重难点19光电效应

1．已知钙和钠的截止颇率分别为7.73×10¹⁴Hz和5.53×10¹⁴Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，则下列说法正确的是（　　）
A．钙具有较大的逸出功
B．钙的遏止电压较大
C．钙逸出的光电子最大初动能较大
D．钙更容易发生光电效应
2．如图所示是某种金属在不同频率的光照情况测得的遏止电压

和光照频率v之间的关系曲线，（已知普朗克常量

）根据该曲线可知下面说法或判断正确的是（　　）

A．光子能量大于

的光可以使该金属发生光电效应
B．图中（

，0.50）点的含义是指用

的光照射该金属，光电子获得的动能一定为

C．已知氢原子基态能量为

，则处于能级2的氢原子跃迁到基态释放的光子可以使该金属发生光电效应
D．光电效应的实验结果可用量子观点解释，说明光子具有动量
3．如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为A、B、C三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和截止频率。以下说法正确的是（　　）

A．若B光为绿光，C光可能是紫光
B．若B光为绿光，A光可能是紫光
C．若B光光子能量为2.81eV，用它照射由金属铷制成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n=3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
D．若B光光子能量为2.81eV，用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
4．在如图所示的光电效应实验中，将滑动触头P移到a端。用单色光M照射阴极K时，电流计G的指针不会发生偏转；将滑动触头P移到b端，用单色光N照射阴极K时，电流计G的指针会发生偏转，则下列说法正确的是（　　）

A．M光的强度一定小于N光的强度
B．M光的频率一定大于N光的频率
C．用N光照射阴极K时将P移到a端，电流计G的指针一定会发生偏转
D．用M光照射阴极K时将P移到c处，电流计G的指针可能会发生偏转
5．在光电效应实验中，两种不同波长的紫外光a和b以不同的强度分别照射同一块金属表面，两者都有光电子逸出。已知a光的波长和强度为：

、

；b光的波长和强度为：

、

。下列说法正确的是（　　）
A．a光照射时金属的逸出功比b光照射时大
B．a光照射时需要的遏止电压比b光照射时小
C．a光照射时产生的光电流与b光照射时相同
D．a光照射时光电子的最大初动能比b光照射时大
6．如图所示是某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能

与入射光频率的关系图线，a、b均为已知量

。由图线可知（　　）

A．该金属的逸出功

B．斜率表示普朗克常量的倒数
C．图中a与b的值与入射光的强度、频率均有关
D．若入射光频率为

，则光电子的最大初动能为

7．如图为氢原子的能级示意图，处于

能级的大量氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子再照射到逸出功为2.30eV的某金属板上。下列说法正确的是（　　）

A．跃迁时可辐射出8种不同频率的光子
B．从金属板中逸出光电子的最大初动能为10.45eV
C．从金属板中逸出的光电子就是β射线
D．共有3种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象
8．已知某光电管的极限频率为

，现用频率为

的单色光照射这种金属，如图能发生光电效应，改变加在光电管两端的电压，测得电流随电压变化的图象如图所示。已知电子的电荷量大小为e，普朗克常量为h，则遏止电压的大小

为（）

A．

B．

C．

D．

9．如图甲所示为光电效应实验的电路图，某次实验中保持光的颜色和光照强度不变，通过实验操作，得到电流表的示数I随电压表的示数U变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A．滑动变阻器的滑片向右移，电流表的读数一定增大
B．金属K的逸出功等于eU_c
C．光电子的最大初动能等于eU_c
D．保持光的颜色不变，只增加光照强度，图乙

图像的U_c会增大
10．图甲是“光电效应”实验电路图，图乙为某次“光电效应”实验中得到的同一光电管两端的遏止电压U_c随入射光频率

变化的函数关系图象。下列判断正确的是（　　）

A．入射光的频率

不同，遏止电压U_c相同
B．可以利用图甲的电路研究“光照强度不变时，随着电压表示数的增大，光电流趋于一个饱和值”
C．只要光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同
D．入射光的频率

不同，光照强度不同，U_c－

图象的斜率相同
11．紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到K极时，电压表有读数且启动报警装置。已知太阳光中紫外线频率主要在

