高考物理知識點二輪復習練：光電效應（word版含答案）

1、光電效應一、選擇題（共15題）1下列說法正確的是（）A光電效應現(xiàn)象說明光具有波動性B氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)要輻射出光子C通過化學的方法可以改變放射性物質(zhì)的半衰期D原子核衰變輻射出的射線在電場或磁場中都會發(fā)生偏轉(zhuǎn)2下列有關(guān)近現(xiàn)代物理學的說法正確的是（）A鈾核裂變的核反應方程為B盧瑟福的光電效應實驗表明光子具有能量，康普頓效應表明光子具有動量C按照玻爾理論，氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，勢能增大，但氫原子的能量減小D德布羅意根據(jù)光的波粒二象性，大膽提出假設(shè)，認為實物粒子也具有波動性3小理利用如圖一所示的裝置研究光電效應實驗，用甲、乙、丙三條可見光照射同一

2、光電管，得到如圖二所示的三條光電流與電壓的關(guān)系曲線。下列說法中正確的是（）A同一光電管對不同單色光的極限頻率不同B電流表A的電流方向一定是a流向bC甲光對應的光電子最大初動能最大D如果丙光是紫光，則乙光可能是黃光4在光電效應實驗中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應，下列說法正確的是（）A增大入射光的頻率，光電流增大B減小入射光的強度，光電效應現(xiàn)象消失C改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應D改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動能變大5分光器是光纖通信設(shè)備中的重要元件，主要用來分配光纖通信中的不同鏈路。如圖，為某一型號分光器的原理示意圖，一束由兩種不同頻率單色光組成的復色光，從空氣

3、射向平行玻璃磚的上表面，玻璃磚下表面鍍有反射層，光束經(jīng)兩次折射和一次反射后，從玻璃磚上表面射出兩束單色光。已知兩種色光由玻璃射向空氣發(fā)生全發(fā)射的臨界角均小于42，下列說法正確的是（）A光在玻璃磚中的傳播時間大于光在玻璃磚中的傳播時間B從玻璃磚上表面射出的兩束單色光不平行C若用光分別照射某金屬均能發(fā)生光電效應，則光照射產(chǎn)生的光電子最大初動能小于光照射產(chǎn)生的光電子最大初動能D用同一雙縫干涉實驗裝置進行干涉實驗，光干涉條紋間距大于光干涉條紋間距6鋅的逸出功是。如圖為氫原子的能級示意圖，則下列對氫原子在能級躍遷過程中的特征認識，正確的是（）A用能量為的光子轟擊氫原子，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)B

4、一群處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能放出3種不同頻率的光C一群處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為D用氫原子從高能級直接向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板一定能產(chǎn)生光電效應7波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的為（）A電子束通過雙縫后形成的干涉圖樣可用電子的粒子性解釋B光電效應實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)C康普頓效應說明光具有波動性D黑體既不反射電磁波，也不向外輻射電磁波82021年12月9日，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站進行太空授課。若本次直播通信使用電磁波的波長范圍為，則該電磁

5、波中能量子最大值為（）ABCD9如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進行光電效應探究，顏色相同的a、b兩束光分別照射1、2兩種材料，光電流I隨電壓U變化關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是（）Aa、b光的頻率Ba、b兩光的光照強度相同C光電子的最大初動能D材料1、2的截止頻率10如圖所示，陰極K用極限波長0=0.66m的金屬銫制成，現(xiàn)用綠光照射陰極K，調(diào)整兩個極板電壓，當A極板電壓比陰極高出2.5V時，光電流達到飽和，電流表示數(shù)為I=0.64A，當A極板電壓比陰極低0.6V時，光電流恰好為零，電子的電荷量e=1.601019C，以下說法正確的是（）A每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)6.41012個B光電子

