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高考物理二轮复习重难点19光电效应（2份打包，解析版+原卷版，可预览）
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这是一份高考物理二轮复习重难点19光电效应（2份打包，解析版+原卷版，可预览），文件包含高考物理二轮复习重难点19光电效应解析版doc、高考物理二轮复习重难点19光电效应原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共41页， 欢迎下载使用。
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
【答案】A
【详解】
A．金属的逸出功与截止频率的关系W=hv0，由于钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.53×1014Hz，钙的截止频率大，所以钙的逸出功大，故A正确；
B．遏止电压
故钙的截止频率大，钙的遏止电压较小，钙逸出的光电子最大初动能较小，故BC错误；
D．钙的截止频率大，更不容易发生光电效应，故D错误。
故选A。
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
【答案】C
【详解】
A．当金属恰发生光电效应时，光电子最大初动能为零，则截止电压为0，由图可知，对应的光子的频率为 光子能量
即光子能量大于的光可以使该金属发生光电效应，选项A错误；
B．图中（，0.50）点的含义是指用的光照射该金属，光电子的截止电压为0.50V，电子获得的最大初动能为，选项B错误；
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能量为10.2eV，大于，则可以使该金属发生光电效应，选项C正确；
D．光电效应的实验结果可用量子观点解释，但不能说明光子具有动量，选项D错误。
故选C。
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
【答案】C
【详解】
A．由图乙可知，B、C两种光对应的遏止电压是相同的，则两种光照射产生的光电子最大初动能相同，所以光的频率也是相等的。若B光为绿光，则C光也为绿光，故A错误；
B．由图乙可知，B光对应的遏止电压大于A光的遏止电压，则B光照射产生的光电子最大初动能大于A光照射产生的光电子的最大初动能，所以B光的频率大于A光的频率。若B光为绿光，则A光不可能是紫光，故B错误；
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的最大初动能为
去撞击大量处于n=3激发态的氢原子时，能量值最大可以达到
由于该能量值介于氢原子的第4能级与第5能级之间，可知该光电子与氢原子碰撞，可以使氢原子吸收0.66eV的能量跃迁到n=4的能级。当大量的处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以产生种不同频率的光。故C正确；
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，能量值最大可以达到
由于该能量值介于氢原子的第2能级与第3能级之间，可知该光电子与氢原子碰撞，氢原子不能吸收0.68eV的能量发生跃迁，故D错误。
故选C。
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
【答案】C
【详解】
D．滑动触头P移到a端时，A极的电势高于K极的电势，用M光照射时电流计G的指针不会发生偏转，说明M光不能使阴极K发生光电效应，即M光的频率低于阴极K的极限频率，P移到任何位置，电流计G的指针均不会发生偏转，D错误；
B．滑动触头P移到b端时，A极的电势低于K极的电势，用单色光N照射阴极K时电流计G的指针会发生偏转，说明N光照射时会产生光电效应，即N光的频率高于，则M光的频率低于N光的频率，B错误；
A．能否发生光电效应与光的强度无关，A错误；
C．滑动触头P移到a端时，加的是正向电压，用N光照射阴极K时电流计G的指针一定会发生偏转，C正确。
故选C。
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
【答案】D
【详解】
A．金属的逸出功仅和金属材料的性质以及金属表面的状态有关，用不同的光的照射同一块金属表面，故金属逸出功相同，故A错误；
B．由电场力对在其内的电子做功与能量关系得，遏止电压U与光电子的最大初动能为
Ek=eU
故遏止电压U与光电子的最大初动能成正比，而光电子的最大初动能与所照射光的频率成正比，与光的波长成反比，故遏止电压U所照射光的波长成反比，因为
故a光照射时需要的遏止电压比b光照射时大；
C．光电效应中，光电流的大小与光照强度成正比，光的频率成反比，即与波长成正比，可得
故a光照射时产生的光电流比b光照射时的光电流大，C错误；
D．光电子的最大初动能与所照射光的频率成正比，与光的波长成反比，又有
故a光照射时光电子的最大初动能比b光照射时大，D正确；
故选D。
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
【答案】A
【分析】
由爱因斯坦光电效应方程去分析图像中所包含对解题有用的物理信息。
【详解】
A．根据爱因斯坦光电效应方程知
由图可得，当时
所以
选项A正确；
B．根据爱因斯坦光电效应方程
任何一种金属的逸出功一定，说明随频率的变化而变化，且成线性关系（与类似），直线的斜率表示普朗克常量，选项B错误；
C．根据A的分析可以知道，a等于金属的逸出功，所以图中a与b的值与入射光的强度、频率均无关，选项C错误；
D．根据爱因斯坦光电效应方程
若入射光频率为，则光电子的最大初动能为，选项D错误。
故选A。
