题3．答案：(1)8.21×1014Hz (2)5.51×10－19 J解析：(1)n＝2时，E2＝－eq \f(13.6,22)eV＝－3.4eV所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n＝∞的轨道，n＝∞时，E∞＝0。所以，要使处于n＝2激发态的原子电离，电离能为ΔE＝E∞－E2＝3.4eVν＝eq \f(ΔE,h)＝eq \f(3.4×1.6×10－19,6.63×10－34) Hz＝8.21×1014Hz(2)波长为200nm的紫外线一个光子所具有的能量E0＝hν＝6.63×10－34×eq \f(3×108,200×10－9) J＝9.95×10－19J电离能ΔE＝3.4×1.6×10－19 J＝5.44×10－19J由能量守恒hν－ΔE＝Ek代入数值解得：Ek＝5.51×10－19J。课后巩固答案：C 2．答案：D3．答案：C解析：由p＝eq \f(h,λ)及Ek＝eq \f(p2,2m)得，Ek＝eq \f(h2,2mλ2)＝eq \f(6.6262×10－68,2×1.67×10－27×1.822×10－20)J≈4×10－21J，C正确。4．答案：ACD解析：根据热辐射的定义，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射强度按波长的分布情况只与黑体的温度有关，B错误；普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，他认为能量是一份一份的，每一份是一个能量子，黑体辐射本质上是电磁辐射，故C、D正确。答案：AB 解析：n＝5激发态跃迁到基态时产生的光子的能量最大、频率最大，所以波长最短，选项A正确；由题知，从n＝5、4、3、2激发态跃迁到n＝1时发出的4种光子属于莱曼系，选项B正确；由图知，n＝5能级电离能为0.54eV，选项C错误；从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量大于n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量，选项D错误。6．答案：C7．答案：AD解析：α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来)，该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据，A正确；通过α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，B错误；发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，C错误；绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转，D正确。8．答案：C解析：巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，选项A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线，总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，故B错误，C正确。9．答案：AB 10．答案：AC11．答案：CD解析：各种可能情况如图所示，由E＝hν＝heq \f(c,λ)知①：λ3＝eq \f(hc,E3－E1)＝eq \f(1,\f(E3－E2＋E2－E1,hc))＝eq \f(1,\f(1,λ1)＋\f(1,λ2))＝eq \f(λ1λ2,λ1＋λ2)②：λ3＝eq \f(hc,E2－E1)＝eq \f(1,\f(E3－E1－E3＋E2,hc))＝eq \f(1,\f(1,λ2)－\f(1,λ1))＝eq \f(λ1λ2,λ1－λ2)③：λ3＝eq \f(hc,E3－E2)＝eq \f(1,\f(E3－E1－E2＋E1,hc))＝eq \f(1,\f(1,λ2)－\f(1,λ1))＝eq \f(λ1λ2,λ1－λ2) 12．答案：无；变小；增多；a 5×101313．解析：(1)核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑引力提供向心力，则eq \f(ke2,r\o\al(2,1))＝eq \f(mv2,r1)，又知Ek＝eq \f(1,2)mv2，故电子在基态轨道上运动的动能为：Ek＝eq \f(ke2,2r1)＝eq \f(9×109×1.6×10－192,2×0.528×10－10)J≈2.18×10－18 J≈13.6eV(2)当n＝1时，能级值为E1＝eq \f(－13.6,12)eV＝－13. eV当n＝2时，能级值为E2＝eq \f(－13.6,22)eV＝－3.4eV当n＝3时，能级值为E3＝eq \f(－13.6,32)eV≈－1.51eV能发出的光谱线分别为3→2、2→1、3→1共3种，能级图如图所示．(3)由E3向E1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短．hν＝E3－E1，又知ν＝eq \f(c,λ)，则有λ＝eq \f(hc,E3－E1)≈1.03×10－7 m.14．解：（1）依据动能定理，则有：﹣eUc＝0﹣Ekm；根据光电效应方程有：Ekm＝hν﹣W0；且Ekm＝eU0，则有：eU0＝hν﹣W0；解得：W0＝hγ﹣eU0＝2.5﹣0.6eV＝1.9eV；（2）电源正负对调，加的是正向电压，根据动能定理，则有：eU0＝Ekm﹣Ek解得：Ekm＝eU+Ek＝0.8+0.6eV＝1.4eV（3）根据玻尔跃迁公式，则有：△E32＝E3﹣E2＝﹣1.51﹣(﹣3.4)eV＝1.89eV；△E43＝E4﹣E3＝﹣0.85﹣(﹣1.51)eV＝0.66eV；共有6种不同频率的光子，其中只有4种频率的光子能使该阴极发生光电效应，根据玻尔跃迁公式，则有：△E41＝E4﹣E1＝﹣0.85﹣(﹣13.6)eV＝12.75eV；依据光电效应方程，则：Ekm′＝△E41﹣W0＝12.75﹣1.9eV＝10.85eV根据动能定理，则有：﹣eUm＝0﹣Ekm′解得：Um＝10.85V；
