高中物理光电效应实验试题

近日，奥地利维也纳理工大学的一个科学家团队成功在两个单光子之间建立起强大的相互作用，据科学家介绍：两个相互作用的光子同时到达时显示。出与单个光子完全不同的行为，该项成果朝着轻拍校验量子通道或建立光学逻辑门发送信息迈出了重要一步。我们通过学习也了解了光子的初步知识，下列有关光子的现象以及相关说法正确的是____（填正确答案序号，选对一个给3分，选对两个给，4分，选对三个给6分，每选错一个扣3分，最低得0分）

A．如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应

B．大量光子产生的效果往往显示出波动性

C．当氢原子的电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量由频率条件决定。

D．一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时最多可以释放3种不同频率的光子

E．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子之间发生碰撞时，将一部分动量转移给电子，所以光子散射后波长变长

用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是

A．改用红光照射

B．改用X射线照射

C．改用强度更大的原紫外线照射

D．延长原紫外线的照射时间

关于光学现象在科学技术、生产和生活中的应用，下列说法中正确的是

A．用X光机透视人体是利用光电效应现象

B．门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象

C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象

D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象

下列说法正确的是（ ）

A．阴极射线是原子核内中子转变为质子时产生的高速电子流

B．2014年5月初南京丢失了铱 192放射源，牵动了许多南京人的心，是因为该放射源放出大剂量的射线会污染环境和危害生命

C．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较长的光照射该金属可能发生光电效应

D．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大

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）。由图可知普朗克常量为___________Js（保留两位有效数字）

下列说法中正确的是             。

A．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大

B．查德威克发现中子的核反应是：

C．衰变说明了粒子（电子）是原子核的组成部分

D．“探究碰撞中的不变量”的实验中得到的结论是碰撞前后两个物体mv的矢量和保持不变

下列说法正确的是(  ) （选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给6分。选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应

B．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构

C．一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短

D．发生光电效应时,入射光的光强一定，频率越高，逸出的光电子的最大初动能就越大

E．大量的氢原子从n＝3的能级向低能级跃迁时只会辐射两种不同频率的光

关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是              （有三个选项正确，选对一个得2分，选对两个得4分，选对三个得5分，选错一个扣3分，最低得0分）

A．光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子

B．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率

C．对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关

D．石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应

E.康普顿效应说明光具有粒子性

某金属的截止极限频率恰好等于氢原子量子数n=4能级跃迁到n=2能级所发出光的频率．氢原子辐射光子后能量     （选填“增大”、“不变”或“减小”）．现用氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级所发出的光照射该金属，则逸出光电子的最大初动能是       （已知氢原子n=1、2、4能级的能量值分别为E₁、E₂、E₄）．

（1）下列说法中正确的是 (      )

A．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子

B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一

C．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大

D．在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0越小

E．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变短
（2）静止的锂核（）俘获一个速度为7.7×10⁶m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（），它的速度大小是8.0×10⁶m/s，方向与反应前的中子速度方向相同。
①写出此核反应的方程式；
②求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；
③此反应过程中是否发生了质量亏损，说明依据。

下列说法中正确的是       。

A．粒子散射实验证明了原子核还可以再分

B．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构

C．分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，但用X射线照射时光电子的最大初动能较大

D．基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射多种频率的光子

下列说法中正确的是       。（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．光电效应实验揭示了光的粒子性

B．原子核发生一次β衰变，该原子核外就失去一个电子

C．原子核放出β粒子后，转变成的新核所对应的元素是原来的同位素

D．玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念

E．氢原子从低能级跃迁到高能级要吸收能量

(6分)下列说法正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)

A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构

B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应

C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短

D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并升高其温度，增加压强，它的半衰期也不会发生改变

E.两个质量较轻的原子核聚变成一个中等质量的原子核必然释放核能

）下列说法正确的是__________（选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给5分。选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型

B．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性

C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的

D．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说

E．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应
F．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大

（1）关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是              （有三个选项正确，选对一个得2分，选对两个得4分，选对三个得5分，选错一个扣3分，最低得0分）

A．光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子

B．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率

C．对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关

D．石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应

E.康普顿效应说明光具有粒子性
（2）一轻质弹簧竖直固定在地面上，上面连接一个质量为m₁=1kg的物体，平衡时物体离地面0.9m，弹簧所具有的弹性势能为0.5J。现在在距物体m₁正上方高为0.3m处有一个质量为m₂=1kg的物体自由下落后与弹簧上物体m₁碰撞立即合为一体，一起向下压缩弹簧。当弹簧压缩量最大时，弹簧长为0.6m。求（g取10m/s²）：

①碰撞结束瞬间两物体的动能之和是多少？
②弹簧长为0.6m时弹簧的弹性势能大小？