專題76光電效應(yīng)波爾理論

2024年高考物理一輪大單元綜合復習導學練專題76光電效應(yīng)、波爾理論導練目標導練內(nèi)容目標1光電效應(yīng)目標2光電效應(yīng)的四類圖像目標3原子波爾理論【知識導學與典例導練】光電效應(yīng)1.與光電效應(yīng)有關(guān)的五組概念對比(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面受到光照射時發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子。光子是因，光電子是果。(2)光電子的動能與光電子的最大初動能：只有金屬表面的電子直接向外飛出時，只需克服原子核的引力做功的情況，才具有最大初動能。(3)光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個飽和值，這個飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)。(4)入射光強度與光子能量：入射光強度指單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量，而光子能量E＝hν。(5)光的強度與飽和光電流：頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光越強，飽和光電流越大，但不是簡單的正比關(guān)系。2．光電效應(yīng)的研究思路(1)兩條線索：(2)兩條對應(yīng)關(guān)系：入射光強度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大；光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動能大。3.三個定量關(guān)系式（1）愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0.（2）最大初動能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc.（3）逸出功與截止頻率的關(guān)系：W0＝hνc.4.光電管上加正向與反向電壓情況分析(1)光電管加正向電壓時的情況①P右移時,參與導電的光電子數(shù)增加;②P移到某一位置時,所有逸出的光電子恰好都參與了導電,光電流恰好達到最大值;③P再右移時,光電流不再增大。(2)光電管加反向電壓時的情況①P右移時,參與導電的光電子數(shù)減少;②P移到某一位置時,所有逸出的光電子恰好都不參與導電,光電流恰好為0,此時光電管兩端加的電壓為遏止電壓;③P再右移時,光電流始終為0?！纠?】現(xiàn)用波長為λ的光照射某金屬，已知該金屬的極限波長為，普朗克常量為h，光在真空中的傳播速度為c，電子的電荷量為e，下列說法正確的是（）A．該金屬的逸出功為B．用波長為λ的光照射該金屬材料，不能發(fā)生光電效應(yīng)C．用波長為λ的光照射該金屬材料，逸出的光電子的最大初動能為D．此種情況下對應(yīng)的遏止電壓為【答案】C【詳解】A．逸出功故A錯誤；B．由于光的波長為λ，小于這種金屬的極限波長，可知此光的頻率大于這種金屬的極限頻率，用波長為λ的光照射該金屬材料，能夠發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯誤；C．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程入射光子的頻率可得逸出的光電子的最大初動能為，故C正確；D．根據(jù)可得此種情況下對應(yīng)的截止電壓為，故D錯誤。故選C。【例2】某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置探究不同金屬發(fā)生光電效應(yīng)時的實驗規(guī)律，當用頻率為v的入射光照射金屬時電流表示數(shù)不為零，向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，直到電流表的示數(shù)剛好為零，此時電壓表的示數(shù)為，該電壓稱為遏止電壓，該實驗小組得到與v的關(guān)系如圖乙中的①所示，則下列有關(guān)說法中正確的是（）A．實驗時電源的左端為正極B．