重難點19光電效應

1．已知鈣和鈉的截止頗率分別為7.73×10¹⁴Hz和5.53×10¹⁴Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發生光電效應，則下列說法正確的是（　　）
A．鈣具有較大的逸出功
B．鈣的遏止電壓較大
C．鈣逸出的光電子最大初動能較大
D．鈣更容易發生光電效應
【答案】A
【詳解】
A．金屬的逸出功與截止頻率的關系W=hv₀，由于鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×10¹⁴Hz和5.53×10¹⁴Hz，鈣的截止頻率大，所以鈣的逸出功大，故A正確；
B．遏止電壓

故鈣的截止頻率大，鈣的遏止電壓較小，鈣逸出的光電子最大初動能較小，故BC錯誤；
D．鈣的截止頻率大，更不容易發生光電效應，故D錯誤。
故選A。
2．如圖所示是某種金屬在不同頻率的光照情況測得的遏止電壓

和光照頻率v之間的關系曲線，（已知普朗克常量

）根據該曲線可知下面說法或判斷正確的是（　　）

A．光子能量大于

的光可以使該金屬發生光電效應
B．圖中（

，0.50）點的含義是指用

的光照射該金屬，光電子獲得的動能一定為

C．已知氫原子基態能量為

，則處于能級2的氫原子躍遷到基態釋放的光子可以使該金屬發生光電效應
D．光電效應的實驗結果可用量子觀點解釋，說明光子具有動量
【答案】C
【詳解】
A．當金屬恰發生光電效應時，光電子最大初動能為零，則截止電壓為0，由圖可知，對應的光子的頻率為

光子能量

即光子能量大于

的光可以使該金屬發生光電效應，選項A錯誤；
B．圖中（

，0.50）點的含義是指用

的光照射該金屬，光電子的截止電壓為0.50V，電子獲得的最大初動能為

，選項B錯誤；
C．已知氫原子基態能量為

，則處于能級2的氫原子躍遷到基態釋放的光子能量為10.2eV，大于

，則可以使該金屬發生光電效應，選項C正確；
D．光電效應的實驗結果可用量子觀點解釋，但不能說明光子具有動量，選項D錯誤。
故選C。
3．如圖所示，甲圖為演示光電效應的實驗裝置；乙圖為A、B、C三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數之間的關系曲線；丙圖為氫原子的能級圖；丁圖給出了幾種金屬的逸出功和截止頻率。以下說法正確的是（　　）

A．若B光為綠光，C光可能是紫光
B．若B光為綠光，A光可能是紫光
C．若B光光子能量為2.81eV，用它照射由金屬銣制成的陰極，所產生的大量具有最大初動能的光電子去撞擊大量處于n=3激發態的氫原子，可以產生6種不同頻率的光
D．若B光光子能量為2.81eV，用它直接照射大量處于n=2激發態的氫原子，可以產生6種不同頻率的光
【答案】C
【詳解】
A．由圖乙可知，B、C兩種光對應的遏止電壓是相同的，則兩種光照射產生的光電子最大初動能相同，所以光的頻率也是相等的。若B光為綠光，則C光也為綠光，故A錯誤；
B．由圖乙可知，B光對應的遏止電壓大于A光的遏止電壓，則B光照射產生的光電子最大初動能大于A光照射產生的光電子的最大初動能，所以B光的頻率大于A光的頻率。若B光為綠光，則A光不可能是紫光，故B錯誤；
C．若B光光子能量為2.81eV，用它照射由金屬銣制成的陰極，所產生的大量具有最大初動能的光電子的最大初動能為

去撞擊大量處于n=3激發態的氫原子時，能量值最大可以達到

由于該能量值介于氫原子的第4能級與第5能級之間，可知該光電子與氫原子碰撞，可以使氫原子吸收0.66eV的能量躍遷到n=4的能級。當大量的處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，可以產生

種不同頻率的光。故C正確；
D．若B光光子能量為2.81ev，用它直接照射大量處于n=2激發態的氫原子，能量值最大可以達到

由于該能量值介于氫原子的第2能級與第3能級之間，可知該光電子與氫原子碰撞，氫原子不能吸收0.68eV的能量發生躍遷，故D錯誤。
故選C。
4．在如圖所示的光電效應實驗中，將滑動觸頭P移到a端。用單色光M照射陰極K時，電流計G的指針不會發生偏轉；將滑動觸頭P移到b端，用單色光N照射陰極K時，電流計G的指針會發生偏轉，則下列說法正確的是（　　）