6、飛出陰極時的最大初動能為9.61020JC如果把照射陰極的綠光的光強增大為原來的2倍，飽和光電流仍然不變D現(xiàn)改用波長為0.74m的紅光照射，從陰極飛出的光電子的最大初動能會增大11某氦氖激光器發(fā)光的功率為P，發(fā)射頻率為的單色光，真空中光速為c，下列說法正確的是（）A激光器每秒發(fā)射的光子數(shù)為B每個光子的能量為C該單色光在真空中的波長為D單色光從空氣進入水中后波長變大12光電管如圖所示，用某頻率的單色光照射密封在真空管中的左側(cè)極板，發(fā)生光電效應，經(jīng)過一段時間，A、B兩端電壓保持穩(wěn)定，下列說法正確的是（）AB端電勢高于A端電勢B若僅增大單色光的光強，A、B兩端電壓增大C若換頻率更小的單色光照射，A、

7、B兩端電壓可能為零D若換頻率更大的單色光照射，A、B兩端電壓減小13下表中給出了三種金屬材料的極限波長，其中兩種材料發(fā)生光電效應時逸出光電子的最大初動能Ek與入射光頻率 的關(guān)系如圖所示，則（）材料鈉銅鉑極限波長（nm）541268196A這三種材料中，金屬鈉的逸出功最大B圖中a、b兩條圖線的斜率都等于普朗克常量hC如果圖線a表示的材料是銅，則圖線b表示的材料是鈉D用波長400nm的光分別照射這三種金屬，只有銅和鉑會發(fā)生光電效應14全飛秒激光是國際上最先進的角膜屈光手術(shù)模式之一，目前僅德國蔡司的“VisuMax”全飛秒激光系統(tǒng)可以應用于“全飛秒”近視矯正手術(shù)中。經(jīng)查閱資料得知，飛秒激光是一種波長

8、1053nm 的激光，已知普朗克常數(shù)為 6.631034 J s 則下列說法正確的是（）A飛秒激光的傳播速度有可能超過3108 m/sB飛秒激光光子的能量是不連續(xù)的C飛秒激光的頻率為1.053106 HzD飛秒激光的光子能量約為1.2eV15氫原子光譜在可見光部分只有四條譜線，它們分別是從n為的能級直接向能級躍遷時產(chǎn)生的。四條譜線中，一條紅色、一條藍色、兩條紫色，則下列說法正確的是（）A紅色譜線是氫原子從能級向能級躍遷時產(chǎn)生的B藍色譜線是氫原子從能級直接向能級躍遷時產(chǎn)生的C若氫原子從能級直接向能級躍遷時所產(chǎn)生的輻射不能使某金屬發(fā)生光電效應，則氫原子從能級直接向能級躍遷時所產(chǎn)生的輻射將可能使該金

9、屬發(fā)生光電效應D若氫原子從能級向能級躍遷時所產(chǎn)生的輻射能使某金屬發(fā)生光電效應，則氫原子從能級直接向能級躍遷時所產(chǎn)生的輻射一定能使該金屬發(fā)生光電效應二、非選擇題16如圖所示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖，A、K是光電管的兩個電極，已知該光電管陰極的極限頻率為0，元電荷為e，普朗克常量為h?，F(xiàn)將頻率為（大于0）的光照射在陰極上，則：（1）_是陰極（填A或K），陰極材料的逸出功等于hv0；（2）加在A、K間的正向電壓為U時，到達陽極的光電子的最大動能為_。17如圖“光電效應”實驗，將一塊擦得很亮的鋅板連 接在不帶電的靈敏驗電器上，用紫外燈照射鋅板，發(fā)現(xiàn)驗電器指針的張角_（選填“張開”、“閉合”），這