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
【答案】B
【详解】
A．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，有4→1、4→2、4→3、3→1、3→2和2→1共六种情况，所以跃迁过程中将辐射出6种频率的光子，故A错误；
B．根据光电效应方程可知，入射光子的频率越高，逸出光电子的最大初动能越大，从4→1辐射光子的能量为（-0.85）-（-13.6）=12.75eV，则辐射光子的最大初动能为12.75-2.30=10.45eV，故B正确；
C．β射线是原子核衰变时发射出的高速电子流，光电子是被电离出的核外电子，故C错误；
D．n=4能级跃迁到n=3能级和n=3能级跃迁到n=2能级辐射的光子能量小于金属的逸出功，不能使该金属发生光电效应现象，则有4种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象，故D错误。
故选B。
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．
【答案】A
【详解】
由光电效应方程
，和
得
故A正确。
故选A。
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eUc
C．光电子的最大初动能等于eUc
D．保持光的颜色不变，只增加光照强度，图乙图像的Uc会增大
【答案】C
【详解】
A．极板间如果是正向电压，随着正向电压的增长，光电流先大后不变，如果是反向电压随着电压增大光电流逐渐减小，故A错误；
BC．根据爱因斯坦光电效应方程，可知光电子的最大初动能等于，故B错误，C正确；
D．保持光的颜色不变，只增加光照强度时，图像的Uc不变，故D错误。
故选C。
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Uc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Uc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，Uc－图象的斜率相同
【答案】D
【详解】
A．由爱因斯坦光电效应方程可知，入射光的频率不同，光电子的最大初动能不同，由动能定理有
则遏止电压Uc不同，故A错误；
B．只有当光电管两端加上正向电压时才能研究，则必须把图甲所示电路中的电源正负极反接过来，才能用来验证光电流与电压的关系，故B错误；
C．由爱因斯坦光电效应方程Ek=h－h0可知，在入射光频率不同的情况下，光电子的最大初动能不同，最大初动能与光照强度无关，故C错误；
D．由
Ek=h－h0=eUc
可得
则Uc－图象的斜率为相同的常量，故D正确。
故选D。
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
【答案】D
【详解】
A．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，为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料的截止频率应小于，不会发生光电效应，A错误；
B．电压表有没有示数与明火的照射时间无关，与紫外线的频率有关，B错误；
C．图中电源左边接电源正极时，阳极A阴极K之间的电场方向是由阴极K指向阳极A，则光电子受到的电场力方向是阳极A指向阴极K，不利于提高报警装置的灵敏度，C错误；
D．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，电压表示数变化即可监测火情的变化，D正确。
故选D。
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
【答案】C
【详解】
A．根据
光源S发出的光波最大波长
即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，故A正确；
B．光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器探测到光电子数越多，故B正确；
C．光束遇到烟雾发生散射是一种反射现象，故C错误；
D．光电流等于10－8A时，每秒产生的光电子的个数
每秒射向C钠表面的光子最少数目
故D正确。
本题选不正确的，故选C。
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
【答案】D
【详解】
A：α衰变的本质是发生衰变的核中减小的2个质子和2个中子形成氦核，所以一次α衰变，新核与原来的核相比，中子数减小了2．故A项错误．
B：一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是聚变反应，故B项错误．
C：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型；卢瑟福通过α粒子轰击氮原子核产生氧17和质子的实验发现了质子；查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子．故C项错误．
D：中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性．故D项正确．
【点睛】
α衰变，新核比旧核的质量数少4，电荷数少2；新核中质子数、中子数比旧核均少2；α衰变的本质是发生衰变的核中减小的2个质子和2个中子形成氦核．
β衰变，新核与旧核的质量数相等，电荷数多1，新核中质子数比旧核多1，中子数比旧核少1；β衰变的本质是原子核中一个中子变成质子的同时立即从核中放出一个电子．
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
【答案】D