A．M光的強度一定小于N光的強度
B．M光的頻率一定大于N光的頻率
C．用N光照射陰極K時將P移到a端，電流計G的指針一定會發生偏轉
D．用M光照射陰極K時將P移到c處，電流計G的指針可能會發生偏轉
【答案】C
【詳解】
D．滑動觸頭P移到a端時，A極的電勢高于K極的電勢，用M光照射時電流計G的指針不會發生偏轉，說明M光不能使陰極K發生光電效應，即M光的頻率低于陰極K的極限頻率

，P移到任何位置，電流計G的指針均不會發生偏轉，D錯誤；
B．滑動觸頭P移到b端時，A極的電勢低于K極的電勢，用單色光N照射陰極K時電流計G的指針會發生偏轉，說明N光照射時會產生光電效應，即N光的頻率高于

，則M光的頻率低于N光的頻率，B錯誤；
A．能否發生光電效應與光的強度無關，A錯誤；
C．滑動觸頭P移到a端時，加的是正向電壓，用N光照射陰極K時電流計G的指針一定會發生偏轉，C正確。
故選C。
5．在光電效應實驗中，兩種不同波長的紫外光a和b以不同的強度分別照射同一塊金屬表面，兩者都有光電子逸出。已知a光的波長和強度為：

、

；b光的波長和強度為：

、

。下列說法正確的是（　　）
A．a光照射時金屬的逸出功比b光照射時大
B．a光照射時需要的遏止電壓比b光照射時小
C．a光照射時產生的光電流與b光照射時相同
D．a光照射時光電子的最大初動能比b光照射時大
【答案】D
【詳解】
A．金屬的逸出功僅和金屬材料的性質以及金屬表面的狀態有關，用不同的光的照射同一塊金屬表面，故金屬逸出功相同，故A錯誤；
B．由電場力對在其內的電子做功與能量關系得，遏止電壓U與光電子的最大初動能為
E_k=eU
故遏止電壓U與光電子的最大初動能成正比，而光電子的最大初動能與所照射光的頻率成正比，與光的波長成反比，故遏止電壓U所照射光的波長成反比，因為

故a光照射時需要的遏止電壓比b光照射時大；
C．光電效應中，光電流的大小與光照強度成正比，光的頻率成反比，即與波長成正比，可得

故a光照射時產生的光電流比b光照射時的光電流大，C錯誤；
D．光電子的最大初動能與所照射光的頻率成正比，與光的波長成反比，又有

故a光照射時光電子的最大初動能比b光照射時大，D正確；
故選D。
6．如圖所示是某種金屬發生光電效應時，光電子的最大初動能

與入射光頻率的關系圖線，a、b均為已知量

。由圖線可知（　　）

A．該金屬的逸出功

B．斜率表示普朗克常量的倒數
C．圖中a與b的值與入射光的強度、頻率均有關
D．若入射光頻率為

，則光電子的最大初動能為

【答案】A
【分析】
由愛因斯坦光電效應方程

去分析圖像中所包含對解題有用的物理信息。
【詳解】
A．根據愛因斯坦光電效應方程知

由圖可得，當

時

所以

選項A正確；
B．根據愛因斯坦光電效應方程

任何一種金屬的逸出功

一定，說明

隨頻率

的變化而變化，且成線性關系（與

類似），直線的斜率表示普朗克常量，選項B錯誤；
C．根據A的分析可以知道，a等于金屬的逸出功，所以圖中a與b的值與入射光的強度、頻率均無關，選項C錯誤；
D．根據愛因斯坦光電效應方程

若入射光頻率為

，則光電子的最大初動能為

，選項D錯誤。
故選A。
7．如圖為氫原子的能級示意圖，處于

能級的大量氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光子再照射到逸出功為2.30eV的某金屬板上。下列說法正確的是（　　）

