高考物理一轮复习讲练测(全国通用)13.1光电效应(练)(原卷版+解析)

这是一份高考物理一轮复习讲练测(全国通用)13.1光电效应(练)(原卷版+解析)，共30页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．图示为几种金属的逸出功和氢原子能级图。现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，结合图表信息可知（ ）
A．铷的极限频率大于钙的极限频率
B．氢原子跃迁时对外辐射连续光谱
C．能级跃迁到能级辐射出的光照射钨发生光电效应的最大初动能为
D．氢原子辐射的光有4种频率能使钨发生光电效应
2．用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。该单色光的波长为，金属的极限波长为，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有（ ）
A．光电子的最大初动能为
B．
C．波长超过的光都不能使该金属发生光电效应
D．波长超过的光都能使该金属发生光电效应
3．美国趣味科学网站2021年2月16日报道，欧洲核子研究中心的科学家们近日成功捕获了希格斯玻色子（“上帝粒子”）的衰变，或将破解宇宙终极谜题。研究发现，希格斯玻色子衰变为两个轻子（带相反电荷的电子对或子对）和一个光子。假设希格斯玻色子衰变为电子对和一个高能光子，衰变前希格斯玻色子静止，由于衰变后正负电子动能很小，可以认为衰变过程中由于质量亏损放出的能量全部转化为光子的能量。已知正负电子质量均为（），希格斯玻色子质量为（），普朗克常数取，真空中光速，，则（ ）
A．希格斯玻色子衰变过程不满足动量守恒
B．希格斯玻色子衰变过程中由于质量亏损释放的能量约为
C．希格斯玻色子衰变过程中的质量亏损约为
D．衰变后光子频率约为
4．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃砖对a、b的折射率关系为naB．a、b在玻璃中的传播速度关系为va>vb
C．a、b在真空中的波长关系为λa<λb
D．如用a光照射某金属能发生光电效应，则用b光照射该金属也一定能发生光电效应
5．氢原子能级示意图如图所示。已知大量氢原子均处于基态，现用能量为的电子束轰击氢原子，氢原子被激发后立刻向低能级跃迁辐射出光子，用辐射出的光子照射某光电管的阴极K，若光电管阴极K金属的逸出功为，则光电管的遏止电压为（ ）
A．13.60VB．10.40VC．8.80VD．7.00V
6．太赫兹辐射通常是指频率在0.1THz~10THz（1THz=1012Hz）、即频率在微波与红外线之间的电磁辐射，其频率高于微波，低于红外线、紫外线，远低于X射线。太赫兹波对人体安全，可以穿透衣物等不透明物体，实现对隐匿物体的成像。近年来太赫兹技术在国家安全、信息技术等诸多领域取得了快速发展，被誉为“改变未来世界十大技术”之一。由上述信息可知，太赫兹波（ ）
A．其光子的能量比红外线光子的能量更大
B．比微波更容易发生衍射现象
C．在真空中的速度小于红外线的速度
D．从同种介质斜射到真空中全反射的临界角比γ射线更大
7．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是（ ）
A．用能量为15.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
B．阴极K金属的逸出功为6.29eV
C．光电子最大初动能与入射光的频率成正比
D．一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光
二、多选题
8．从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压与入射光的频率的关系，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法我们利用图1所示的装置进行实验，得到了某金属的图像如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．该金属的截止频率约为4.32×1014HzB．该金属的截止频率约为5.50×1014Hz
C．该图像的斜率为普朗克常量D．这种金属的逸出功约为1.83eV
9．在光电效应实验中，用频率为v的光照射光电管阴极。发生了光电效应，下列说法正确的是（ ）
A．增大入射光强度，光电流增大
B．减小入射光强度，光电效应现象消失
C．改用频率大于v的光照射，逸出功变大
D．改用频率大于v的光照射，光电子的最大初动能变大
10．在甲、乙两次不同的光电效应实验中，得到的图像如图所示，其中为反向遏止电压，为入射光频率，已知电子电荷量为e，则下列判断正确的是（ ）
A．两图线的斜率相同，说明两次实验的光强度相同
B．两次实验相比，甲实验中金属的逸出功较小
C．用同一入射光做实验（均发生光电效应），甲实验中的光电子最大初动能较大
D．两图线反向延长线与纵坐标交点的绝对值就是各自金属对应的逸出功
1．(2023·河北沧州·高三开学考试）1916年密立根测量金属的遏止电压（即图甲所示电路中电流表G的读数减小到零时加在电极K、A之间的反向电压）与入射光频率v的对应关系，实验中推导计算出普朗克常量h。图乙为某光电管发生光电效应时遏止电压与入射光频率v的关系图像，已知光电子的电荷量为e，下列说法正确的是（ ）