分別用從氫原子能級2到1和能級3到1輻射的光照射金屬得到遏止電壓和，則C．換用不同的光照射逸出功更大的金屬時，得到的關(guān)系可能如圖乙中的②所示D．當滑片P向左滑動的過程中電流表的示數(shù)先增加后不變【答案】D【詳解】A．因滑片向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，可使電流表的示數(shù)為零，此時光電管加反向電壓，則光電管右端電勢高，則電源右端為正極，故A錯誤；C．根據(jù)eUc=hνW逸出功可得換用不同的光照射逸出功更大的金屬K2時，所得到的關(guān)系圖像與橫軸的截距較大，但是直線斜率相同，故C錯誤；B．氫原子從能級2躍遷到能級1輻射出的光子能量小于從能級3躍遷到能級1輻射出的光子能量，根據(jù)E=hν可知，氫原子從能級2躍遷到能級1輻射出的光子頻率小于從能級3躍遷到能級1輻射出的光子頻率，而根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程eUc=Ek=hνW逸出功可知Uc1＜Uc2故B錯誤；D．滑片P初始位置應(yīng)該是在中間，此時加在光電管上的電壓為零，P左滑的過程中，光電管所加的正向電壓變大，形成的光電流逐漸增大，當達到飽和電流后電流不再變，因此可知電流表的示數(shù)先增加后不變，故D正確。故選D。光電效應(yīng)的四類圖像圖像名稱圖線形狀讀取信息最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①截止頻率(極限頻率)：橫軸截距②逸出功：縱軸截距的絕對值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①截止頻率νc：橫軸截距②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：橫軸截距②飽和光電流Im：電流的最大值③最大初動能：Ekm＝eUc顏色不同時，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2【例3】為了研究大量處于能級的氫原子躍遷時的發(fā)光特點，現(xiàn)利用大量此種氫原子躍遷時產(chǎn)生的三種單色光照射同一個光電管，如圖甲所示，移動滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)光電管兩端電壓，分別得到三種光照射時光電流與光電管兩端電壓的關(guān)系，如圖乙所示，則對于a、b、c三種光，下列說法正確的是（）A．三種光的頻率最大的是cB．a(chǎn)、b、c三種光從同一種介質(zhì)射向真空中，發(fā)生全反射的臨界角最大的是cC．用a光照射另外某種金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則用c光照射也一定能發(fā)生D．通過同一個單縫裝置進行單縫衍射實驗，中央條紋寬度a光最寬【答案】B【詳解】A．根據(jù)圖乙可知，a、b、c三種光的遏止電壓關(guān)系為Ua>Ub>Uc，根據(jù)eU=hνW可知頻率的大小關(guān)系νa>νb>νc故A錯誤；B．根據(jù)頻率越大，折射率越大，臨界角公式臨界角最大的是c，故B正確；C．頻率越大越容易發(fā)生光電效應(yīng)，用a光照射金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則用c光照射不一定發(fā)生，故C錯誤；D．由可知單縫衍射實驗中，波長越長中央條紋越寬，a的條紋最窄，故D錯誤。故選B?！纠?】如圖甲所示為某實驗小組成員研究某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓隨照射光頻率變化關(guān)系的實驗原理圖，圖乙為實驗得到的遏止電壓隨照射光頻率變化的關(guān)系圖像，電子的電荷量，則下列說法正確的是（）A．由圖乙可知，該金屬的極限頻率為B．圖甲中入射光的頻率為時，滑動變阻器的滑片移到最左端，電流計G的示數(shù)不為零C．圖甲中入射光的頻率為逸出的光電子的最大初動能為D．由圖乙可得，其斜率為普朗克常量【答案】B【詳解】AD．由光電效應(yīng)方程又有整理得結(jié)合圖像可知斜率為，故AD錯誤；B．圖甲中入射光的頻率為時，大于極限頻率，能發(fā)生光電效應(yīng)，滑動變阻器的滑片移到最左端，光電管、電流計和電壓表組成回路，則電流計G的示數(shù)不為零，B正確；C．由上述關(guān)系式可知解得入射光的頻率為時，逸出的光電子的最大初動能，C錯誤。故選B?！纠?】某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時逸出光電子的最大初動能Ek與入射光頻率v的關(guān)系如圖，圖線與橫軸的交點為v0，圖線的延長線與縱軸的交點為E，下列說法正確的是（