A．躍遷時可輻射出8種不同頻率的光子
B．從金屬板中逸出光電子的最大初動能為10.45eV
C．從金屬板中逸出的光電子就是β射線
D．共有3種不同頻率的光子能使該金屬發生光電效應現象
【答案】B
【詳解】
A．大量處于n=4激發態的氫原子向低能級狀態躍遷時，有4→1、4→2、4→3、3→1、3→2和2→1共六種情況，所以躍遷過程中將輻射出6種頻率的光子，故A錯誤；
B．根據光電效應方程可知，入射光子的頻率越高，逸出光電子的最大初動能越大，從4→1輻射光子的能量為（-0.85）-（-13.6）=12.75eV，則輻射光子的最大初動能為12.75-2.30=10.45eV，故B正確；
C．β射線是原子核衰變時發射出的高速電子流，光電子是被電離出的核外電子，故C錯誤；
D．n=4能級躍遷到n=3能級和n=3能級躍遷到n=2能級輻射的光子能量小于金屬的逸出功，不能使該金屬發生光電效應現象，則有4種不同頻率的光子能使該金屬發生光電效應現象，故D錯誤。
故選B。
8．已知某光電管的極限頻率為

，現用頻率為

的單色光照射這種金屬，如圖能發生光電效應，改變加在光電管兩端的電壓，測得電流隨電壓變化的圖象如圖所示。已知電子的電荷量大小為e，普朗克常量為h，則遏止電壓的大小

為（）

A．

B．

C．

D．

【答案】A
【詳解】
由光電效應方程

，

和

得

故A正確。
故選A。
9．如圖甲所示為光電效應實驗的電路圖，某次實驗中保持光的顏色和光照強度不變，通過實驗操作，得到電流表的示數I隨電壓表的示數U變化規律如圖乙所示，則下列說法正確的是（　　）

A．滑動變阻器的滑片向右移，電流表的讀數一定增大
B．金屬K的逸出功等于eU_c
C．光電子的最大初動能等于eU_c
D．保持光的顏色不變，只增加光照強度，圖乙

圖像的U_c會增大
【答案】C
【詳解】
A．極板間如果是正向電壓，隨著正向電壓的增長，光電流先大后不變，如果是反向電壓隨著電壓增大光電流逐漸減小，故A錯誤；
BC．根據愛因斯坦光電效應方程

，可知光電子的最大初動能等于

，故B錯誤，C正確；
D．保持光的顏色不變，只增加光照強度時，

圖像的U_c不變，故D錯誤。
故選C。
10．圖甲是“光電效應”實驗電路圖，圖乙為某次“光電效應”實驗中得到的同一光電管兩端的遏止電壓U_c隨入射光頻率

變化的函數關系圖象。下列判斷正確的是（　　）

A．入射光的頻率

不同，遏止電壓U_c相同
B．可以利用圖甲的電路研究“光照強度不變時，隨著電壓表示數的增大，光電流趨于一個飽和值”
C．只要光的光照強度相同，光電子的最大初動能就一定相同
D．入射光的頻率

不同，光照強度不同，U_c－

圖象的斜率相同
【答案】D
【詳解】
A．由愛因斯坦光電效應方程

可知，入射光的頻率

不同，光電子的最大初動能不同，由動能定理有

則遏止電壓U_c不同，故A錯誤；
B．只有當光電管兩端加上正向電壓時才能研究，則必須把圖甲所示電路中的電源正負極反接過來，才能用來驗證光電流與電壓的關系，故B錯誤；
C．由愛因斯坦光電效應方程E_k=h

－h

₀可知，在入射光頻率不同的情況下，光電子的最大初動能不同，最大初動能與光照強度無關，故C錯誤；
D．由
E_k=h

－h

₀=eU_c
可得

則U_c－

圖象的斜率為相同的常量，故D正確。
故選D。
11．紫外光電管是利用光電效應原理對油庫等重要場所進行火災報警的裝置，其工作電路如圖所示，其中A為陽極，K為陰極，只有當明火中的紫外線照射到K極時，電壓表有讀數且啟動報警裝置。已知太陽光中紫外線頻率主要在

之間，而明火中的紫外線波長主要在

之間，下列說法正確的是（　　）

A．為避免太陽光中紫外線干擾，K極材料的截止頻率應大于

B．只有明火照射時間足夠長，電壓表才會有示數
C．圖中電源左邊接電源正極有利于提高報警裝置的靈敏度
D．可以通過圖中電壓表示數變化監測火情的變化
【答案】D
【詳解】
A．當明火中的紫外線照射到K極時，電壓表有讀數且啟動報警裝置，為避免太陽光中紫外線干擾，K極材料的截止頻率應小于