A．电极K的金属材料的截止频率为
B．普朗克常量
C．电极K的金属材料逸出功随入射光频率的增大而减小
D．光电子最大初动能与入射光频率成正比
2．(2023·江西省乐平中学高三开学考试）大量处于n=3能级的氢原子跃迁能辐射出多种光子，若将其中能量为12.09eV的光子照射到如图的极板K上，合上开关，调节滑动变阻器的滑片P，发现当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数才为零，则极板K金属材料的逸出功为（ ）
A．0.60eVB．11.49eVC．12.09eVD．12.69eV
3．(2023·福建泉州·高三阶段练习）用图示电路研究光电效应现象。闭合开关S，用蓝光照射光电管时，电流表G的示数不为零。下列说法正确的是（ ）
A．若改用红光照射，G的示数一定变为零B．若改用紫光照射，G的示数可能变为零
C．将滑片P向a端滑动，G的示数可能不变D．将滑片P向a端滑动，G的示数一定增大
4．(2023·辽宁朝阳·高三阶段练习）光电效应的图像如图所示。若电子的电荷量为e，则普朗克常量可表示为（ ）
A．B．C．D．
5．(2023·江苏南京·高三开学考试）如图是研究光电效应的电路图，当用波长为λ0的光照射到阴极K上时，微安表μA中有电流通过，则（ ）
A．若将该入射光强度减小一半，微安表中的电流可能为零
B．若增加光电管两端电压，微安表中的电流可能先增大后不变
C．若将电源极性反接，微安表中的电流一定为零
D．若换用波长为λ1（λ1>λ0）的光照射阴极K，微安表中的电流一定为零
6．(2023·广东·珠海市第一中学高三阶段练习）用图示装置研究光电效应现象，当滑动头P从N移到M的过程中，光电流始终为零。为了产生光电流，可采取的措施是（ ）
A．增大入射光的强度B．增大入射光的频率
C．把P向M移动D．将电源正负极反接
7．(2023·四川内江·三模）下列说法正确的是 （ ）
A．α射线、β射线和γ射线都是高速运动的带电粒子流
B．卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验，发现了在原子核内部存在中子
C．当入射光的波长高于金属的极限波长时，不会发生光电效应
D．在α粒子散射实验中，大多数α粒子发生了较大角度地偏转
8．(2023·宁夏六盘山高级中学三模）用波长为λ的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为Ek。已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，则锌的逸出功W0为（ ）
A．B．
C．D．
9．(2023·安徽·滁州市第四中学三模）光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波的照射下，某些物质内部的电子会逸出而形成电流。如果用频率为的光照射某金属表面，逸出光电子的最大初动能为E；若改用频率为的另一种光照射该金属表面，逸出光电子的最大初动能为。己知普朗克常量为h，则为（ ）
A．B．C．D．
10．(2023·湖南·邵阳市第二中学高三开学考试）关于近代物理的知识，下列说法正确的是（ ）
A．查德威克发现质子的核反应方程为
B．β衰变就是原子核内的一个质子转化为一个中子和电子，电子被释放出来
C．发生光电效应时光电子的最大初动能由入射光的频率和强度决定
D．若氢原子从第6能级向第1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从第6能级向第2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
一、单选题
1．(2023·江苏·高考真题）上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（ ）
A．频率减小B．波长减小C．动量减小D．速度减小
2．(2023·河北·高考真题）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（ ）
A．钠的逸出功为B．钠的截止频率为
C．图中直线的斜率为普朗克常量hD．遏止电压与入射光频率成正比
3．(2023·浙江·高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV
B．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大
C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态
4．(2023·湖南·高考真题）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C．光电效应揭示了光的粒子性
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
5．(2023·全国·高考真题）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（ ）
A．1 × 102mB．3 × 102mC．6 × 102mD．9 × 102m
6．(2023·江苏·高考真题）如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是（ ）