之间，而明火中的紫外线波长主要在

之间，下列说法正确的是（　　）

A．为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于

B．只有明火照射时间足够长，电压表才会有示数
C．图中电源左边接电源正极有利于提高报警装置的灵敏度
D．可以通过图中电压表示数变化监测火情的变化
12．小宇同学参加学校科技嘉年华，设计了一个光电烟雾探测器，如图所示，S为光源，发出一束光，当有烟雾进入探测器时，来自S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面（钠的极限频率为6.00×10¹⁴Hz）时，会产生光电子当光电流大于10^－⁸A时，便会触发报警系统报警。已知元电荷e=1.6×10^－¹⁹C，下列说法不正确的是（　　）

A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于0.5μm
B．若光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，则光源越强，光电烟雾探测器探测到光电子数越多
C．光束遇到烟雾发生散射是一种折射现象
D．若5%射向光电管C的光子会产生光电子，当报警器报警时，每秒射向钠表面的光子数日最少是1.25×10¹²个
13．2018年中国散裂中子源

将迎来验收，目前已建设的3台谱仪也将启动首批实验．有关中子的研究，下列说法正确的是（）
A．Th核发生一次

衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
B．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应
C．卢瑟福通过分析

粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
14．某创新实验小组为研究电子在平行金属板间运动的规律，设计了如图所示的实验：让一束频率为v的单色光照射某碱金属，电子通过速度选择器后，使具有最大初动能的电子沿中轴线水平射入水平放置的平行板电容器A、B极板之间，发现光电子恰能从B极板的右边缘飞出。已知平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，极板长为L、间距为d，普朗克常量为h，电子的电荷量为e，不计电子重力和电子间的相互作用，整个装置放在真空中。则以下说法中正确的是

A．增加单色光的照射强度，则光电子不能从电容器中飞出
B．将A极板向下移动少许，则光电子不能从电容器中飞出
C．光电子的最大初动能为

D．该碱金属的逸出功为

15．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而且另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转。下列说法正确的是（　　）

A．a光的频率一定大于b光的频率
B．电源正极可能与c接线柱连接
C．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应
D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e→G→f
16．大量处于n= 4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，用这些光照射如图甲所示的光电管的阴极K。已知氢原子的部分能级图如图乙所示，阴极K为金属钨，其逸出功为4.54eV。可见光的波长范围为4.07×10^-7m—7.6×10^-7m，普朗克常量h= 6.6×10^-34J×s，真空中的光速为3.0×10⁸m/s，则下列说法中正确的是（）

A．这些氢原子最多能发出6种不同频率的光
B．跃迁到基态时，会辐射γ射线
C．能使金属钨发生光电效应的光有3种，且都不是可见光
D．若将滑动变阻器的滑片调到最左端，电路中的光电流可能变为0
17．在光电效应实验中，分别用频率为

、

的单色光

、

照射到同种金属上，测得相应的截止电压分别为

和

、光电子的最大初动能分别为

和

．

为普朗克常量．下列说法正确的是（　　）
A．若

，则一定有

B．若

，则一定有

C．若

，则一定有

D．若

，则一定有

18．利用如图所示的电路研究光电效应现象，其中电极K由某种金属制成，其逸出功为

，用某一频率的光照射时，逸出光电子的最大初动能为

，电流表的示数为I。已知普朗克常量约为

，下列说法正确的是（　　）

A．该金属发生光电效应的极限频率约为

B．若入射光频率减半，将不发生光电效应现象
C．若入射光频率加倍，电流表的示数变为2I
D．若入射光频率加倍，遏止电压的大小将变为

0V
19．光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在光度测量、有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图（a）所示，图（b）是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的

图线，

、

表示遏止电压，下列说法中正确的是（　　）

A．图（a）中光电管两端所加的电压为反向电压
B．甲光照射时光电子的最大初动能比丙光照射时光电子的最大初动能大
C．分别用甲光、丙光做双缝干涉实验，甲光的干涉条纹比丙光的宽
D．甲、乙是相同频率的光，甲比乙在单位时间内发射的光子数多
20．某同学在研究某金属的光电效应现象时，发现该金属逸出光电子的最大初动能E_k与入射光频率ν的关系如图所示，若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为a和-b，已知电子所带电荷量为e，由图线可以得到（　　）