，不會發生光電效應，A錯誤；
B．電壓表有沒有示數與明火的照射時間無關，與紫外線的頻率有關，B錯誤；
C．圖中電源左邊接電源正極時，陽極A陰極K之間的電場方向是由陰極K指向陽極A，則光電子受到的電場力方向是陽極A指向陰極K，不利于提高報警裝置的靈敏度，C錯誤；
D．明火中的紫外線照射到K極時，電壓表有讀數且啟動報警裝置，電壓表示數變化即可監測火情的變化，D正確。
故選D。
12．小宇同學參加學校科技嘉年華，設計了一個光電煙霧探測器，如圖所示，S為光源，發出一束光，當有煙霧進入探測器時，來自S的光會被煙霧散射進入光電管C，當光射到光電管中的鈉表面（鈉的極限頻率為6.00×10¹⁴Hz）時，會產生光電子當光電流大于10^－⁸A時，便會觸發報警系統報警。已知元電荷e=1.6×10^－¹⁹C，下列說法不正確的是（　　）

A．要使該探測器正常工作，光源S發出的光波波長不能大于0.5μm
B．若光源S發出的光波能使光電管發生光電效應，則光源越強，光電煙霧探測器探測到光電子數越多
C．光束遇到煙霧發生散射是一種折射現象
D．若5%射向光電管C的光子會產生光電子，當報警器報警時，每秒射向鈉表面的光子數日最少是1.25×10¹²個
【答案】C
【詳解】
A．根據

光源S發出的光波最大波長

即要使該探測器正常工作，光源S發出的光波波長不能大于0.5μm，故A正確；
B．光源S發出的光波能使光電管發生光電效應，那么光源越強，被煙霧散射進入光電管C的光越多，越容易探測到煙霧，即光電煙霧探測器探測到光電子數越多，故B正確；
C．光束遇到煙霧發生散射是一種反射現象，故C錯誤；
D．光電流等于10^－⁸A時，每秒產生的光電子的個數

每秒射向C鈉表面的光子最少數目

故D正確。
本題選不正確的，故選C。
13．2018年中國散裂中子源

將迎來驗收，目前已建設的3臺譜儀也將啟動首批實驗．有關中子的研究，下列說法正確的是（）
A．Th核發生一次

衰變，新核與原來的原子核相比，中子數減少了4
B．一個氘核和一個氚核經過核反應后生成氦核和中子是裂變反應
C．盧瑟福通過分析

粒子散射實驗結果，發現了質子和中子
D．中子和其他微觀粒子，都具有波粒二象性
【答案】D
【詳解】
A：α衰變的本質是發生衰變的核中減小的2個質子和2個中子形成氦核，所以一次α衰變，新核與原來的核相比，中子數減小了2．故A項錯誤．
B：一個氘核和一個氚核經過核反應后生成氦核和中子是聚變反應，故B項錯誤．
C：盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果，提出了原子的核式結構模型；盧瑟福通過α粒子轟擊氮原子核產生氧17和質子的實驗發現了質子；查德威克通過α粒子轟擊鈹核獲得碳核的實驗發現了中子．故C項錯誤．
D：中子和其他微觀粒子，都具有波粒二象性．故D項正確．
【點睛】
α衰變，新核比舊核的質量數少4，電荷數少2；新核中質子數、中子數比舊核均少2；α衰變的本質是發生衰變的核中減小的2個質子和2個中子形成氦核．
β衰變，新核與舊核的質量數相等，電荷數多1，新核中質子數比舊核多1，中子數比舊核少1；β衰變的本質是原子核中一個中子變成質子的同時立即從核中放出一個電子．
14．某創新實驗小組為研究電子在平行金屬板間運動的規律，設計了如圖所示的實驗：讓一束頻率為v的單色光照射某堿金屬，電子通過速度選擇器后，使具有最大初動能的電子沿中軸線水平射入水平放置的平行板電容器A、B極板之間，發現光電子恰能從B極板的右邊緣飛出。已知平行板電容器的電容為C，帶電荷量為Q，極板長為L、間距為d，普朗克常量為h，電子的電荷量為e，不計電子重力和電子間的相互作用，整個裝置放在真空中。則以下說法中正確的是

A．增加單色光的照射強度，則光電子不能從電容器中飛出
B．將A極板向下移動少許，則光電子不能從電容器中飛出
C．光電子的最大初動能為

D．該堿金屬的逸出功為

【答案】D
【詳解】
A．增加單色光的照射強度，則逸出的光電子的最大初動能不變，則光電子仍能從電容器中飛出，選項A錯誤；
B．根據

可得

則將A極板向下移動少許，則兩板間的場強不變，則光電子仍能從電容器中飛出，選項B錯誤；
C．光電子恰能從B極板的右邊緣飛出，則

解得

選項C錯誤；
D．根據光電效應方程

解得

選項D正確。
故選D。

15．如圖所示為研究光電效應規律的實驗電路，電源的兩個電極分別與接線柱c、d連接。用一定頻率的單色光a照射光電管時，靈敏電流計G的指針會發生偏轉，而且另一頻率的單色光b照射該光電管時，靈敏電流計G的指針不偏轉。下列說法正確的是（　　）