A．B．C．D．
7．(2023·海南·高考真题）某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为，已知该金属的逸出功为，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率为（ ）
A．B．C．D．
8．(2023·天津·高考真题）光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比（ ）
A．波长变短B．光子能量增加C．频率降低D．传播速度增大
9．(2023·浙江·高考真题）已知普朗克常量，电子的质量为，一个电子和一滴直径约为的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（ ）
A．B．C．D．
10．(2023·河北·高考真题）普朗克常量，光速为c，电子质量为，则在国际单位制下的单位是（ ）
A．B．mC．D．
二、多选题
11．(2023·浙江·高考真题）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10-23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列说法正确的是（ ）
A．发射电子的动能约为8.0×10-15J
B．发射电子的物质波波长约为5.5×10-11m
C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉
D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
答案:BD
三、填空题
12．（2011·江苏·高考真题）按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量 __________ (选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为 ___________ (普朗克常量为h )。
金属
钨
钙
钾
铷
W／eV
4.54
3.20
2.25
2.13
专题13.1 光电效应
一、单选题
1．图示为几种金属的逸出功和氢原子能级图。现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，结合图表信息可知（ ）
A．铷的极限频率大于钙的极限频率
B．氢原子跃迁时对外辐射连续光谱
C．能级跃迁到能级辐射出的光照射钨发生光电效应的最大初动能为
D．氢原子辐射的光有4种频率能使钨发生光电效应
答案:C
解析：A.根据极限频率与逸出功的关系
铷的逸出功小于钙的逸出功，故铷的极限频率也要小于钙的极限频率，故A错误；
B.氢原子跃迁时对外辐射的不是连续光谱，是线状谱，故B错误；
C.能级跃迁到能级辐射出的光的能量为
故C正确；
D.要是钨发生光电效应，光子的能量要大于等于逸出功，由能级图可知，只有到、到、到这三种跃迁产生的光子能使钨发生光电效应，故D错误。
故选C。
2．用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。该单色光的波长为，金属的极限波长为，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有（ ）
A．光电子的最大初动能为
B．
C．波长超过的光都不能使该金属发生光电效应
D．波长超过的光都能使该金属发生光电效应
答案:A
解析：A．根据光电效应方程
又
光电子的最大初动能为
故A正确；
B．用某种频率的单色光照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。该单色光的波长为，金属的极限波长为，则
故B错误；
C．波长超过，小于的光能使该金属发生光电效应，故C错误；
D．金属的极限波长为，波长超过的光都不能使该金属发生光电效应，故D错误。
故选A。
3．美国趣味科学网站2021年2月16日报道，欧洲核子研究中心的科学家们近日成功捕获了希格斯玻色子（“上帝粒子”）的衰变，或将破解宇宙终极谜题。研究发现，希格斯玻色子衰变为两个轻子（带相反电荷的电子对或子对）和一个光子。假设希格斯玻色子衰变为电子对和一个高能光子，衰变前希格斯玻色子静止，由于衰变后正负电子动能很小，可以认为衰变过程中由于质量亏损放出的能量全部转化为光子的能量。已知正负电子质量均为（），希格斯玻色子质量为（），普朗克常数取，真空中光速，，则（ ）
A．希格斯玻色子衰变过程不满足动量守恒
B．希格斯玻色子衰变过程中由于质量亏损释放的能量约为
C．希格斯玻色子衰变过程中的质量亏损约为
D．衰变后光子频率约为
答案:C
解析：A．希格斯玻色子衰变过程满足动量守恒，故A错误；
B．衰变中由于质量亏损释放的能量约为
故B错误；
C．希格斯玻色子衰变过程中的质量亏损约为
故C正确；
D．衰变后光子频率为
故D错误。
故选C。
4．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃砖对a、b的折射率关系为naB．a、b在玻璃中的传播速度关系为va>vb
C．a、b在真空中的波长关系为λa<λb
D．如用a光照射某金属能发生光电效应，则用b光照射该金属也一定能发生光电效应
答案:C