A．该金属的逸出功为零
B．当入射光的频率为5a时，遏止电压为

C．当入射光的频率为4a时，逸出光电子的最大初动能为2b
D．普朗克常量为

，单位为J·s
21．关于波粒二象性，下列说法正确的是（　　）
A．子弹德布罗意波的波动性有可能导致狙击手射击目标脱靶
B．研究石墨对X射线散射的康普顿效应中，散射光波长大于入射光波长
C．根据不确定性关系

，不可能同时准确地知道微观粒子的位置和动量
D．单缝衍射中央亮纹的光强占整个光强的95%以上，若只让一个光子通过单缝，那么该光子可能落在暗纹处
22．关于物质的波粒二象性，下列说法中正确的是（　　）
A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道
C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的
D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
23．如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为

的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（　　）

A．若只让滑片P向D端移动，则电流表的示数一定增大
B．若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大
C．若改用波长小于

的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大
D．若改用波长大于

的单色光照射光电管的阴极K，则电流表可能有示数
24．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果，由表中数据得出的论断中正确的是（　　）

A．甲、乙两组实验中所用的金属板材质相同
B．甲组实验所采用的入射光波长更长
C．甲组实验若入射光子的能量为5.0eV，逸出光电子的最大动能为2.2eV
D．乙组实验若入射光子的能量为5.0eV，相对光强越强，光电流越大
25．雨过天晴，天空中悬浮着一颗球形小水珠，一缕阳光水平入射，如图所示，则关于甲光、乙光和丙光，以下表述正确的是（　　）

A．若甲光是氢原子从

向

跃迁时产生的，则乙光可能是

向

跃迁时产生的
B．用同一装置做光的双缝干涉实验，甲光的干涉条纹间距一定大于乙光的干涉条纹间距
C．用甲光、乙光和丙光，照射同一金属板，若乙光能发生光电效应，则甲光不一定能发生光电效应，丙光一定能发生光电效应
D．逐渐增大左侧入射光线的入射角，右侧出射光线中丙光最先消失，甲光最后消失
26．北京时间2017年7月19日上午，杭州、宁波等浙江多地出现日晕（如图甲所示）。日晕是当日光通过卷层云中的冰晶时，发生折射或反射形成的。图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光。下列说法正确的是（　　）

A．a光的波长大于b光的波长
B．b光比a光更容易发生衍射现象太阳光
C．a光的光子动量小于b光的光子动量
D．用a光照射光电管能产生光电流，用b光照射光电管也能能产生光电流
27．一定强度的激光S（含有两种频率的复色光）以相同的角度同时从O点沿SO方向射入同一块横截面为半圆形玻璃柱体，其透射光线从圆弧上射出A、B两束光，如图甲所示。现让A、B、S三束光分别照射相同的光电管的阴极（如图乙所示），其中A光照射恰好有光电流产生，下列说法正确的有（　　）

A．B光折射率比A光折射率小
B．B光照射光电管的阴极，一定有光电子打出
C．A光穿过玻璃砖所用的时间比B光穿过玻璃砖所用的时间长
D．S光和A光分别照射光电管的阴极时，A光打出的光电子的最大初动能较大
28．如图所示是利用光电管研究光电效应的实验原理图，用一定强度的某频率的可见光照射光电管的阴极K，电流表中有电流通过，则（　　）

A．若改用紫外线照射阴极K，电流表中一定有电流通过
B．若将电源反接，光电管中可能有电流通过
C．若减小可见光的光照强度，电流表中一定无电流通过
D．若将滑动变阻器的滑动触头置于b端，电流表中一定有电流通过
29．用如图所示的装置研究光电效应现象．用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，求：
（1）光电子的最大初动能；
（2）光电管阴极的逸出功．（以eV为单位）

30．如图所示为氢原子最低的四个能级，当一群氢原子处于n=4的能级上向低能级跃迁时：
(1)有可能放出几种能量的光子？
(2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？
(3)已知金属钠的截止频率为5.53×10¹⁴Hz，普朗克常量h=6.63×10^-34J·s。请通过计算判断，所有放出的光子中能使钠发生光电效应的光子有几种。

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