A．a光的頻率一定大于b光的頻率
B．電源正極可能與c接線柱連接
C．用b光照射光電管時，一定沒有發生光電效應
D．若靈敏電流計的指針發生偏轉，則電流方向一定是由e→G→f
【答案】

ABD
【詳解】
ABC．電源的接法不知道，可能負向電壓，即電源的正極與c接線柱連接，對光電子做負功，單色光a照射光電管能夠使靈敏電流計偏轉，說明光電子的動能大，a光的頻率大；b光照射光電管不能使靈敏電流計偏轉，可能發生了光電效應，只不過是產生的光電子動能小，無法到達對陰極，即b光的頻率小，故AB正確，C錯誤；
D．電流的方向與負電荷定向移動的方向相反，若靈敏電流計的指針發生偏轉，則電流方向一定是由e→G→f，故D正確。
故選ABD。
16．大量處于n= 4激發態的氫原子向低能級躍遷時能輻射出多種不同頻率的光，用這些光照射如圖甲所示的光電管的陰極K。已知氫原子的部分能級圖如圖乙所示，陰極K為金屬鎢，其逸出功為4.54eV。可見光的波長范圍為4.07×10^-7m—7.6×10^-7m，普朗克常量h= 6.6×10^-34J×s，真空中的光速為3.0×10⁸m/s，則下列說法中正確的是（）

A．這些氫原子最多能發出6種不同頻率的光
B．躍遷到基態時，會輻射γ射線
C．能使金屬鎢發生光電效應的光有3種，且都不是可見光
D．若將滑動變阻器的滑片調到最左端，電路中的光電流可能變為0
【答案】AC
【詳解】
A．這些氫原子最多發出

=6種不同頻率的光，A正確；
B．γ射線是原子核通過衰變產生的高能電磁波，與核外電子無關，B錯誤；
C．根據能級躍遷公式可計算出對應躍遷的能級產生的能量、波長為
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
再結合光電效應方程
hv = W₀+ E_km
可知能使金屬鎢發生光電效應的光有3種分別為4→1、3→1、2→1，對應躍遷產生的光的波長均不在可見光的波長范圍內，C正確；
D．滑動變阻器的滑片調到最左端，光電管兩端電壓為零，但光電子發生了光電效應，有速度，能夠到達A極板，光電流不可能為0，D錯誤。
故選AC。
17．在光電效應實驗中，分別用頻率為

、

的單色光

、

照射到同種金屬上，測得相應的截止電壓分別為

和

、光電子的最大初動能分別為

和

．

為普朗克常量．下列說法正確的是（　　）
A．若

，則一定有

B．若

，則一定有

C．若

，則一定有

D．若

，則一定有

【答案】BC
【詳解】
AB．由愛因斯坦光電效應方程

又由動能定理有

，當

時，

，

，A錯誤，B正確；
C．若

，則有

，C正確；
D．同種金屬的逸出功不變，則

不變，D錯誤。
故選BC。
18．利用如圖所示的電路研究光電效應現象，其中電極K由某種金屬制成，其逸出功為

，用某一頻率的光照射時，逸出光電子的最大初動能為

，電流表的示數為I。已知普朗克常量約為

，下列說法正確的是（　　）

A．該金屬發生光電效應的極限頻率約為

B．若入射光頻率減半，將不發生光電效應現象
C．若入射光頻率加倍，電流表的示數變為2I
D．若入射光頻率加倍，遏止電壓的大小將變為

0V
【答案】AB
【詳解】
A．根據

得該金屬發生光電效應的極限頻率約為

故A正確；
B．由光電效應方程

可得

若入射光頻率減半即為

，小于該金屬發生光電效應的極限頻率，則不能發生光電效應，故B正確；
C．在能發生光電效應的前提下，電流表的示數與光電管的電壓和入射光的強度有關，與入射光的頻率無關，故C錯誤；
D．頻率加倍前，入射光的能量