解析：A．由图像知光的折射率大，即玻璃砖对a、b的折射率关系为na＞nb，故A错误；
B．传播速度，折射率大的波速小，即a、b在玻璃中的传播速度关系为va＜vb，故B错误；
C．光的折射率大，则频率大，频率大的波长短，即a、b在真空中的波长关系为λa<λb，故C正确；
D．发生光电效应的条件是入射光的频率等于金属的极限频率，如用光照射某金属能发生光电效应，则用光照射该金属不一定能发生光电效应，故D错误。
故选C。
5．氢原子能级示意图如图所示。已知大量氢原子均处于基态，现用能量为的电子束轰击氢原子，氢原子被激发后立刻向低能级跃迁辐射出光子，用辐射出的光子照射某光电管的阴极K，若光电管阴极K金属的逸出功为，则光电管的遏止电压为（ ）
A．13.60VB．10.40VC．8.80VD．7.00V
答案:D
解析：根据题意可知，用能量为的电子束轰击氢原子，氢原子只能跃迁到能级，从向基态跃迁时放出的能量为
由光电效应方程可得，光电子的最大初动能为
则光电管的遏止电压为
故选D。
6．太赫兹辐射通常是指频率在0.1THz~10THz（1THz=1012Hz）、即频率在微波与红外线之间的电磁辐射，其频率高于微波，低于红外线、紫外线，远低于X射线。太赫兹波对人体安全，可以穿透衣物等不透明物体，实现对隐匿物体的成像。近年来太赫兹技术在国家安全、信息技术等诸多领域取得了快速发展，被誉为“改变未来世界十大技术”之一。由上述信息可知，太赫兹波（ ）
A．其光子的能量比红外线光子的能量更大
B．比微波更容易发生衍射现象
C．在真空中的速度小于红外线的速度
D．从同种介质斜射到真空中全反射的临界角比γ射线更大
答案:D
解析：A．根据题意，太赫兹波的频率低于红外线，根据光子的能量公式
可知，频率越高，能量越大，所以太赫兹光子能量比红外线光子能量小，故A错误；
B．太赫兹波的频率高于微波，所以其波长比微波的波长更小，更不容易发生衍射现象，故B错误；
C．太赫兹波属于电磁波范畴，所以在真空中的速度与红外线的速度相等，均为光速，故C错误；
D．太赫兹波的频率小于γ射线，所以太赫兹波的折射率小于γ射线的折射率，根据临界角与折射率的关系
由此可得，从同种介质斜射到真空中全反射的临界角比γ射线的临界角大，故D正确。
故选D。
7．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是（ ）
A．用能量为15.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
B．阴极K金属的逸出功为6.29eV
C．光电子最大初动能与入射光的频率成正比
D．一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光
答案:A
解析：A．根据电离条件可知，使处于基态的氢原子电离，需用能量大于等于13.6eV的光照射即可，故A正确；
B．大量处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出频率最高的光子对应n=3到n=1的跃迁，频率最高光子的能量为
由图可知辐射光电子的最大初动能为，故
故B错误；
C．由爱因斯坦光电效应方程
可知光电子最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，但不是成正比，故C错误；
D．大量处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时共发出种频率的光，而一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，最多只能放出2种不同频率的光，故D错误。
故选A。
二、多选题
8．从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压与入射光的频率的关系，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法我们利用图1所示的装置进行实验，得到了某金属的图像如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．该金属的截止频率约为4.32×1014HzB．该金属的截止频率约为5.50×1014Hz
C．该图像的斜率为普朗克常量D．这种金属的逸出功约为1.83eV
答案:AD
解析：C．设金属的逸出功为，截止频率为，金属逸出功
光电子的最大初动能与遏止电压的关系是
光电效应方程为
联立两式可得
因此图像的斜率为，C错误；
AB．当可解得
即金属的截止频率约为，在误差允许范围内，故A正确，B错误；
D．由图可知
金属的逸出功
联立解得
故D正确。
故选AD。
9．在光电效应实验中，用频率为v的光照射光电管阴极。发生了光电效应，下列说法正确的是（ ）
A．增大入射光强度，光电流增大
B．减小入射光强度，光电效应现象消失
C．改用频率大于v的光照射，逸出功变大
D．改用频率大于v的光照射，光电子的最大初动能变大
答案:AD
解析：A．增大入射光强度，单位时间内逸出的光电子数量变大，光电流增大，A正确；
B．是否发生光电效应与光强无关，B错误；
C．逸出功由金属决定，与入射光无关，C错误；
D．根据光电效应方程
入射光频率变大，光电子的最大初动能变大，D正确。
故选AD。
10．在甲、乙两次不同的光电效应实验中，得到的图像如图所示，其中为反向遏止电压，为入射光频率，已知电子电荷量为e，则下列判断正确的是（ ）