【详解】
A．增加单色光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能不变，则光电子仍能从电容器中飞出，选项A错误；
B．根据
可得
则将A极板向下移动少许，则两板间的场强不变，则光电子仍能从电容器中飞出，选项B错误；
C．光电子恰能从B极板的右边缘飞出，则
解得
选项C错误；
D．根据光电效应方程
解得
选项D正确。
故选D。
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
【答案】ABD
【详解】
ABC．电源的接法不知道，可能负向电压，即电源的正极与c接线柱连接，对光电子做负功，单色光a照射光电管能够使灵敏电流计偏转，说明光电子的动能大，a光的频率大；b光照射光电管不能使灵敏电流计偏转，可能发生了光电效应，只不过是产生的光电子动能小，无法到达对阴极，即b光的频率小，故AB正确，C错误；
D．电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，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，故D正确。
故选ABD。
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
【答案】AC
【详解】
A．这些氢原子最多发出=6种不同频率的光，A正确；
B．γ射线是原子核通过衰变产生的高能电磁波，与核外电子无关，B错误；
C．根据能级跃迁公式可计算出对应跃迁的能级产生的能量、波长为
2→1，E21 = 10.20eV、λ = 1.21×10-7m
3→1，E31 = 12.09eV、λ = 1.02×10-7m
4→1，E41 = 12.75eV、λ = 0.97×10-7m
3→2，E32 = 1.89eV、λ = 6.55×10-7m
4→2，E42 = 2.55eV、λ = 4.85×10-7m
4→3，E43 = 0.66eV、λ = 18.75×10-7m
再结合光电效应方程
hv = W0 + Ekm
可知能使金属钨发生光电效应的光有3种分别为4→1、3→1、2→1，对应跃迁产生的光的波长均不在可见光的波长范围内，C正确；
D．滑动变阻器的滑片调到最左端，光电管两端电压为零，但光电子发生了光电效应，有速度，能够到达A极板，光电流不可能为0，D错误。
故选AC。
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
【答案】BC
【详解】
AB．由爱因斯坦光电效应方程
又由动能定理有，当时，，，A错误，B正确；
C．若，则有，C正确；
D．同种金属的逸出功不变，则不变，D错误。
故选BC。
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
【答案】AB
【详解】
A．根据
得该金属发生光电效应的极限频率约为
故A正确；
B．由光电效应方程
可得
若入射光频率减半即为，小于该金属发生光电效应的极限频率，则不能发生光电效应，故B正确；
C．在能发生光电效应的前提下，电流表的示数与光电管的电压和入射光的强度有关，与入射光的频率无关，故C错误；
D．频率加倍前，入射光的能量
频率加倍后，入射光能量为
最大初动能为
根据
Ue=
可知遏止电压的大小为
故D错误。
故选AB。
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
【答案】CD
【详解】
A．由题意可知，K极为阴极，如图所示，K极与电源的负极相连，所以光电管两端所加的电压为正向电压，所以A错误；
B．光电效应中
由题图可知
所以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小，所以B错误；
C．光的双缝干涉实验中，相邻干涉条纹的宽度为
由爱因斯坦的光电效应方程可得
其中与被照射的材料有关，所以三种光的相同，结合
得
又
得
所以分别用甲光、丙光做双缝干涉实验，甲光的干涉条纹比丙光的宽，所以C正确；
D．有题图可知，甲光和乙光频率相同，但是甲光比乙光的饱和电流大，即甲光的光强大于乙光，所以甲比乙在单位时间内发射的光子数多，所以D正确。
故选CD。
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Ek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
【答案】BD
【详解】
AD．由和图像得
该金属的逸出功为b，普朗克常量为，单位为J·s ，A错误，D正确；
C. 当入射光的频率为4a时，逸出光电子的最大初动能为
C错误；
B. 当入射光的频率为5a时，遏止电压为
解得，B正确。
故选BD。
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
【答案】BCD
【详解】
A．子弹德布罗意波的波动性很略，几乎可以忽略，不可能导致狙击手射击目标脱靶，故A错误；
B．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，则动量减小，根据
知波长增大，故B正确；
C．由不确定性关系可知，微观粒子没有准确的位置和动量，故C正确；
D．根据光是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但由题意知中央亮条纹，故概率最大落在中央亮纹处，也有可能落在暗纹处，但是落在暗纹处的几率很小，故D正确。
故选BCD。
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
【答案】ABC
【详解】
A．波粒二象性是微观世界特有的规律，一切运动的微粒都具有波粒二象性，A正确；