10、說明鋅板_（選填“帶電”、“不帶電”）。18用頻率均為但強度不同的甲、乙兩種光做光電效應實驗，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系如圖所示，由圖可知，_（選填“甲”或“乙”）光的強度大。已知普朗克常量為，被照射金屬的逸出功為，電子電量為，則遏止電壓為_。19采用如圖甲所示電路可研究光電效應規(guī)律，現(xiàn)分別用a、b兩束單色光照射光電管，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示。（1）實驗中當靈敏電流表有示數(shù)時將滑片P向右滑動，則電流表示數(shù)一定不會_（選填“增大”“不變”或“減小”）。（2）照射陰極材料時，_（選填“a光”或“b光”）使其逸出的光電子的最大初動能大。（3）若a光的光子能量為5 eV，

11、圖乙中Uc2=-3 V，則光電管的陰極材料的逸出功為_ J。（e=1.610-19C）20研究光電效應的裝置如圖甲所示，通過實驗記錄電流表和電壓表示數(shù)，繪制出I-U圖像如圖乙所示，圖中Uc、I0、Im均為已知。已知入射光的頻率為v0，普朗克常量為h，電子電量為e，求：（1）時間t內(nèi)從陰極K表面射出的光電子數(shù)n；（2）該光電管陰極K的極限頻率。21光電效應實驗中，用波長為的單色光A照射某金屬板時，剛好有光電子從金屬表面逸出。已知普朗克常量為，光速為，電子質(zhì)量為。若用波長為的單色光B照射該金屬板，求：（1）光電子的最大初動能；（2）金屬表面逸出光電子的物質(zhì)波的最短波長。22如圖為研究光電效應的裝置

12、示意圖，該裝置可用于分析光子的信息。在xOy平面（紙面）內(nèi)，垂直紙面的金屬薄板M、N與y軸平行放置，板N中間有一小孔O。有一由x軸、y軸和以O(shè)為圓心、圓心角為90的半徑不同的兩條圓弧所圍的區(qū)域，整個區(qū)域內(nèi)存在大小可調(diào)、方向垂直紙面向里的勻強電場和磁感應強度大小恒為B1、磁感線與圓弧平行且逆時針方向的磁場。區(qū)域右側(cè)還有一左邊界與y軸平行且相距為l、下邊界與x軸重合的勻強磁場區(qū)域，其寬度為a，長度足夠長，其中的磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度大小可調(diào)。光電子從板M逸出后經(jīng)極板間電壓U加速（板間電場視為勻強電場），調(diào)節(jié)區(qū)域的電場強度和區(qū)域的磁感應強度，使電子恰好打在坐標為（a+2l，0）的點上，被置

13、于該處的探測器接收。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，板M的逸出功為W0，普朗克常量為h。忽略電子的重力及電子間的作用力。當頻率為的光照射板M時有光電子逸出，（1）求逸出光電子的最大初動能Ekm，并求光電子從O點射入?yún)^(qū)域時的速度v0的大小范圍；（2）若區(qū)域的電場強度大小，區(qū)域的磁感應強度大小，求被探測到的電子剛從板M逸出時速度vM的大小及與x軸的夾角；（3）為了使從O點以各種大小和方向的速度射向區(qū)域的電子都能被探測到，需要調(diào)節(jié)區(qū)域的電場強度E和區(qū)域的磁感應強度B2，求E的最大值和B2的最大值。23如圖所示為氫原子最低的四個能級，當一群氫原子處于n=4的能級上向低能級躍遷時：（1）有可能放出幾種能量

14、的光子？（2）在哪兩個能級間躍遷時，所放出光子波長最長？（3）已知金屬鈉的截止頻率為5.331014Hz，普朗克常量h=6.6310-34Js請通過計算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一微發(fā)態(tài)過程中發(fā)出的光射金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應。參考答案1B【詳解】A光電效應現(xiàn)象說明光具有粒子性，故A錯誤；B氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時要釋放能量，即輻射出光子，故B正確；C放射性物質(zhì)的半衰期由物質(zhì)本身決定，與外部的狀態(tài)或環(huán)境無關(guān)，所以采用化學的方法不可以改變放射性物質(zhì)的半衰期，故C錯誤；D在原子核衰變輻射出的射線中，射線是一種波長很短的電磁波，它在電場或磁場中均不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。故選B。2D【詳解】