）A．若入射光的頻率為，則光電子的最大初動能為B．普朗克常量為C．該金屬的逸出功隨入射光的頻率的增大而減小D．入射光的頻率越大，單位時間逸出的光電子數(shù)越多【答案】B【詳解】A．由題圖可知，只有當入射光的頻率大于極限頻率v0時，才會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，A錯誤；B．將光電效應(yīng)方程Ek=hvW0與圖像對應(yīng)，可知Ek—v圖像的斜率為普朗克常量h，即有，B正確；C．金屬的逸出功是由金屬本身決定的，與頻率無關(guān)，C錯誤。D．入射光的頻率越高，逸出的光電子的最大初動能越大；入射光的光強越大，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多，D錯誤。故選B。波爾理論2．玻爾理論(1)三個基本假設(shè)①能級假設(shè)：氫原子能級En＝eq\f(E1,n2)(n＝1,2,3，…)，n為量子數(shù)．②躍遷假設(shè)：hν＝Em－En(m>n)．③軌道量子化假設(shè)：氫原子的電子軌道半徑rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，n為量子數(shù)．(2)氫原子能級躍遷①從低能級(n)eq\o(→,\s\up7(躍遷))高能級(m)：動能減少，勢能增加，原子能量增加，吸收能量，hν＝Em－En.②從高能級(m)eq\o(→,\s\up7(躍遷))低能級(n)：動能增加，勢能減少，原子能量減少，放出能量，hν＝Em－En.(3)三點注意①原子躍遷時，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級之間的能量差．②原子電離時，所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值，剩余能量為自由電子的動能．③一群原子的核外電子向基態(tài)躍遷時發(fā)射光子的種類：。④一個原子的核外電子向基態(tài)躍遷時發(fā)射最多光子的種類：。【例6】城市夜景因綻放的霓虹燈變得多姿多彩。霓虹燈發(fā)光原理是不同氣體原子從高能級向低能級躍遷時發(fā)出能量各異的光子而呈現(xiàn)五顏六色，如圖為氫原子的能級示意圖，已知可見光光子能量范圍為，若一群氫原子處于能級，則下列說法正確的是（）A．這群氫原子自發(fā)躍遷時能輻射出4種不同頻率的光B．這群氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出射線C．氫原子從能級向能級躍遷過程中發(fā)出的光為可見光D．這群氫原子自發(fā)躍遷時能輻射出3種不同頻率的可見光【答案】D【詳解】A．這群氫原子自發(fā)躍遷時能發(fā)出光子頻率的種類為種不同頻率的光。A錯誤；B．射線為重核衰變或裂變時才會放出，氫原子躍遷無法輻射射線，B錯誤；C．這群氫原子中從能級躍遷能級時輻射出的能量為13.06eV，不在可見光光子能量范圍之內(nèi)，C錯誤；D．這群氫原子從能級躍遷能級輻射出的能量是2.86eV，從能級躍遷能級時輻射出的能量為2.55eV，從能級躍遷能級輻射出的能量是1.89eV，這三個屬于可見光，其他的不屬于。D正確。故選D?！纠?】用實物粒子撞擊氫原子時，由于撞擊前瞬間不同氫原子的核外電子所處狀態(tài)不同，所以氫原子可能部分也可能全部吸收入射粒子的動能，當氫原子吸收的能量恰好為當前能級與上方某能級之差時，可實現(xiàn)能級躍遷。氫原子能級示意圖如圖所示，下列說法正確的是（