頻率加倍后，入射光能量為

最大初動能為

根據
Ue=

可知遏止電壓的大小為

故D錯誤。
故選AB。
19．光電管是應用光電效應原理制成的光電轉換器件，在光度測量、有聲電影、自動計數、自動報警等方面有著廣泛的應用。現有含光電管的電路如圖（a）所示，圖（b）是用甲、乙、丙三束光分別照射光電管得到的

圖線，

、

表示遏止電壓，下列說法中正確的是（　　）

A．圖（a）中光電管兩端所加的電壓為反向電壓
B．甲光照射時光電子的最大初動能比丙光照射時光電子的最大初動能大
C．分別用甲光、丙光做雙縫干涉實驗，甲光的干涉條紋比丙光的寬
D．甲、乙是相同頻率的光，甲比乙在單位時間內發射的光子數多
【答案】CD
【詳解】
A．由題意可知，K極為陰極，如圖所示，K極與電源的負極相連，所以光電管兩端所加的電壓為正向電壓，所以A錯誤；
B．光電效應中

由題圖可知

所以甲光照射時光電子的最大初動能比丙光照射時光電子的最大初動能小，所以B錯誤；
C．光的雙縫干涉實驗中，相鄰干涉條紋的寬度為

由愛因斯坦的光電效應方程可得

其中

與被照射的材料有關，所以三種光的

相同，結合

得

又

得

所以分別用甲光、丙光做雙縫干涉實驗，甲光的干涉條紋比丙光的寬，所以C正確；
D．有題圖可知，甲光和乙光頻率相同，但是甲光比乙光的飽和電流大，即甲光的光強大于乙光，所以甲比乙在單位時間內發射的光子數多，所以D正確。
故選CD。
20．某同學在研究某金屬的光電效應現象時，發現該金屬逸出光電子的最大初動能E_k與入射光頻率ν的關系如圖所示，若圖線在橫、縱坐標軸上的截距分別為a和-b，已知電子所帶電荷量為e，由圖線可以得到（　　）

A．該金屬的逸出功為零
B．當入射光的頻率為5a時，遏止電壓為

C．當入射光的頻率為4a時，逸出光電子的最大初動能為2b
D．普朗克常量為

，單位為J·s
【答案】BD
【詳解】
AD．由

和圖像得

該金屬的逸出功為b，普朗克常量為

，單位為J·s ，A錯誤，D正確；
C. 當入射光的頻率為4a時，逸出光電子的最大初動能為

C錯誤；
B. 當入射光的頻率為5a時，遏止電壓為

解得

，B正確。
故選BD。
21．關于波粒二象性，下列說法正確的是（　　）
A．子彈德布羅意波的波動性有可能導致狙擊手射擊目標脫靶
B．研究石墨對X射線散射的康普頓效應中，散射光波長大于入射光波長
C．根據不確定性關系

，不可能同時準確地知道微觀粒子的位置和動量
D．單縫衍射中央亮紋的光強占整個光強的95%以上，若只讓一個光子通過單縫，那么該光子可能落在暗紋處
【答案】BCD
【詳解】
A．子彈德布羅意波的波動性很略，幾乎可以忽略，不可能導致狙擊手射擊目標脫靶，故A錯誤；
B．在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉移給電子，則動量減小，根據

知波長增大，故B正確；
C．由不確定性關系可知，微觀粒子沒有準確的位置和動量，故C正確；
D．根據光是概率波的概念，對于一個光子通過單縫落在何處，是不確定的，但由題意知中央亮條紋，故概率最大落在中央亮紋處，也有可能落在暗紋處，但是落在暗紋處的幾率很小，故D正確。
故選BCD。
22．關于物質的波粒二象性，下列說法中正確的是（　　）
A．不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性
B．運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道
C．波動性和粒子性，在宏觀現象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現象中是統一的
D．實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性
【答案】ABC
【詳解】
A．波粒二象性是微觀世界特有的規律，一切運動的微粒都具有波粒二象性，A正確；
B．由于微觀粒子的運動遵守不確定關系，所以運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔發生衍射時，都沒有特定的運動軌道，B正確；
C．波粒二象性適用于微觀高速領域，C正確；
D．宏觀物體運動形成的德布羅意波的波長很小，很難被觀察到，但它仍有波粒二象性，D錯誤。
故選ABC。
23．如圖所示為研究光電效應的電路圖。開關閉合后，當用波長為