B．由于微观粒子的运动遵守不确定关系，所以运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔发生衍射时，都没有特定的运动轨道，B正确；
C．波粒二象性适用于微观高速领域，C正确；
D．宏观物体运动形成的德布罗意波的波长很小，很难被观察到，但它仍有波粒二象性，D错误。
故选ABC。
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
【答案】BD
【详解】
A ．只让滑片P向D端移动，A、K间电压增大，所加电压为正向电压，如果光电流达到饱和值，增加电压，电流表示数也不会增大，A错误；
B．只增加单色光强度，逸出的光电子数增多，光电流增大，B正确；
C．金属的逸出功与入射光无关，C错误；
D．改用波长大于的光照射，虽然光子的能量变小，但也可能发生光电效应，可能有光电流，D正确。
故选BD。
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
【答案】BCD
【详解】
A．根据光电效应方程，可得第一组实验对应金属板的逸出功为
第二实验对应金属板的逸出功为
则可知两组实验所用的金属板材质不同，故A错误；
B．第一组实验时，光子能量为4.0eV ，第二组实验时，光子能量为6.0eV ，根据
可知甲实验采用的入射光的波长较长，故B正确；
C．若入射光子的能量为5.0eV，根据光电效应方程，可得甲组实验逸出光电子的最大动能为
故C正确；
D．由表格中的数据可知，在产生光电效应的前提下，对同种频率的入射光而言，入射光的强度越大，光电流越大，所以若入射光子的能量为5.0eV，大于金属板的逸出功，则相对光强越强，光电流越大，故D正确。
故选BCD。
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
【答案】BC
【详解】
A．由图看出，三条光线进入小水珠时入射角相同，而甲光的折射角最大，丙光的折射角最小，由知甲的折射率最小，丙的折射率最大，则甲光的频率小于乙光的频率，根据玻尔理论，知若甲光是氢原子从n=4向n=2跃迁时产生的，则乙光不可能是n=3向n=2跃迁时产生的，可能是n=5向n=2跃迁时产生的，故A错误；
B．甲光的频率小于乙光的频率，由波速公式c=λf知，c相同，波长与频率成反比，则甲光的波长大于乙光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式，知甲光的干涉条纹间距一定大于乙光的干涉条纹间距，故B正确；
C．甲光的频率最小，丙光的频率最大，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，故C正确；
D．由几何知识可知，左侧入射光线的折射角等于右侧出射光线的入射角，根据光路可逆性原理可知，三条光线一定能从右侧射出，不会发生全反射，故D错误。
故选BC。
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
【答案】ACD
【详解】
A．由图可知，b光偏转更大，说明b光的折射率更大，即b光的频率更大，由公式可知，a光的波长大于b光的波长，故A正确；
B．根据发生衍射现象的条件：当波长比障碍物的尺寸大得多或相差不多，由a光的波长大于b光的波长，所以a光比b光更容易发生衍射现象，故B错误；
C．由A分析可知，a光的波长大于b光的波长，根据可知，a光的光子动量小于b光的光子动量，故C正确；
D．b光的频率更大，根据可知，b光的能量大于a光的能量，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，故D正确。
故选ACD。
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
【答案】AC
【详解】
A．根据几何光学知识可知，S光是含有两种频率的复色光，B光和A光是单色光，由图可知B光的偏折程度较小，故B光折射率小，频率低，故A正确；
B．A光照射光电管恰好有光电流产生，用B光照射同一光电管，不能发生光电效应，故B错误；
C．A光的折射率大，根据知，A光在介质中传播的速度较小，在玻璃中传播的时间较长，故C正确；
D．S光和A光分别照射光电管的阴极时，打出光电子的最大初动能是相等的，都由A光的频率决定，故D错误。
故选AC。
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
【答案】ABD
【详解】
A．改用紫外线照射阴极K，入射光频率增大，光子能量增大，光电子的最大初动能增大，电流表中一定有电流通过，故A正确；
B．用某频率的可见光照射光电管的阴极K，光电子从阴极K射出，若将电源反接，且光电子最大初动能满足，则光电子仍可到达A极，光电管中仍可能有电流通过，故B正确；
C．光电管中场强的方向是由A到K，光电子出射后被加速，所以电流表中有电流通过，若只减小可见光的光照强度，仍有光电子从阴极K射出，电流表中一定有电流通过，故C错误；
D．将滑动变阻器的滑动触头置于b端，光电管两端电压增大，电流表中一定有电流通过，故D正确。
故选ABD。
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）
【答案】(1)1.7eV (2)1.05 eV
【详解】
（1）根据题意得，遏止电压为1.7V，根据光电效应规律可知最大初动能：．
（2）根据，可求得：．
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。
【答案】(1)6；(2)由第四能级向第三能级跃迁；(3)4种
【详解】
(1)可能放出=6种能量的光子；
(2)氢原子由第四能级向第三能级跃迁时，能级差最小，发出的光子波长最长；
(3)金属钠的逸出功
=2.3eV