《第四章 原子结构和波粒二象性》章末复习一、光电效应方程应用【例1】如图所示，一光电管的阴极用极限波长λ0=500nm的钠制成，用波长λ=300nm的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1V,光电流的饱和值I=0.56μA。求:(1)每秒内由K极发射的光电子个数;(2)电子到达A极时的最大动能。(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)【例2】研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中正确的是( )能级跃迁【例3】将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子。．(1)若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长为200nm的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的动能多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子质量me＝9.1×10－31 kg)课后巩固1．下列叙述中符合物理学史的有( )A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的C．巴耳末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说2．关于光电效应现象，下列说法正确的是( )A．只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B．在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比C．产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D．在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比3．现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。已知中子质量m＝1.67×10－27 kg，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10 m的热中子动能的数量级为( )A．10－17 J B．10－19 J C．10－21 J D．10－24 J4．(多选)2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法正确的是( )A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体的热辐射实质上是电磁辐射D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说5．(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子。其中莱曼系是指氢原子由高能级向n＝1能级跃迁时释放的光子，则( )A．10种光子中波长最短的是n＝5激发态跃迁到基态时产生的B．10种光子中有4种属于莱曼系C．使n＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D．从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量6．2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置进行的电子干涉实验．如图所示，从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明( )A．光具有波动性 B．光具有波粒二象性C．微观粒子也具有波动性D．微观粒子的波是一种电磁波7．(多选)如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置示意图，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是( )A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．只有少数的α粒子发生大角度偏转8．对于巴耳末公式，下列说法正确的是( )A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长C．巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长9．(多选)关于太阳光谱，下列说法正确的是( )A．太阳光谱是吸收光谱B．太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素10．(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)。由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014HzB．该金属的截止频率为5.5×1014HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功约为0.5eV11．(多选)氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光。已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，用λ1＞λ2则另一个波长可能是( )A．λ1＋λ2 B．λ1－λ2 C．eq \f(λ1λ2,λ1＋λ2) D．eq \f(λ1λ2,λ1－λ2)12．如右图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角。(1)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针 （填“有”或“无”）偏转。(2)若用与紫外线相同强度的绿光照射锌板，指针有偏转；则与紫外线照射相比，绿光照射锌板飞出的光电子最大初动能 （填“变大、变小或不变”），单位间内飞出的光电子数 （填“增多、减少或不变”）。(3)若测量光电管产生光电流的饱和电流值。电源的正极应接在________端(填“a”或“b”)；若饱和电流为8 μA，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是________个(已知电子电荷量为1.6×10－19 C)。13．已知氢原子基态的电子轨道半径为r1＝0.528×10－10 m，量子数为n的能级值为En＝eq \f(－13.6,n2 ) eV.(1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，在能级图上用箭头标明这些氢原子能发出的光谱线；(3)计算这几种光谱线中最短的波长。(静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108m/s)14．如图甲是光电效应实验装置，图乙是氢原子能级图．图甲中当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键K，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．(1)求该阴极材料的逸出功；(2)如将图甲中电源正负极对调连接，同时将电表按正确方法连接，调节滑动变阻器，使电压表读数为0.8V，求光电子到达阳极Q动能的最大值；(3)大量处于n＝4激发态的氢原子发生跃迁时，发出多种能量不同的光子，在所辐射出的各种能量的光子中，能使该阴极P发生光电效应的有几种不同频率的光子？当甲图中重新加上反向电压时，电压表示数最少达到多大时电流示数才能为零？《第四章 原子结构和波粒二象性》章末复习 答案例题1．答案：(1)3.5×1012个 (2)6.012×10-19J解析：(1)光电流达到饱和时,每秒内到达阳极A的电子数等于每秒内从阴极K发射出的光电子数,设每秒内发射的光电子数为n, 则n=Ite=0.56×10-61.60×10-19=3.5×1012(个)。