的單色光照射光電管的陰極K時，電流表有示數。下列說法正確的是（　　）

A．若只讓滑片P向D端移動，則電流表的示數一定增大
B．若只增加該單色光的強度，則電流表示數一定增大
C．若改用波長小于

的單色光照射光電管的陰極K，則陰極K的逸出功變大
D．若改用波長大于

的單色光照射光電管的陰極K，則電流表可能有示數
【答案】BD
【詳解】
A ．只讓滑片P向D端移動，A、K間電壓增大，所加電壓為正向電壓，如果光電流達到飽和值，增加電壓，電流表示數也不會增大，A錯誤；
B．只增加單色光強度，逸出的光電子數增多，光電流增大，B正確；
C．金屬的逸出功與入射光無關，C錯誤；
D．改用波長大于

的光照射，雖然光子的能量變小，但也可能發生光電效應，可能有光電流，D正確。
故選BD。
24．光電管是一種利用光照射產生電流的裝置，當入射光照在管中金屬板上時，可能形成光電流。表中給出了6次實驗的結果，由表中數據得出的論斷中正確的是（　　）

A．甲、乙兩組實驗中所用的金屬板材質相同
B．甲組實驗所采用的入射光波長更長
C．甲組實驗若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動能為2.2eV
D．乙組實驗若入射光子的能量為5.0eV，相對光強越強，光電流越大
【答案】BCD
【詳解】
A．根據光電效應方程

，可得第一組實驗對應金屬板的逸出功為

第二實驗對應金屬板的逸出功為

則可知兩組實驗所用的金屬板材質不同，故A錯誤；
B．第一組實驗時，光子能量為4.0eV ，第二組實驗時，光子能量為6.0eV ，根據

可知甲實驗采用的入射光的波長較長，故B正確；
C．若入射光子的能量為5.0eV，根據光電效應方程

，可得甲組實驗逸出光電子的最大動能為

故C正確；
D．由表格中的數據可知，在產生光電效應的前提下，對同種頻率的入射光而言，入射光的強度越大，光電流越大，所以若入射光子的能量為5.0eV，大于金屬板的逸出功，則相對光強越強，光電流越大，故D正確。
故選BCD。
25．雨過天晴，天空中懸浮著一顆球形小水珠，一縷陽光水平入射，如圖所示，則關于甲光、乙光和丙光，以下表述正確的是（　　）

A．若甲光是氫原子從

向

躍遷時產生的，則乙光可能是

向

躍遷時產生的
B．用同一裝置做光的雙縫干涉實驗，甲光的干涉條紋間距一定大于乙光的干涉條紋間距
C．用甲光、乙光和丙光，照射同一金屬板，若乙光能發生光電效應，則甲光不一定能發生光電效應，丙光一定能發生光電效應
D．逐漸增大左側入射光線的入射角，右側出射光線中丙光最先消失，甲光最后消失
【答案】BC
【詳解】
A．由圖看出，三條光線進入小水珠時入射角相同，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，則甲光的頻率小于乙光的頻率，根據玻爾理論

，知若甲光是氫原子從n=4向n=2躍遷時產生的，則乙光不可能是n=3向n=2躍遷時產生的，可能是n=5向n=2躍遷時產生的，故A錯誤；
B．甲光的頻率小于乙光的頻率，由波速公式c=λf知，c相同，波長與頻率成反比，則甲光的波長大于乙光的波長，根據雙縫干涉條紋間距公式

，知甲光的干涉條紋間距一定大于乙光的干涉條紋間距，故B正確；
C．甲光的頻率最小，丙光的頻率最大，用甲光、乙光和丙光，照射同一金屬板，若乙光能發生光電效應，則甲光不一定能發生光電效應，丙光一定能發生光電效應，故C正確；
D．由幾何知識可知，左側入射光線的折射角等于右側出射光線的入射角，根據光路可逆性原理可知，三條光線一定能從右側射出，不會發生全反射，故D錯誤。
故選BC。
26．北京時間2017年7月19日上午，杭州、寧波等浙江多地出現日暈（如圖甲所示）。日暈是當日光通過卷層云中的冰晶時，發生折射或反射形成的。圖乙所示為一束太陽光射到六角形冰晶的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光。下列說法正確的是（　　）

A．a光的波長大于b光的波長
B．b光比a光更容易發生衍射現象太陽光
C．a光的光子動量小于b光的光子動量
D．用a光照射光電管能產生光電流，用b光照射光電管也能能產生光電流
【答案】ACD
【詳解】
A．由圖可知，b光偏轉更大，說明b光的折射率更大，即b光的頻率更大，由公式