）A．用動能為的大量電子射向處于基態(tài)的一群氫原子，則能使一些氫原子躍遷到的能級B．一個處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷過程中最多可輻射出6種頻率的光子C．可見光的光子能量范圍為若處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷，放出的光為可見光D．基態(tài)氫原子可以吸收一個能量為的光子，從而躍遷到的能級【答案】A【詳解】A．實物粒子射向基態(tài)氫原子，基態(tài)氫原子將可能吸收的能量，從而躍遷到n=4激發(fā)態(tài)，故A正確；B．一個處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷過程中最多可輻射出3種頻率的光子，故B錯誤；C．處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷，放出的光的光子能量為，不屬于可見光，故C錯誤；D．基態(tài)氫原子向高能級躍遷要滿足頻率條件，即吸收光子能量要剛好等于兩能級之間的差值，的光子不滿足頻率條件，故D錯誤。故選A?！揪C合提升專練】1．如圖所示，一個波長為λ的單色點光源以功率P向四周均勻地發(fā)射能量。在離光源距離足夠遠R處放置一小鋅板，鋅板表面有電子逸出。已知電子質(zhì)量為m、電量為e，光速為c，普朗克常量為h，鋅的逸出功W。假設(shè)入射光的能量是連續(xù)平穩(wěn)地垂直傳給鋅板，且鋅板完全吸收所有照射到它上面的能量。下列說法正確的是（

）A．光子的動量B．逸出電子的最大動能C．若換用波長更短的單色光源照射，鋅板表面一定也有電子逸出D．鋅板單位面積上受到光的平均壓力【答案】ACD【詳解】A．根據(jù)光子能量公式根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程光子得動量聯(lián)立可得故A正確；B．根據(jù)光電效應(yīng)方程得故B錯誤；C．光子得波長越短，頻率越大，所以若換用波長更短的單色光源照射，鋅板表面一定也有電子逸出，故C正確；D．t時間內(nèi)鋅板吸收的光子數(shù)為根據(jù)動量定理解得根據(jù)牛頓第三定律得鋅板單位面積上受到光的平均壓力故選ACD。2．如圖所示，這是一個研究光電效應(yīng)的電路圖，下列敘述中正確的是（）A．只調(diào)換電源的極性（同時調(diào)整電壓表），移動滑片P，當電流表示數(shù)為零時，電壓表示數(shù)為遏止電壓Uc的數(shù)值B．保持光照條件不變，滑片P向右滑動的過程中，電流表示數(shù)可能不變C．不改變光束顏色和電路，增大入射光束強度，電流表示數(shù)會增大D．陰極K需要預(yù)熱，光束照射后需要一定的時間才會有光電流【答案】ABC【詳解】A．只調(diào)換電源的極性（同時調(diào)整電壓表），此時光電管加反向電壓，移動滑片P，當電流表示數(shù)為零時，電壓表示數(shù)為遏止電壓Uc的數(shù)值，選項A正確；B．保持光照條件不變，滑片P向右滑動的過程中，光電管兩端電壓變大，則光電流變大，若達到飽和光電流，則電流表示數(shù)會不變，選項B正確；C．不改變光束顏色和電路，增大入射光束強度，則單位時間逸出光電子數(shù)增加，則光電流變大，電流表示數(shù)會增大，選項C正確；D．光束照射后不需要一定的時間，幾乎同時有光電流，故D錯誤。故選ABC。3．用某單色光照射金屬鈦表面，發(fā)生光電效應(yīng)，從鈦表面放出光電子的最大初動能與入射光頻率的關(guān)系如圖，則下列說法正確的是（）A．鈦的逸出功為B．鈦的極限頻率為C．光電子的最大初動能為D．由圖線可求得普朗克常量為E．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比【答案】ABD【詳解】D．根據(jù)光電效應(yīng)方程有可知圖線的斜率等于普朗克常量，則選項D正確；AB．當最大初動能為零時，入射光的頻率等于金屬的極限頻率，則可知逸出功選項AB正確；C．入射光的頻率越大，光電子的最大初動能越大，根據(jù)該圖無法得出光電子的最大初動能，選項C錯誤；E．由圖可知，光電子的最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，選項E錯誤。故選ABD。4．如圖，A和B兩單色光，以適當?shù)慕嵌认虬雸A形玻璃磚射入，出射光線都從圓心O沿方向射出，且這兩種光照射同種金屬，都能發(fā)生光電效應(yīng)。那么在光電效應(yīng)實驗中，先后用不同光強的這兩束光照射同一個光電管。