A．两图线的斜率相同，说明两次实验的光强度相同
B．两次实验相比，甲实验中金属的逸出功较小
C．用同一入射光做实验（均发生光电效应），甲实验中的光电子最大初动能较大
D．两图线反向延长线与纵坐标交点的绝对值就是各自金属对应的逸出功
答案:BC
解析：A．根据爱因斯坦光电效应方程
而根据动能定理可知
整理得
可知图线的斜率大小为
与光强无关，A错误；
BD．图线的纵轴截距为
所以由图像知，两次实验相比，甲实验中金属的逸出功较小，B正确，D错误；
C．根据爱因斯坦光电效应方程可得：光电子最大初动能
因为乙实验中金属的逸出功较大，所以用同一入射光做实验（均发生光电效应），甲实验中的光电子最大初动能较大，C正确。
故选BC。
1．(2023·河北沧州·高三开学考试）1916年密立根测量金属的遏止电压（即图甲所示电路中电流表G的读数减小到零时加在电极K、A之间的反向电压）与入射光频率v的对应关系，实验中推导计算出普朗克常量h。图乙为某光电管发生光电效应时遏止电压与入射光频率v的关系图像，已知光电子的电荷量为e，下列说法正确的是（ ）
A．电极K的金属材料的截止频率为
B．普朗克常量
C．电极K的金属材料逸出功随入射光频率的增大而减小
D．光电子最大初动能与入射光频率成正比
答案:B
解析：A．根据
可知
因此当时取得截止频率为b，故A错误；
B．图像斜率表示
因此普朗克常量
故B正确；
C．逸出功只与金属材本身类有关，故C错误；
D．根据
可知，光电子最大初动能与入射光频率成一次函数关系，故D错误。
故选B。
2．(2023·江西省乐平中学高三开学考试）大量处于n=3能级的氢原子跃迁能辐射出多种光子，若将其中能量为12.09eV的光子照射到如图的极板K上，合上开关，调节滑动变阻器的滑片P，发现当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数才为零，则极板K金属材料的逸出功为（ ）
A．0.60eVB．11.49eVC．12.09eVD．12.69eV
答案:B
解析：由题意可知，该光电效应对应的遏止电压为
设极板K金属材料的逸出功为W0，根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理有
解得
故选B。
3．(2023·福建泉州·高三阶段练习）用图示电路研究光电效应现象。闭合开关S，用蓝光照射光电管时，电流表G的示数不为零。下列说法正确的是（ ）
A．若改用红光照射，G的示数一定变为零B．若改用紫光照射，G的示数可能变为零
C．将滑片P向a端滑动，G的示数可能不变D．将滑片P向a端滑动，G的示数一定增大
答案:C
解析：A．依题意，用蓝光照射，发生光电效应，因为红光的频率低于蓝光的频率，根据
可知，若改用红光照射，不一定能发生光电效应，G的示数不一定变为零。故A错误；
B．同理，紫光的频率高于蓝光的频率，若改用紫光照射，可以发生光电效应，G的示数一定不能为零。故B错误；
CD．将滑片P向a端滑动，光电管两端的正向电压增大，如果此前光电流已达饱和，则G的示数不变。故C正确；D错误。
故选C。
4．(2023·辽宁朝阳·高三阶段练习）光电效应的图像如图所示。若电子的电荷量为e，则普朗克常量可表示为（ ）
A．B．C．D．
答案:B
解析：根据爱因斯坦光电效应方程，结合动能定理有
整理得
结合题图有
解得
ACD错误，B正确。
故选B。
5．(2023·江苏南京·高三开学考试）如图是研究光电效应的电路图，当用波长为λ0的光照射到阴极K上时，微安表μA中有电流通过，则（ ）
A．若将该入射光强度减小一半，微安表中的电流可能为零
B．若增加光电管两端电压，微安表中的电流可能先增大后不变
C．若将电源极性反接，微安表中的电流一定为零
D．若换用波长为λ1（λ1>λ0）的光照射阴极K，微安表中的电流一定为零
答案:B
解析：A．入射光的强度只影响光电流的强弱，是否产生光电流只与入射光的频率有关，因此将该入射光强度减小一半，微安表中的电流不可能为零，故A错误；
B．初始时电压增加，打到阳极板的光电子数可能变多，光电流可能会增加，当从阴极板射出的光电子都打到阳极板，光电流不会再增大，因此微安表中的电流可能先增大后不变，故B正确；
C．将电源极性反接，若加在光电管上的电压小于截止电压，电路中仍然有光电流产生，故C错误；
D．波长为λ1（λ1>λ0）的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故D错误。
故选B。
6．(2023·广东·珠海市第一中学高三阶段练习）用图示装置研究光电效应现象，当滑动头P从N移到M的过程中，光电流始终为零。为了产生光电流，可采取的措施是（ ）
A．增大入射光的强度B．增大入射光的频率
C．把P向M移动D．将电源正负极反接
答案:B
解析：由题图可知，当滑动头P从N移到M的过程中，光电流始终为零，说明没有发生光电效应现象。
A．能否发生光电效应与入射光的强度无关，所以增大入射光的强度，仍不能产生光电流，故A错误；
B．增大入射光的频率，当入射光的频率大于金属的极限频率时，产生光电效应现象，金属中有光电子发出，电路中能产生光电流，故B正确；
CD．把P向M移动或将电源正负极反接均不能使金属发生光电效应现象，电路中均不能产生光电流，故CD错误。
故选B。
7．(2023·四川内江·三模）下列说法正确的是 （ ）
A．α射线、β射线和γ射线都是高速运动的带电粒子流