可知，a光的波長大于b光的波長，故A正確；
B．根據發生衍射現象的條件：當波長比障礙物的尺寸大得多或相差不多，由a光的波長大于b光的波長，所以a光比b光更容易發生衍射現象，故B錯誤；
C．由A分析可知，a光的波長大于b光的波長，根據

可知，a光的光子動量小于b光的光子動量，故C正確；
D．b光的頻率更大，根據

可知，b光的能量大于a光的能量，用a光照射光電管能產生光電流，用b光照射光電管也能能產生光電流，故D正確。
故選ACD。
27．一定強度的激光S（含有兩種頻率的復色光）以相同的角度同時從O點沿SO方向射入同一塊橫截面為半圓形玻璃柱體，其透射光線從圓弧上射出A、B兩束光，如圖甲所示。現讓A、B、S三束光分別照射相同的光電管的陰極（如圖乙所示），其中A光照射恰好有光電流產生，下列說法正確的有（　　）

A．B光折射率比A光折射率小
B．B光照射光電管的陰極，一定有光電子打出
C．A光穿過玻璃磚所用的時間比B光穿過玻璃磚所用的時間長
D．S光和A光分別照射光電管的陰極時，A光打出的光電子的最大初動能較大
【答案】AC
【詳解】
A．根據幾何光學知識可知，S光是含有兩種頻率的復色光，B光和A光是單色光，由圖可知B光的偏折程度較小，故B光折射率小，頻率低，故A正確；
B．A光照射光電管恰好有光電流產生，用B光照射同一光電管，不能發生光電效應，故B錯誤；
C．A光的折射率大，根據

知，A光在介質中傳播的速度較小，在玻璃中傳播的時間較長，故C正確；
D．S光和A光分別照射光電管的陰極時，打出光電子的最大初動能是相等的，都由A光的頻率決定，故D錯誤。
故選AC。
28．如圖所示是利用光電管研究光電效應的實驗原理圖，用一定強度的某頻率的可見光照射光電管的陰極K，電流表中有電流通過，則（　　）

A．若改用紫外線照射陰極K，電流表中一定有電流通過
B．若將電源反接，光電管中可能有電流通過
C．若減小可見光的光照強度，電流表中一定無電流通過
D．若將滑動變阻器的滑動觸頭置于b端，電流表中一定有電流通過
【答案】ABD
【詳解】
A．改用紫外線照射陰極K，入射光頻率增大，光子能量增大，光電子的最大初動能增大，電流表中一定有電流通過，故A正確；
B．用某頻率的可見光照射光電管的陰極K，光電子從陰極K射出，若將電源反接，且光電子最大初動能滿足

，則光電子仍可到達A極，光電管中仍可能有電流通過，故B正確；
C．光電管中場強的方向是由A到K，光電子出射后被加速，所以電流表中有電流通過，若只減小可見光的光照強度，仍有光電子從陰極K射出，電流表中一定有電流通過，故C錯誤；
D．將滑動變阻器的滑動觸頭置于b端，光電管兩端電壓增大，電流表中一定有電流通過，故D正確。
故選ABD。
29．用如圖所示的裝置研究光電效應現象．用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時發生了光電效應，電流表G的示數不為零；移動變阻器的觸點c，發現當電壓表的示數大于或等于1.7V時，電流表示數為0，求：
（1）光電子的最大初動能；
（2）光電管陰極的逸出功．（以eV為單位）

【答案】(1)1.7eV (2)1.05 eV
【詳解】
（1）根據題意得，遏止電壓為1.7V，根據光電效應規律可知最大初動能：

．
（2）根據

，可求得：

．
30．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5.53×10¹⁴Hz，普朗克常量h=6.63×10^-34J·s。請通過計算判斷，所有放出的光子中能使鈉發生光電效應的光子有幾種。

【答案】(1)6；(2)由第四能級向第三能級躍遷；(3)4種
【詳解】
(1)可能放出

=6種能量的光子；
(2)氫原子由第四能級向第三能級躍遷時，能級差最小，發出的光子波長最長；
(3)金屬鈉的逸出功

=2.3eV
從n=4能級躍遷到n=3能級放出的光子能量0.66eV，從n=3能級躍遷到n=2能級放出的光子能量為1.89eV，均小于鈉的逸出功；其他四種躍遷放出光子能量分別為：10.2eV、12.09、12.75eV、2.55eV，光子的能量均大于鈉的逸出功，故能使鈉發生光電效應的光子有4種。

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重難點19光電效應

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