高中物理模块十四近代物理初步考点1.1光电效应试题
(完整版)光电效应练习题(含答案)
光电效应规律和光电效应方程一、选择题1．下列关于光电效应实验结论的说法正确的是()A．对于某种金属，无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．对于某种金属，无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．对于某种金属，超过极限频率的入射光强度越大，所产生的光电子的最大初动能就越大D．对于某种金属，发生光电效应所产生的光电子，最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度、光照时间无关，所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故A正确，B错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光强度无关，故C错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系，故D错误．2．在光电效应实验中，用频率为ν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．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大【解析】选AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W0＝21mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确．3．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开了一个角度，如图所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应，锌板上有电子逸出，锌板带正电，验电器指针也带正电，故B正确4．关于光电效应有如下几种叙述，其中叙述正确的是()A．金属的逸出功与入射光的频率成正比ssB ．饱和光电流与入射光强度有关C ．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大D ．光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于金属本身，故A 错误；逸出的光电子数与入射光的强度有关，即饱和光电流与入射光的强度有关，故B 正确；由光电效应方程E k ＝hν－W 0 可知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，红外线的频率小于可见光的频率，所以用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能较小，C 错误；光电效应几乎是瞬时发生的，D 正确．5．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )A ．hν B.21Nhν C ．Nhν D ．2Nhν 【解析】选C. 据光子说可知，光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν ( h 为普朗克常量)，N 个光子的能量为Nhν，所以选项C 正确．6．用绿光照射一光电管，产生了光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，下列做法可取的是( ) A ．改用红光照射 B ．增大绿光的强度C ．增大光电管上的加速电压D ．改用紫光照射【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν＝W 0+21mv 2，在逸出功一定时，只 有增大光的频率，才能增加最大初动能，与光的强度无关，D 对．7．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( ) A ．频率 B ．强度 C ．照射时间 D ．光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k ＝hν－W 0 可知：Ek 只与频率ν有关，故选项B 、C 、D 错误，选项A 正确8．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应现象．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是( )A ．单位时间内逸出的光电子数B ．反向截止电压C ．饱和光电流D ．光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定，所以可能相同，故A 、C 错误；用同一种单色光照射，光电子的能量相同，不同金属的逸出功不同，根据光电效应方程E k ＝hν－W 0 可得光电子的最大初动能一定不同，D 正确；再根据E k ＝eU c 知，反向截止电压一定不同，B 正确9．研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )【解析】选C. 虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以遏止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C.10．在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb。
高中光电效应试题及答案
高中光电效应试题及答案一、选择题1. 光电效应是指光照射到金属表面时，金属会释放出电子的现象。
这种现象最早是由哪位科学家发现的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 波尔答案：B2. 光电效应的实验验证了光的粒子性，下列关于光电效应的描述中，哪一项是错误的？A. 光照射到金属表面，金属会释放出电子B. 光的频率越高，释放出的电子动能越大C. 光的强度越大，释放出的电子数量越多D. 光电效应的产生与光的频率有关，与光的强度无关答案：C3. 根据光电效应方程，电子的最大动能与入射光的频率成正比。
这个方程是：A. Kmax = hν - φB. Kmax = hν + φC. Kmax = hν / φD. Kmax = φ - hν答案：A二、填空题4. 光电效应的实验中，当入射光的频率大于金属的______时，才会发生光电效应。