15、A鈾核裂變的核反應方程為，故A錯誤；B光電效應實驗表明光子具有能量，康普頓效應表明光子具有動量，光電效應實驗不是盧瑟福的，故B錯誤；C按照玻爾理論，氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，吸收能量，電子的動能減小，勢能增大，氫原子的能量增大，故C錯誤；D德布羅意根據(jù)光的波粒二象性，大膽提出假設(shè)，認為實物粒子也具有波動性，故D正確；故選D。3B【詳解】A光電管的極限頻率由光電管本身決定，與入射光的顏色無關(guān)，選項A錯誤；B光電子從光電管的陰極K逸出，流過電流表A的電流方向為a到b，選項B正確；C由圖知乙光照射光電管對應的遏止電壓最大，即乙光對應的光電子的最大初動能最大，選項C錯誤；

16、D丙光對應的遏止電壓比乙光小，光電子的最大初動能較小，根據(jù)光電效應方程有可知丙光的頻率較小，如果丙光是紫光，則乙光不可能是黃光，選項D錯誤。故選B。4D【詳解】A. 增大入射光的頻率，光電子最大初動能變大，但是光電流不一定增大，A錯誤；B. 能否發(fā)生光電效應只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)，B錯誤；C. 改用頻率小于的光照射，不一定發(fā)生光電效應，C錯誤；D. 根據(jù)光電效應方程可知改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動能變大，D正確。故選D。5A【詳解】作出光路圖如圖所示由圖可知光從空氣射入玻璃時a光的偏折程度較大，則a光的折射率較大，頻率較大A設(shè)a光和b光的折射角分別為、，入射角為，玻

17、璃磚厚度為，可得結(jié)合a光在玻璃磚中的傳播時間聯(lián)立可得同理可得因為可得光在玻璃磚中的傳播時間大于光在玻璃磚中的傳播時間，故A正確；B因為a、b兩光在上表面的折射角與反射后在上表面的入射角分別相等，根據(jù)幾何知識可知出射光束一定相互平行，故B錯誤；C根據(jù)愛因斯坦光電方程可知若用光分別照射某金屬均能發(fā)生光電效應，則光照射產(chǎn)生的光電子最大初動能大于光照射產(chǎn)生的光電子最大初動能，故C錯誤；D根據(jù)可知a光的波長小于b光的波長，結(jié)合可知用同一雙縫干涉實驗裝置進行干涉實驗，光干涉條紋間距小于光干涉條紋間距，故D錯誤。故選A。6D【詳解】A不等于基態(tài)與任何激發(fā)態(tài)的能級差，則用能量為的光子轟擊氫原子，不能使處于基態(tài)

18、的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)，A錯誤；B一群處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能放出種不同頻率的光，B錯誤；C一群處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光的最大能量為（-1.51eV）-（-13.6eV）=12.09eV則照射鋅板時鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為C錯誤；D用氫原子從高能級直接向基態(tài)躍遷時，從n=2到n=1躍遷時發(fā)射的光子能量最小，最小為（-3.4eV）-（-13.6eV）=10.2eV大于鋅板的逸出功，能發(fā)生光電效應，則用氫原子從高能級直接向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板一定能產(chǎn)生光電效應，D正確。故選D。7B【詳解】A電子束通過雙縫后形成的干涉圖樣可用電子的波動性解釋，選項A錯誤；B光電