从n=4能级跃迁到n=3能级放出的光子能量0.66eV，从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子能量为1.89eV，均小于钠的逸出功；其他四种跃迁放出光子能量分别为：10.2eV、12.09、12.75eV、2.55eV，光子的能量均大于钠的逸出功，故能使钠发生光电效应的光子有4种。
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
【答案】A
【详解】
A．金属的逸出功与截止频率的关系W=hv0，由于钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.53×1014Hz，钙的截止频率大，所以钙的逸出功大，故A正确；
B．遏止电压
故钙的截止频率大，钙的遏止电压较小，钙逸出的光电子最大初动能较小，故BC错误；
D．钙的截止频率大，更不容易发生光电效应，故D错误。
故选A。
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
【答案】C
【详解】
A．当金属恰发生光电效应时，光电子最大初动能为零，则截止电压为0，由图可知，对应的光子的频率为 光子能量
即光子能量大于的光可以使该金属发生光电效应，选项A错误；
B．图中（，0.50）点的含义是指用的光照射该金属，光电子的截止电压为0.50V，电子获得的最大初动能为，选项B错误；
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能量为10.2eV，大于，则可以使该金属发生光电效应，选项C正确；
D．光电效应的实验结果可用量子观点解释，但不能说明光子具有动量，选项D错误。
故选C。
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
【答案】C
【详解】
A．由图乙可知，B、C两种光对应的遏止电压是相同的，则两种光照射产生的光电子最大初动能相同，所以光的频率也是相等的。若B光为绿光，则C光也为绿光，故A错误；
B．由图乙可知，B光对应的遏止电压大于A光的遏止电压，则B光照射产生的光电子最大初动能大于A光照射产生的光电子的最大初动能，所以B光的频率大于A光的频率。若B光为绿光，则A光不可能是紫光，故B错误；
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的最大初动能为
去撞击大量处于n=3激发态的氢原子时，能量值最大可以达到
由于该能量值介于氢原子的第4能级与第5能级之间，可知该光电子与氢原子碰撞，可以使氢原子吸收0.66eV的能量跃迁到n=4的能级。当大量的处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以产生种不同频率的光。故C正确；
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，能量值最大可以达到
由于该能量值介于氢原子的第2能级与第3能级之间，可知该光电子与氢原子碰撞，氢原子不能吸收0.68eV的能量发生跃迁，故D错误。
故选C。
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
【答案】C
【详解】
D．滑动触头P移到a端时，A极的电势高于K极的电势，用M光照射时电流计G的指针不会发生偏转，说明M光不能使阴极K发生光电效应，即M光的频率低于阴极K的极限频率，P移到任何位置，电流计G的指针均不会发生偏转，D错误；
B．滑动触头P移到b端时，A极的电势低于K极的电势，用单色光N照射阴极K时电流计G的指针会发生偏转，说明N光照射时会产生光电效应，即N光的频率高于，则M光的频率低于N光的频率，B错误；
A．能否发生光电效应与光的强度无关，A错误；
C．滑动触头P移到a端时，加的是正向电压，用N光照射阴极K时电流计G的指针一定会发生偏转，C正确。
故选C。
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
【答案】D
【详解】
A．金属的逸出功仅和金属材料的性质以及金属表面的状态有关，用不同的光的照射同一块金属表面，故金属逸出功相同，故A错误；
B．由电场力对在其内的电子做功与能量关系得，遏止电压U与光电子的最大初动能为
Ek=eU
故遏止电压U与光电子的最大初动能成正比，而光电子的最大初动能与所照射光的频率成正比，与光的波长成反比，故遏止电压U所照射光的波长成反比，因为
故a光照射时需要的遏止电压比b光照射时大；
C．光电效应中，光电流的大小与光照强度成正比，光的频率成反比，即与波长成正比，可得
故a光照射时产生的光电流比b光照射时的光电流大，C错误；
D．光电子的最大初动能与所照射光的频率成正比，与光的波长成反比，又有
故a光照射时光电子的最大初动能比b光照射时大，D正确；
故选D。
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
【答案】A
【分析】
由爱因斯坦光电效应方程去分析图像中所包含对解题有用的物理信息。
【详解】
A．根据爱因斯坦光电效应方程知
由图可得，当时
所以
选项A正确；
B．根据爱因斯坦光电效应方程
任何一种金属的逸出功一定，说明随频率的变化而变化，且成线性关系（与类似），直线的斜率表示普朗克常量，选项B错误；
C．根据A的分析可以知道，a等于金属的逸出功，所以图中a与b的值与入射光的强度、频率均无关，选项C错误；
D．根据爱因斯坦光电效应方程
若入射光频率为，则光电子的最大初动能为，选项D错误。
故选A。
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
【答案】B
【详解】
A．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级状态跃迁时，有4→1、4→2、4→3、3→1、3→2和2→1共六种情况，所以跃迁过程中将辐射出6种频率的光子，故A错误；