B．卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验，发现了在原子核内部存在中子
C．当入射光的波长高于金属的极限波长时，不会发生光电效应
D．在α粒子散射实验中，大多数α粒子发生了较大角度地偏转
答案:C
解析：A．α射线、β射线都是高速运动的带电粒子流，γ射线是光子流，不带电，A错误；
B．卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验，发现了在原子核内部存在质子，B错误；
C．由波长频率和波速关系公式可知，当入射光的波长高于金属的极限波长时，则有入射光的频率低于金属的极限频率，不会发生光电效应，C正确；
D．在α粒子散射实验中，少数α粒子发生了较大角度地偏转，D错误。
故选C。
8．(2023·宁夏六盘山高级中学三模）用波长为λ的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为Ek。已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，则锌的逸出功W0为（ ）
A．B．
C．D．
答案:A
解析：据光电效应方程可得
又
联立解得
故选A。
9．(2023·安徽·滁州市第四中学三模）光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波的照射下，某些物质内部的电子会逸出而形成电流。如果用频率为的光照射某金属表面，逸出光电子的最大初动能为E；若改用频率为的另一种光照射该金属表面，逸出光电子的最大初动能为。己知普朗克常量为h，则为（ ）
A．B．C．D．
答案:D
解析：由光电效应方程可得
，
解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
10．(2023·湖南·邵阳市第二中学高三开学考试）关于近代物理的知识，下列说法正确的是（ ）
A．查德威克发现质子的核反应方程为
B．β衰变就是原子核内的一个质子转化为一个中子和电子，电子被释放出来
C．发生光电效应时光电子的最大初动能由入射光的频率和强度决定
D．若氢原子从第6能级向第1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从第6能级向第2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
答案:D
解析：A．发现质子的是卢瑟福，故A错误；
B．β衰变实质是原子核内的一个中子转化为一个质子和电子，这个电子以β射线的形式释放出来，故B错误；
C．发生光电效应时光电子的最大初动能由入射光的频率决定，与入射光的强度无关，故C错误；
D．原子从第6能级向第1能级跃迁时辐射出的光的频率大于从第6能级向第2能级跃迁时辐射出的光的频率，所以如果前者不能发生光电效应，后者也不能，故D正确。
故选D。
一、单选题
1．(2023·江苏·高考真题）上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（ ）
A．频率减小B．波长减小C．动量减小D．速度减小
答案:B
解析：AB．根据可知光子的能量增加后，光子的频率增加，又根据
可知光子波长减小，故A错误，B正确；
CD．根据
可知光子的动量增加；又因为光子质量不变，根据可知光子速度增加，故C错误，D错误。
故选B。
2．(2023·河北·高考真题）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（ ）
A．钠的逸出功为B．钠的截止频率为
C．图中直线的斜率为普朗克常量hD．遏止电压与入射光频率成正比
答案:A
解析：A．根据遏止电压与最大初动能的关系有
根据电效应方程有
当结合图像可知，当为0时，解得
A正确；
B．钠的截止频率为，根据图像可知，截止频率小于，B错误；
C．结合遏止电压与光电效应方程可解得
可知，图中直线的斜率表示，C错误；
D．根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压与入射光频率成线性关系，不是成正比，D错误。
故选A。
3．(2023·浙江·高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV
B．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大
C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态
答案:B
解析：A．从n=3跃迁到n=1放出的光电子能量最大，根据
可得此时最大初动能为
故A错误；
B．根据
又因为从n=3跃迁到n=1放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B正确；
C．大量氢原子从n=3的激发态跃迁基态能放出种频率的光子，其中从n=3跃迁到n=2放出的光子能量为
不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误；
D．由于从n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为
所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4激发态，故D错误。