19、效應實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)，選項B正確；C康普頓效應說明光具有粒子性，選項C錯誤；D自然界的任何物體都向外輻射電磁波，黑體是一個理想化了的物體，它能吸收各種電磁波而不反射電磁波的物體，故D錯誤：故選B。8C【詳解】根據(jù)電磁波能量子公式可知，波長越短，能量越大，所以該電磁波中能量子最大值為故選C。9D【詳解】Aa、b兩束光顏色相同，所以頻率相同，故A錯誤；B飽和光電流越大，光照強度越大，所以a光的光照強度比b光的大，故B錯誤；C光電子的最大初動能為由圖可知所以故C錯誤；D根據(jù)愛因斯坦光電效應方程可得所以故D正確。故選D。10B【詳解】A每秒鐘陰極發(fā)射的光

20、電子數(shù)個，故A錯誤；B由題可知，遏止電壓Uc=0.6V，則光電子飛出陰極時的最大初動能為故B正確；C飽和光電流隨光照強度的增加而增大，則把照射陰極的綠光的光強增大為原來的2倍，飽和光電流將增大，故C錯誤；D由光電效應方程和可得光電子的最大初動能為由于紅光的波長為0.74m0，則當發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能會減小，故D錯誤。故選B。11A【詳解】A經(jīng)時間發(fā)出的光子能量為則激光器每秒發(fā)射的光子數(shù)為故A正確；B根據(jù)愛因斯坦的光子說可知，一個光子的能量為故B錯誤；C該單色光在真空中的波長為故C錯誤；D單色光從空氣進入水中后，頻率不變，而波速減小，由知波長變小，故D錯誤；故選A。12C【詳解】A

21、B端電勢低于A端電勢，故A錯誤；B僅增大單色光的光強，A、B兩端電壓不變，故B錯誤；C換頻率更小的單色光照射，入射光頻率低于極限頻率時，可能不發(fā)生光電效應，A、B兩端可能電壓為零，故C正確；D換頻率更大的單色光照射，A、B兩端電壓增大，故D錯誤。故選C。13B【詳解】A由表可知，金屬鈉的極限波長最大，根據(jù)波長與頻率成反比可知，其極限頻率最小，根據(jù)金屬鈉的逸出功最小，故A錯誤；B根據(jù)圖中a、b兩條圖線的斜率都等于普朗克常量h，故B正確；C如果圖線a表示的材料是銅，則圖線b表示的材料的極限頻率比銅大則極限波長比銅小，則表示的是鉑，故C錯誤；D用波長400nm的光分別照射這三種金屬，該光波長只小于鈉

22、的極限波長，只有鈉會發(fā)生光電效應，故D錯誤。故選B。14BD【詳解】A根據(jù)愛因斯坦的相對論觀點，飛秒激光的速度不可能超過光在真空中的速度，故A錯誤；B根據(jù)愛因斯坦光子說，可知飛秒激光的能量的變化是不連續(xù)的，故B正確；C飛秒激光的頻率為故C錯誤；D飛秒激光的光子能量約為故D正確。故選BD。15AD【詳解】A紅光的頻率最小，光子的能量最小，故躍遷時對應的能級差最小，所以紅色譜線是氫原子從n=3能級向n=2能級躍遷時產(chǎn)生的，A正確；B紫光的頻率最大，光子的能量最大，故紫色譜線是氫原子從n=6能級或n=5能級向n=2能級躍遷時產(chǎn)生的，藍色譜線是氫原子從n=4能級向n=2能級躍遷時產(chǎn)生的，B錯誤；C氫原子從n=4能級直接向n=2能級躍遷時產(chǎn)生的光子的頻率小于從n=6能級直接向n=2能級躍遷時產(chǎn)生的光子的頻率，后者不能使某金屬發(fā)生光電效應，則后者的頻率小于該金屬的極限頻率，則前者就不可能發(fā)生光電效應，C錯誤；D氫原子從n=3能級向n=2能級躍遷時產(chǎn)生的光子的頻率小于從n=6能級直接向n=2能級躍遷時產(chǎn)生的光子的頻率，若前者能使某金屬發(fā)生光電效應，則后者一定能使該金屬發(fā)生光電效應，故D正確；故選AD。16K hv-h