答案：极限频率5. 光电效应实验表明，电子的发射与光的______有关，而与光的______无关。
答案：频率；强度三、简答题6. 简述光电效应的基本原理。
答案：光电效应是指当光照射到金属表面时，金属中的电子吸收了光子的能量，如果光子的能量大于金属的逸出功，电子就能克服金属的束缚力，从金属表面逸出，形成光电子流。
7. 为什么说光电效应实验验证了光的粒子性？答案：光电效应实验表明，光子的能量与光的频率成正比，而与光的强度无关。
这与光的波动理论相矛盾，因为波动理论认为光的能量应该与光的强度有关。
因此，光电效应实验支持了光的粒子性，即光是由一系列粒子（光子）组成的。
四、计算题8. 假设一束频率为5.0×10^14 Hz的光照射到金属表面，金属的逸出功为4.7 eV。
求电子的最大动能。
答案：首先，将频率转换为能量，使用公式E = hν，其中h为普朗克常数（6.626×10^-34 Js），ν为频率。
计算得到E = 6.626×10^-34 Js × 5.0×10^14 Hz = 3.313×10^-19 J。
高中物理 光电效应习题及解析
A. 1.9eVB. 0.6eVC. 2.5eVD. 3.1eV
光电流的大小与入射光的时间无关，入射光的强度越大，饱和光电流越大，故A错误；发生光电效应时，能否发生光电效应与入射光的强度无关，减小入射光的强度，光电流不能消失，故B错误；用频率为v的光照射时，有光电流产生，用频率小于v的光照射，光电效应现象不一定消失，还要看入射光的频率是否小于极限频率．故C错误；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，故D正确；
光电效应
一、选择题
1.用如图所示装置做光电效应实验，下述正确的是（ ）
A.光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的
B.实验现象揭示了光具有波动性
C 实验中，光电子从锌板逸出，验电器带正电
D.实验中，若用可见光照射锌板，也能发生光电效应
【答案】C
【解析】
【详解】A、光电效应是由赫兹首先发现的，故A错误．B、光电效应现象揭示了光具有粒子性，故B错误．C、光电效应现象中，光电子从锌板逸出，验电器带正电，故C正确．D、光电效应中应该用紫外线照射锌板，当用可见光时，频率降低，小于极限频率，则不满足光电效应反生条件．故D错误．故选C．
8.在光电效应实验中，分别用频率为va、vb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb．h为普朗克常量．下列说法正确的是（）
A. 若va＞vb，则一定有Ua＜Ub
B. 若va＞vb，则一定有Eka＜Ekb
高考物理专题——近代物理初步
一、光电效应1．实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率低于这个频率时不发生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
(3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9 s。
(4)当入射光的频率大于或等于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。
2．三个概念(1)最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。
(2)饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。
(3)入射光强度：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。
3．光电效应方程(1)方程：E k＝hν－W0，光电子的最大初动能E k可以利用光电管用实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压。
(2)极限频率：νc ＝W 0h 。
(3)逸出功：它与极限频率νc 的关系是W 0＝hνc 。
二、能级跃迁1．氢原子能级2．谱线条数一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，最多可能辐射出的光谱线条数N ＝C 2n ＝n （n －1）2。
三、核反应和核能1．原子核衰变 衰变类型α衰变 β衰变 衰变方程 A Z X →A －4Z －2Y ＋42He A Z X → A Z ＋1Y ＋0－1e衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子 211H ＋210n →42He 10n →11H ＋0－1e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(1)原子核的结合能：克服核力做功，使原子核分解为单个核子时吸收的能量，或若干单个核子在核力的作用下结合成原子核时放出的能量。
(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。
(3)质能方程：E ＝mc 2，即一定的能量和一定的质量相联系。
光电效应练习题
光电效应练习题一、选择题1. 光电效应是指光照射到金属表面时，金属会释放出电子的现象。
这种现象是由哪位科学家首先发现的？A. 爱因斯坦B. 普朗克C. 赫兹D. 麦克斯韦2. 根据光电效应的实验结果，以下哪个条件是电子从金属表面释放的必要条件？A. 光的强度B. 光的波长C. 金属的温度D. 光的频率3. 爱因斯坦在解释光电效应时提出了光子的概念。
光子的能量与其频率的关系是：A. E = hνB. E = c/νC. E = 1/νD. E = 1/hν4. 光电效应的阈频率是指：A. 电子从金属表面释放的最小频率B. 电子从金属表面释放的最大频率C. 光的强度达到最大时的频率D. 光的波长达到最大时的频率5. 光电效应中，电子的最大动能与光的频率成正比，这一结论是由以下哪位科学家提出的？A. 普朗克B. 爱因斯坦C. 波尔D. 德布罗意二、填空题6. 光电效应的实验现象表明，只有当入射光的频率大于金属的________时，电子才能被释放出来。
7. 根据光电效应方程E_km = hν - W_0，其中E_km表示电子的最大动能，h是普朗克常数，ν是入射光的频率，W_0是________。
8. 光电效应的实验结果不支持经典波动理论，而是支持了________理论。
9. 光电效应的发现对量子力学的发展起到了重要的推动作用，其中________的提出是关键。