根据爱因斯坦光电效应方程,当用波长为λ的紫光照射阴极时,光电子的最大初动能Ekm=hν-W0。而ν=cλ,W0=hν0=hcλ0,所以Ekm=hcλ-hcλ0=hc(1λ−1λ0)。在A、K之间加上电压U时,设电子到达A极时最大动能为Ekm',根据动能定理可得eU=Ekm'-Ekm,所以Ekm'=eU+Ekm=eU+hc(1λ−1λ0)=6.012×10-19 J 例题2．答案：C解析：虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以遏止电压相同；又因当入射光强度大时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选项C正确。例题3．答案：(1)8.21×1014Hz (2)5.51×10－19 J解析：(1)n＝2时，E2＝－eq \f(13.6,22)eV＝－3.4eV所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n＝∞的轨道，n＝∞时，E∞＝0。所以，要使处于n＝2激发态的原子电离，电离能为ΔE＝E∞－E2＝3.4eVν＝eq \f(ΔE,h)＝eq \f(3.4×1.6×10－19,6.63×10－34) Hz＝8.21×1014Hz(2)波长为200nm的紫外线一个光子所具有的能量E0＝hν＝6.63×10－34×eq \f(3×108,200×10－9) J＝9.95×10－19J电离能ΔE＝3.4×1.6×10－19 J＝5.44×10－19J由能量守恒hν－ΔE＝Ek代入数值解得：Ek＝5.51×10－19J。课后巩固答案：C 2．答案：D3．答案：C解析：由p＝eq \f(h,λ)及Ek＝eq \f(p2,2m)得，Ek＝eq \f(h2,2mλ2)＝eq \f(6.6262×10－68,2×1.67×10－27×1.822×10－20)J≈4×10－21J，C正确。4．答案：ACD解析：根据热辐射的定义，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射强度按波长的分布情况只与黑体的温度有关，B错误；普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，他认为能量是一份一份的，每一份是一个能量子，黑体辐射本质上是电磁辐射，故C、D正确。答案：AB 解析：n＝5激发态跃迁到基态时产生的光子的能量最大、频率最大，所以波长最短，选项A正确；由题知，从n＝5、4、3、2激发态跃迁到n＝1时发出的4种光子属于莱曼系，选项B正确；由图知，n＝5能级电离能为0.54eV，选项C错误；从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量大于n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量，选项D错误。6．答案：C7．答案：AD解析：α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来)，该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据，A正确；通过α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，B错误；发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，C错误；绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转，D正确。8．答案：C解析：巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，选项A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线，总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，故B错误，C正确。9．答案：AB 10．答案：AC11．答案：CD解析：各种可能情况如图所示，由E＝hν＝heq \f(c,λ)知①：λ3＝eq \f(hc,E3－E1)＝eq \f(1,\f(E3－E2＋E2－E1,hc))＝eq \f(1,\f(1,λ1)＋\f(1,λ2))＝eq \f(λ1λ2,λ1＋λ2)②：λ3＝eq \f(hc,E2－E1)＝eq \f(1,\f(E3－E1－E3＋E2,hc))＝eq \f(1,\f(1,λ2)－\f(1,λ1))＝eq \f(λ1λ2,λ1－λ2)③：λ3＝eq \f(hc,E3－E2)＝eq \f(1,\f(E3－E1－E2＋E1,hc))＝eq \f(1,\f(1,λ2)－\f(1,λ1))＝eq \f(λ1λ2,λ1－λ2) 12．答案：无；变小；增多；a 5×101313．解析：(1)核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑引力提供向心力，则eq \f(ke2,r\o\al(2,1))＝eq \f(mv2,r1)，又知Ek＝eq \f(1,2)mv2，故电子在基态轨道上运动的动能为：Ek＝eq \f(ke2,2r1)＝eq \f(9×109×1.6×10－192,2×0.528×10－10)J≈2.18×10－18 J≈13.6eV(2)当n＝1时，能级值为E1＝eq \f(－13.6,12)eV＝－13. eV当n＝2时，能级值为E2＝eq \f(－13.6,22)eV＝－3.4eV当n＝3时，能级值为E3＝eq \f(－13.6,32)eV≈－1.51eV能发出的光谱线分别为3→2、2→1、3→1共3种，能级图如图所示．(3)由E3向E1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短．hν＝E3－E1，又知ν＝eq \f(c,λ)，则有λ＝eq \f(hc,E3－E1)≈1.03×10－7 m.14．解：（1）依据动能定理，则有：﹣eUc＝0﹣Ekm；根据光电效应方程有：Ekm＝hν﹣W0；且Ekm＝eU0，则有：eU0＝hν﹣W0；解得：W0＝hγ﹣eU0＝2.5﹣0.6eV＝1.9eV；（2）电源正负对调，加的是正向电压，根据动能定理，则有：eU0＝Ekm﹣Ek解得：Ekm＝eU+Ek＝0.8+0.6eV＝1.4eV（3）根据玻尔跃迁公式，则有：△E32＝E3﹣E2＝﹣1.51﹣(﹣3.4)eV＝1.89eV；△E43＝E4﹣E3＝﹣0.85﹣(﹣1.51)eV＝0.66eV；共有6种不同频率的光子，其中只有4种频率的光子能使该阴极发生光电效应，根据玻尔跃迁公式，则有：△E41＝E4﹣E1＝﹣0.85﹣(﹣13.6)eV＝12.75eV；依据光电效应方程，则：Ekm′＝△E41﹣W0＝12.75﹣1.9eV＝10.85eV根据动能定理，则有：﹣eUm＝0﹣Ekm′解得：Um＝10.85V；
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