B．根据光电效应方程可知，入射光子的频率越高，逸出光电子的最大初动能越大，从4→1辐射光子的能量为（-0.85）-（-13.6）=12.75eV，则辐射光子的最大初动能为12.75-2.30=10.45eV，故B正确；
C．β射线是原子核衰变时发射出的高速电子流，光电子是被电离出的核外电子，故C错误；
D．n=4能级跃迁到n=3能级和n=3能级跃迁到n=2能级辐射的光子能量小于金属的逸出功，不能使该金属发生光电效应现象，则有4种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象，故D错误。
故选B。
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．
【答案】A
【详解】
由光电效应方程
，和
得
故A正确。
故选A。
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eUc
C．光电子的最大初动能等于eUc
D．保持光的颜色不变，只增加光照强度，图乙图像的Uc会增大
【答案】C
【详解】
A．极板间如果是正向电压，随着正向电压的增长，光电流先大后不变，如果是反向电压随着电压增大光电流逐渐减小，故A错误；
BC．根据爱因斯坦光电效应方程，可知光电子的最大初动能等于，故B错误，C正确；
D．保持光的颜色不变，只增加光照强度时，图像的Uc不变，故D错误。
故选C。
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Uc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Uc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，Uc－图象的斜率相同
【答案】D
【详解】
A．由爱因斯坦光电效应方程可知，入射光的频率不同，光电子的最大初动能不同，由动能定理有
则遏止电压Uc不同，故A错误；
B．只有当光电管两端加上正向电压时才能研究，则必须把图甲所示电路中的电源正负极反接过来，才能用来验证光电流与电压的关系，故B错误；
C．由爱因斯坦光电效应方程Ek=h－h0可知，在入射光频率不同的情况下，光电子的最大初动能不同，最大初动能与光照强度无关，故C错误；
D．由
Ek=h－h0=eUc
可得
则Uc－图象的斜率为相同的常量，故D正确。
故选D。
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
【答案】D
【详解】
A．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，为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料的截止频率应小于，不会发生光电效应，A错误；
B．电压表有没有示数与明火的照射时间无关，与紫外线的频率有关，B错误；
C．图中电源左边接电源正极时，阳极A阴极K之间的电场方向是由阴极K指向阳极A，则光电子受到的电场力方向是阳极A指向阴极K，不利于提高报警装置的灵敏度，C错误；
D．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，电压表示数变化即可监测火情的变化，D正确。
故选D。
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
【答案】C
【详解】
A．根据
光源S发出的光波最大波长
即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，故A正确；
B．光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器探测到光电子数越多，故B正确；
C．光束遇到烟雾发生散射是一种反射现象，故C错误；
D．光电流等于10－8A时，每秒产生的光电子的个数
每秒射向C钠表面的光子最少数目
故D正确。
本题选不正确的，故选C。
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
【答案】D
【详解】
A：α衰变的本质是发生衰变的核中减小的2个质子和2个中子形成氦核，所以一次α衰变，新核与原来的核相比，中子数减小了2．故A项错误．
B：一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是聚变反应，故B项错误．
C：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型；卢瑟福通过α粒子轰击氮原子核产生氧17和质子的实验发现了质子；查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子．故C项错误．
D：中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性．故D项正确．
【点睛】
α衰变，新核比旧核的质量数少4，电荷数少2；新核中质子数、中子数比旧核均少2；α衰变的本质是发生衰变的核中减小的2个质子和2个中子形成氦核．
β衰变，新核与旧核的质量数相等，电荷数多1，新核中质子数比旧核多1，中子数比旧核少1；β衰变的本质是原子核中一个中子变成质子的同时立即从核中放出一个电子．
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
【答案】D
【详解】
A．增加单色光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能不变，则光电子仍能从电容器中飞出，选项A错误；
B．根据
可得
则将A极板向下移动少许，则两板间的场强不变，则光电子仍能从电容器中飞出，选项B错误；
C．光电子恰能从B极板的右边缘飞出，则
解得
选项C错误；