若實驗a中所用的A光的光強大于實驗b中所用的B光的光強，實驗所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線分別以a、b表示，則下列4圖中可能正確的是哪些？（）A． B．C． D．【答案】BC【詳解】由圖可以看出A光的偏折角大于B光的偏折角，根據(jù)折射定律可知A光的折射率大于B光的折射率，A光的頻率也大于B光的頻率，由光電效應(yīng)方程反向截止電壓決定于照射光的頻率，即圖線與U軸的交點坐標值為反向截止電壓，則A光的截止電壓較大，由于A光的強度大于B光的強度，有可能兩種光的光子個數(shù)相同，也可能A光的光子數(shù)更大，A光的光子個數(shù)可能更少。光子數(shù)越多，飽和光電流越大。故選BC。5．在光電效應(yīng)實驗中，兩個實驗小組分別在各自的實驗室，約定用相同頻率的單色光，分別照射鋅和銀的表面，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)，如圖甲，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。對于這兩組實驗，下列判斷正確的是（??）A．飽和光電流一定不同B．因為材料不同逸出功不同，所以遏止電壓Uc不同C．光電子的最大初動能不同D．因為光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同E．分別用不同頻率的光照射之后繪制Uc～圖像（為照射光頻率，圖乙為其中一小組繪制的圖像），圖像的斜率可能不同【答案】BCD【詳解】A．雖然光的頻率相同，但光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數(shù)不確定，而飽和光電流可能相同．故A錯誤；B．根據(jù)光電效應(yīng)方程；得出，相同頻率，不同逸出功，則遏止電壓也不同，故B正確；C．根據(jù)光電效應(yīng)方程得，相同的頻率，不同的逸出功，則光電子的最大初動能也不同，C正確；D．因為光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同，故D正確；E．因為知圖線的斜率等于，可以求出斜率與普朗克常量和電子電量有關(guān)，是一個固定值，故E錯誤。故選BCD。6．某實驗小組的同學利用如下所示的實驗研究光的波粒二象性。利用甲圖所示的電路研究陰極K的遏止電壓與照射光頻率的關(guān)系。若實驗測得鈉（Na）的遏止電壓Uc與照射光頻率的關(guān)系圖像如圖乙所示，已知鈉的極限頻率為，鈣的極限頻率為，則下列說法中正確的是（）A．需將單刀雙擲開關(guān)S置于a端B．需將單刀雙擲開關(guān)S置于b端C．鈣的遏止電壓與照射光的頻率的關(guān)系圖線應(yīng)該是①D．鈣的遏止電壓與照射光的頻率的關(guān)系圖線應(yīng)該是②【答案】AD【詳解】AB．研究陰極K的遏止電壓與照射光頻率的關(guān)系時，光電子由K運動至A從而產(chǎn)生光電流，此時應(yīng)在K、A之間加上反向電壓，使光電子所受電場力指向K，即需將單刀雙擲開關(guān)S置于a端，故A正確，B錯誤；CD．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有整理得可知圖像的斜率與材料種類無關(guān)，所以鈉與鈣的圖線應(yīng)平行，即鈣的遏止電壓與照射光的頻率的關(guān)系圖線應(yīng)該是②，故C錯誤，D正確。故選AD。7．如圖甲所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖像（直線與橫軸的交點的橫坐標為4.29，與縱軸的交點的縱坐標為0.5），如圖乙所示是氫原子的能級圖，下列說法正確的是（）A．根據(jù)該圖像能求出普朗克常量B．該金屬的逸出功為1.82eVC．該金屬的極限頻率為5.50×1014HzD．用n=4能級的氫原子躍遷到n=2能級時所輻射的光照射該金屬能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)【答案】AD【詳解】A．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程知該圖線的斜率表示普朗克常量，得普朗克常量為故A正確；BC．