故选B。
4．(2023·湖南·高考真题）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C．光电效应揭示了光的粒子性
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
答案:C
解析：A．波尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征，A错误；
B．玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不成完全揭示微观粒子的运动规律，B错误；
C．光电效应揭示了光的粒子性，C正确；
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，质子、中子及原子、分子均具有波动性，D错误。
故选C。
5．(2023·全国·高考真题）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（ ）
A．1 × 102mB．3 × 102mC．6 × 102mD．9 × 102m
答案:B
解析：一个光子的能量为
E = hν
ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系
c = λν
光源每秒发出的光子的个数为
P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个，那么此处的球面的表面积为
S = 4πR2
则
联立以上各式解得
R ≈ 3 × 102m
故选B。
6．(2023·江苏·高考真题）如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是（ ）
A．B．C．D．
答案:C
解析：光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值
可知图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因，则图像C正确，ABD错误。
故选C。
7．(2023·海南·高考真题）某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为，已知该金属的逸出功为，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率为（ ）
A．B．C．D．
答案:D
解析：根据爱因斯坦的光电效应方程可知
解得该单色光的频率为
故选D。
8．(2023·天津·高考真题）光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比（ ）
A．波长变短B．光子能量增加C．频率降低D．传播速度增大
答案:A
解析：紫外线进入液体后与真空相比，频率不变，传播速度减小，根据
可知波长变短；根据
可知，光子能量不变。
故选A。
9．(2023·浙江·高考真题）已知普朗克常量，电子的质量为，一个电子和一滴直径约为的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（ ）
A．B．C．D．
答案:C
解析：根据德布罗意波长公式
解得
由题意可知，电子与油滴的动能相同，则其波长与质量的二次方根成反比，所以有
代入数据解得
所以C正确；ABD错误；
故选C。
10．(2023·河北·高考真题）普朗克常量，光速为c，电子质量为，则在国际单位制下的单位是（ ）
A．B．mC．D．
答案:B
解析：根据可得它们的单位为：
故选B。
二、多选题
11．(2023·浙江·高考真题）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10-23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列说法正确的是（ ）
A．发射电子的动能约为8.0×10-15J
B．发射电子的物质波波长约为5.5×10-11m
C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉
D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
答案:BD
解析：A．根据动量的大小与动能的关系可知发射电子的动能约为
故A错误；
B．发射电子的物质波波长约为
故B正确；
CD．物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故C错误，D正确；
故选BD。
三、填空题
12．（2011·江苏·高考真题）按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量 __________ (选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为 ___________ (普朗克常量为h )。
答案: 越大
解析：[1]按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能级越高，能量越大。
[2]由能量关系
解得
金属
钨
钙
钾
铷
W／eV
4.54
3.20
2.25
2.13