D．根据光电效应方程
解得
选项D正确。
故选D。
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
【答案】ABD
【详解】
ABC．电源的接法不知道，可能负向电压，即电源的正极与c接线柱连接，对光电子做负功，单色光a照射光电管能够使灵敏电流计偏转，说明光电子的动能大，a光的频率大；b光照射光电管不能使灵敏电流计偏转，可能发生了光电效应，只不过是产生的光电子动能小，无法到达对阴极，即b光的频率小，故AB正确，C错误；
D．电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，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，故D正确。
故选ABD。
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
【答案】AC
【详解】
A．这些氢原子最多发出=6种不同频率的光，A正确；
B．γ射线是原子核通过衰变产生的高能电磁波，与核外电子无关，B错误；
C．根据能级跃迁公式可计算出对应跃迁的能级产生的能量、波长为
2→1，E21 = 10.20eV、λ = 1.21×10-7m
3→1，E31 = 12.09eV、λ = 1.02×10-7m
4→1，E41 = 12.75eV、λ = 0.97×10-7m
3→2，E32 = 1.89eV、λ = 6.55×10-7m
4→2，E42 = 2.55eV、λ = 4.85×10-7m
4→3，E43 = 0.66eV、λ = 18.75×10-7m
再结合光电效应方程
hv = W0 + Ekm
可知能使金属钨发生光电效应的光有3种分别为4→1、3→1、2→1，对应跃迁产生的光的波长均不在可见光的波长范围内，C正确；
D．滑动变阻器的滑片调到最左端，光电管两端电压为零，但光电子发生了光电效应，有速度，能够到达A极板，光电流不可能为0，D错误。
故选AC。
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
【答案】BC
【详解】
AB．由爱因斯坦光电效应方程
又由动能定理有，当时，，，A错误，B正确；
C．若，则有，C正确；
D．同种金属的逸出功不变，则不变，D错误。
故选BC。
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
【答案】AB
【详解】
A．根据
得该金属发生光电效应的极限频率约为
故A正确；
B．由光电效应方程
可得
若入射光频率减半即为，小于该金属发生光电效应的极限频率，则不能发生光电效应，故B正确；
C．在能发生光电效应的前提下，电流表的示数与光电管的电压和入射光的强度有关，与入射光的频率无关，故C错误；
D．频率加倍前，入射光的能量
频率加倍后，入射光能量为
最大初动能为
根据
Ue=
可知遏止电压的大小为
故D错误。
故选AB。
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
【答案】CD
【详解】
A．由题意可知，K极为阴极，如图所示，K极与电源的负极相连，所以光电管两端所加的电压为正向电压，所以A错误；
B．光电效应中
由题图可知
所以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小，所以B错误；
C．光的双缝干涉实验中，相邻干涉条纹的宽度为
由爱因斯坦的光电效应方程可得
其中与被照射的材料有关，所以三种光的相同，结合
得
又
得
所以分别用甲光、丙光做双缝干涉实验，甲光的干涉条纹比丙光的宽，所以C正确；
D．有题图可知，甲光和乙光频率相同，但是甲光比乙光的饱和电流大，即甲光的光强大于乙光，所以甲比乙在单位时间内发射的光子数多，所以D正确。
故选CD。
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Ek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
【答案】BD
【详解】
AD．由和图像得
该金属的逸出功为b，普朗克常量为，单位为J·s ，A错误，D正确；
C. 当入射光的频率为4a时，逸出光电子的最大初动能为
C错误；
B. 当入射光的频率为5a时，遏止电压为
解得，B正确。
故选BD。
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
【答案】BCD
【详解】
A．子弹德布罗意波的波动性很略，几乎可以忽略，不可能导致狙击手射击目标脱靶，故A错误；
B．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，则动量减小，根据
知波长增大，故B正确；
C．由不确定性关系可知，微观粒子没有准确的位置和动量，故C正确；
D．根据光是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但由题意知中央亮条纹，故概率最大落在中央亮纹处，也有可能落在暗纹处，但是落在暗纹处的几率很小，故D正确。
故选BCD。
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
【答案】ABC
【详解】
A．波粒二象性是微观世界特有的规律，一切运动的微粒都具有波粒二象性，A正确；
B．由于微观粒子的运动遵守不确定关系，所以运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔发生衍射时，都没有特定的运动轨道，B正确；
C．波粒二象性适用于微观高速领域，C正确；
D．宏观物体运动形成的德布罗意波的波长很小，很难被观察到，但它仍有波粒二象性，D错误。
故选ABC。
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