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知圖像的橫軸的截距大小等于截止頻率，由圖知該金屬的截止頻率為逸出功為故BC錯誤；D．n=4能級的氫原子躍遷到n=2能級時所輻射的光子能量為明顯得所輻射的光照射該金屬能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。故選AD。8．如圖甲所示為光電效應(yīng)實驗裝置，圖乙為a、b、c三種光分別照射圖甲裝置得到的電流表與電壓表讀數(shù)的關(guān)系曲線，圖丙為氫原子能級圖，圖丁是幾種金屬的逸出功和極限頻率。已知c光子能量為2.81eV。則（

）幾種金屬逸出功和極限頻率金屬W0/eVv/1014Hz鈉2.295.33鉀2.255.44銣2.135.15A．若b為綠光，a不可能是紫光B．若a為綠光，c可能是紫光C．用c照射大量n=2激發(fā)態(tài)氫原子可產(chǎn)生6種不同頻率光D．用c照射銣陰極產(chǎn)生的光電子撞擊大量n=3激發(fā)態(tài)氫原子可產(chǎn)生6種不同頻率光【答案】AD【詳解】A．因b的截止電壓大于a，根據(jù)可知，b的頻率大于a的頻率，則若b為綠光，a不可能是紫光，選項A正確；B．因a、c的截止電壓相等，可知a、c的頻率相等，即若a為綠光，c也肯定為綠光，選項B錯誤；C．已知c光子能量為2.81eV，則用c照射大量n=2激發(fā)態(tài)氫原子不能被氫原子吸收，從而不會產(chǎn)生躍遷，也不會輻射光子，選項C錯誤；D．用c照射銣陰極產(chǎn)生的光電子最大初動能為光子撞擊大量n=3激發(fā)態(tài)氫原子，因0.68eV>(0.85eV)(1.51eV)=0.66eV，則可使銣原子核躍遷到n=4的能級，然后向低能級躍遷時可產(chǎn)生種不同頻率光。選項D錯誤。故選AD。9．氫原子的能級圖如圖甲所示，若第3能級的氫原子向基態(tài)躍遷輻射光子，用這些光子照射圖乙電路中光電管的陰極金屬K，電流表A有電流流過。上述實驗材料、設(shè)備均不變，圖乙電路也不變的情況下，下列說法正確的是（）A．大量處于第4能級的氫原子最多能輻射出6種不同頻率的光B．第2能級向基態(tài)躍遷輻射的光子照射K，電流表中一定有電流流過C．第5能級向基態(tài)躍遷輻射的光子照射K，電流表中一定有電流流過D．僅將圖乙中電源的正負極交換，電流表示數(shù)一定為零【答案】AC【詳解】A．大量處于第4能級的氫原子向低能級躍遷的各種情況都可能，輻射有種不同頻率的光，故A正確；B．第3能級的氫原子向基態(tài)躍遷輻射光子，用這些光子照射圖乙電路中光電管的陰極金屬K，電流表A有電流流過，說明發(fā)生了光電效應(yīng)，光子的頻率大于金屬K的極限頻率，第2能級向基態(tài)躍遷輻射的光子照射K輻射的光子能量為可得因此金屬K能否發(fā)生光電效應(yīng)無法判斷，電流表中不一定有電流流過，故B錯誤；C．第5能級向基態(tài)躍遷輻射的光子照射K，輻射出來的光子能量滿足則一定能發(fā)生光電效應(yīng)，電流表中一定有電流流過，故C正確；D．僅將圖乙中電源的正負極交換，光電管加反向電壓，若電壓沒有達到反向遏止電壓，還是有光電子能減速到達對面極板，電路有電流產(chǎn)生，故電流表示數(shù)不一定為零，故D錯誤。故選AC。10．左圖是研究光電效應(yīng)的實驗裝置圖，右圖是玻爾氫原子模型中的能級圖，已知右圖巴爾末系中波長最長的四種光為可見光，用其中頻率最高的可見光照射左圖中的光電管能發(fā)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是（）A．帕邢系中有可能存在紫外線B．用賴曼系中的任意光照射左圖光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)C．利用左圖裝置研究光電管遏止電壓應(yīng)該變換電源的正負極D．左圖中向右移動變阻器滑片時微安表中的電流一定會增大【答案】BC【詳解】A．巴爾末系中波長最長的四種光為可見光，其中能量差最小對應(yīng)能級間的躍遷為，右圖帕邢系中所有躍遷對應(yīng)的能量均小于的能量差，頻率低于可見光的頻率，不可能存在紫外線，故A錯誤；B．賴曼系中最低頻率（最低能量）的光對應(yīng)的躍遷是，該頻率大于巴爾末系中的任意光，用來照射左圖光電管一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；C．