【答案】BD
【详解】
A ．只让滑片P向D端移动，A、K间电压增大，所加电压为正向电压，如果光电流达到饱和值，增加电压，电流表示数也不会增大，A错误；
B．只增加单色光强度，逸出的光电子数增多，光电流增大，B正确；
C．金属的逸出功与入射光无关，C错误；
D．改用波长大于的光照射，虽然光子的能量变小，但也可能发生光电效应，可能有光电流，D正确。
故选BD。
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
【答案】BCD
【详解】
A．根据光电效应方程，可得第一组实验对应金属板的逸出功为
第二实验对应金属板的逸出功为
则可知两组实验所用的金属板材质不同，故A错误；
B．第一组实验时，光子能量为4.0eV ，第二组实验时，光子能量为6.0eV ，根据
可知甲实验采用的入射光的波长较长，故B正确；
C．若入射光子的能量为5.0eV，根据光电效应方程，可得甲组实验逸出光电子的最大动能为
故C正确；
D．由表格中的数据可知，在产生光电效应的前提下，对同种频率的入射光而言，入射光的强度越大，光电流越大，所以若入射光子的能量为5.0eV，大于金属板的逸出功，则相对光强越强，光电流越大，故D正确。
故选BCD。
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
【答案】BC
【详解】
A．由图看出，三条光线进入小水珠时入射角相同，而甲光的折射角最大，丙光的折射角最小，由知甲的折射率最小，丙的折射率最大，则甲光的频率小于乙光的频率，根据玻尔理论，知若甲光是氢原子从n=4向n=2跃迁时产生的，则乙光不可能是n=3向n=2跃迁时产生的，可能是n=5向n=2跃迁时产生的，故A错误；
B．甲光的频率小于乙光的频率，由波速公式c=λf知，c相同，波长与频率成反比，则甲光的波长大于乙光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式，知甲光的干涉条纹间距一定大于乙光的干涉条纹间距，故B正确；
C．甲光的频率最小，丙光的频率最大，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，故C正确；
D．由几何知识可知，左侧入射光线的折射角等于右侧出射光线的入射角，根据光路可逆性原理可知，三条光线一定能从右侧射出，不会发生全反射，故D错误。
故选BC。
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
【答案】ACD
【详解】
A．由图可知，b光偏转更大，说明b光的折射率更大，即b光的频率更大，由公式可知，a光的波长大于b光的波长，故A正确；
B．根据发生衍射现象的条件：当波长比障碍物的尺寸大得多或相差不多，由a光的波长大于b光的波长，所以a光比b光更容易发生衍射现象，故B错误；
C．由A分析可知，a光的波长大于b光的波长，根据可知，a光的光子动量小于b光的光子动量，故C正确；
D．b光的频率更大，根据可知，b光的能量大于a光的能量，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，故D正确。
故选ACD。
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
【答案】AC
【详解】
A．根据几何光学知识可知，S光是含有两种频率的复色光，B光和A光是单色光，由图可知B光的偏折程度较小，故B光折射率小，频率低，故A正确；
B．A光照射光电管恰好有光电流产生，用B光照射同一光电管，不能发生光电效应，故B错误；
C．A光的折射率大，根据知，A光在介质中传播的速度较小，在玻璃中传播的时间较长，故C正确；
D．S光和A光分别照射光电管的阴极时，打出光电子的最大初动能是相等的，都由A光的频率决定，故D错误。
故选AC。
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
【答案】ABD
【详解】
A．改用紫外线照射阴极K，入射光频率增大，光子能量增大，光电子的最大初动能增大，电流表中一定有电流通过，故A正确；
B．用某频率的可见光照射光电管的阴极K，光电子从阴极K射出，若将电源反接，且光电子最大初动能满足，则光电子仍可到达A极，光电管中仍可能有电流通过，故B正确；
C．光电管中场强的方向是由A到K，光电子出射后被加速，所以电流表中有电流通过，若只减小可见光的光照强度，仍有光电子从阴极K射出，电流表中一定有电流通过，故C错误；
D．将滑动变阻器的滑动触头置于b端，光电管两端电压增大，电流表中一定有电流通过，故D正确。
故选ABD。
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）
【答案】(1)1.7eV (2)1.05 eV
【详解】
（1）根据题意得，遏止电压为1.7V，根据光电效应规律可知最大初动能：．
（2）根据，可求得：．
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。
【答案】(1)6；(2)由第四能级向第三能级跃迁；(3)4种
【详解】
(1)可能放出=6种能量的光子；
(2)氢原子由第四能级向第三能级跃迁时，能级差最小，发出的光子波长最长；
(3)金属钠的逸出功
=2.3eV
从n=4能级跃迁到n=3能级放出的光子能量0.66eV，从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子能量为1.89eV，均小于钠的逸出功；其他四种跃迁放出光子能量分别为：10.2eV、12.09、12.75eV、2.55eV，光子的能量均大于钠的逸出功，故能使钠发生光电效应的光子有4种。
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