研究光電管的遏止電壓時，需讓電子做減速運動，應(yīng)該變換電源的正負極，故C正確；D．左圖中向右移動變阻器，光電管兩端加速電壓增大，在達到飽和電流前，電流隨電壓增大而增大，達到飽和電流后，電流保持不變，故D錯誤。選BC。11．如圖所示，兩個電源的電動勢均為E，內(nèi)阻不計。K是光電管的陰極，A是光電管的陽極，它們都是半徑為r圓形金屬板。兩圓心間距離為l，兩圓心連線與兩板垂直，當兩板間存在電壓時，板間的電場可視為勻強電場（不計邊緣效應(yīng)）。R為滑動變阻器，長度。電壓表V（0刻度在表盤中間）和靈敏電流計G均為理想表。頻率為的細激光束照射到K的中心O上，使陰極發(fā)射光電子。合上開關(guān)S，當滑動變阻器的滑動觸頭P從c向左滑動到達b處時，靈敏電流計G讀數(shù)剛好為0；當滑動變阻器的滑動觸頭P從c向右滑動到d后，再向f滑動的過程中，電壓表V讀數(shù)增大而靈敏電流計G的讀數(shù)保持不變。不計光電子之間的相互作用和重力。普朗克常量為h、電子帶電量為e（e為元電荷），電子質(zhì)量為m，下列說法正確的是（）A．光電子的最大初動能為B．陰極K的金屬材料的逸出功為C．陽極A的半徑不小于D．換用光強更大的同種激光照射陰極K，滑動變阻器的滑動觸頭P從c向右滑動到d后，再向f滑動的過程中，電壓表V讀數(shù)增大、靈敏電流計G的讀數(shù)也增大【答案】BC【詳解】AB．假設(shè)兩電源左側(cè)電勢為2E，兩點源中間電勢為E，右側(cè)電勢為0，則b點電勢為，所以當滑動變阻器滑片P在b點時，，滑動變阻器滑片P在b處時，靈敏電流計G讀數(shù)剛好為0，則光電子的最大初動能為，陰極K的金屬材料的逸出功為，故A錯誤，B正確；C．滑動觸頭P到達d處，所有方向射出的電子都能到達A板，則當電子出射方向平行于K板時，運動到A板的過程為類平拋運動，有解得此時，所以故C正確；D．換用光強更大的同種激光照射陰極K，滑動變阻器的滑動觸頭P從c向右滑動到d后，再向f滑動的過程中，電壓表V讀數(shù)增大，陰極發(fā)射出的電子在電場力的作用下都到達A極，電流達到飽和電流，靈敏電流計G的讀數(shù)不變，故D錯誤。故選BC。12．氫原子的能級圖如圖所示，鋅、鈉、銫的逸出功分別為3.38eV、2.29eV、1.89eV，則下列說法正確的是（）A．一個處于能級的氫原子向低能級躍遷最多能輻射出3種不同頻率的光子B．氫原子從能級向能級躍遷時輻射出的光子比從能級向能級躍遷時輻射出的光子的波長短C．一群氫原子從能級直接向能級躍遷時輻射出的光都能使鋅、鈉、銫產(chǎn)生光電效應(yīng)D．氫原子從能級直接向能級躍遷時輻射出的光照射到鈉上逸出光電子的最大初動能為0.26eV【答案】AD【詳解】A．一個處于能級的氫原子向低能級躍遷最多能輻射出種不同頻率的光子，A正確；B．由題圖可知，n=3和n=2的能級差小于n=2和n=1的能級差，又因此小的波長長，B錯誤；C．氫原子從n=4能級向n=2能級躍遷時輻射出的光子能量小于鋅的逸出功3.38eV，不能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)，C錯誤；D．根據(jù)光電效應(yīng)方程有，D正確。故選AD。13．氫原子的能級圖如圖所示，關(guān)于大量氫原子的能級躍遷，下列說法正確的是（）（可見光的波長范圍為，普朗克常量，真空中的光速）A．基態(tài)氫原子電離時，能輻射射線B．氫原子從能級向低能級躍遷時，某些輻射的光具有熒光效應(yīng)C．氫原子處在能級，用的光子照射時，能向高能級躍遷D．氫原子處在能級，則輻射的光中有6種可以使逸出功為的鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)【答案】BD【詳解】A．射線是原子核衰變時發(fā)出的電子，A錯誤；B．從n=4能級躍遷到n=1能級放出的光子的能量△E=E4E1=0.85（13.6）=12.75eV對應(yīng)的波長小于可見光的波長，即從向下躍遷時有紫外線發(fā)出，具有熒光效應(yīng)，B正確；C．由波爾理論可知，光子能量等于兩能級的能量差時才能被氫原子吸收，0.70eV的光子不能被吸收，故C錯誤；D．從n=5躍遷到n=1，輻射的光子能量為13.06eV，從n=5躍遷到n=2，輻射的光子能量為2.86eV，從n=4躍遷到n=1，輻射的