10. 光电效应中，如果入射光的频率增加，电子的最大初动能将________。
三、简答题11. 简述光电效应的基本原理及其实验现象。
12. 解释为什么说光电效应是量子理论的实验基础之一。
13. 描述光电效应方程E_km = hν - W_0的物理意义，并解释W_0的来源。
14. 根据光电效应，解释为什么金属在光照射下会释放电子。
15. 光电效应在现代科学技术中有哪些应用？请列举至少两个实例。
四、计算题16. 假设一束频率为5.0×10^14 Hz的光照射到某种金属表面，已知该金属的逸出功为5.0 eV。
高二物理光电效应试题答案及解析
高二物理光电效应试题答案及解析1.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为v，则A．当用频率为2v的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2v0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hvC．当照射光的频率v大于v时，若v增大，则逸出功增大D．当照射光的频率v大于v时，若v增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍【答案】AB【解析】因为某金属产生光电效应的极限频率为v0，则存在W=hv，故当用频率为2v的单色光照射该金属时，一定能产生光电子，A正确；且此时所产生的光电子的最大初动能为Ek =2hv－W= hv，故B也正确；逸出功是电子从材料表面逸出所需的最小能量，它不随光照频率的变化而变化，故C错误；根据爱因斯坦的光电效应方程得Ek=hv－W，可见，当v增大一倍，则光电子的最大初动能并不能增大一倍，D错误。
【考点】光电效应。
2.（6分）在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ。
已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h。
①该金属的逸出功为________；②若用波长为λ（λ<λ）的单色光做该实验，则其遏止电压为．【答案】①②【解析】①若金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为：若用波长为的单色光做该实验，则逸出光电子的最大初动能为：其遏制电压满足解得：【考点】本题考查光电效应。
3.如右图所示，该装置是利用光电管产生光电流的电路。
下列说法中正确的是（）A．K为光电管的阳极B．通过灵敏电流计G的电流方向从b到aC．若用黄光照射能产生光电流，则用红光照射也一定能产生光电流D．若用黄光照射能产生光电流，则用紫光照射也一定能产生光电流【答案】D【解析】A、电子从K极出来后向A极运动，受到向左的电场力，所以K为光电管的负极，A错误；通过灵敏电流计G的电流方向从a到b，B错误；红光的频率比黄光低，若用黄光照射能产生光电流，则用红光照射不一定能产生光电流，C错误；紫光的频率比黄光高，若用黄光照射能产生光电流，则用紫光照射也能产生光电流，D正确；故选D。
高考物理一轮复习 第14章 近代物理初步 第1节 光电效应 波粒二象性教案(含解析)
第1节光电效应波粒二象性一、光电效应1．光电效应现象：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光电效应，发射出来的电子称为光电子。
2．光电效应的四个规律(1)每种金属都有一个极限频率。
(2)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。
(3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。
(4)光电流的强度与入射光的强度成正比。
3．遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c。
(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。
不同的金属对应着不同的极限频率。
二、爱因斯坦光电效应方程1．光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。
其中h＝6.63×10－34J·s(称为普朗克常量)。
2．逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的最小值。
3．最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。
4．爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：E k ＝hν－W 0。
(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k ＝12m e v 2。
三、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。
(2)光电效应说明光具有粒子性。
(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。
2．物质波(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。
(2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长λ＝h p，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)光子说中的光子，指的是光电子。
光电效应例试题汇总
光电效应：光照射金属板时，可以使金属板发射电子的现象。
右图中，锌板带正电，验电器也带正电。
光电效应中，金属板发射出来的电子叫光电子，光电子的定向移动可以形成光电流。
相关知识：电磁波按照频率依次增大〔波长依次减小〕的顺序排列：无线电波→红外线→可见光→紫外线→x 射线→γ射线可见光又分为7 中颜色：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
光的频率和颜色是对应关系，一个频率对应一种光的颜色。
单色光就是单一频率的光。
光照强度：单位时间内照射到单位面积上的光的能量。
〔光线和接收面垂直时〕通俗讲，光照强度大就是光线密集的意思。
房间里开一盏灯时没有开两盏灯光照强度大。
光电效应的规律：〔右图为研究光电效应的电路图〕1．光电管中存在饱和电流。
当光照强度、光的颜色一定时，光电流随着AK 极之间的电压增大而增大，但是当电压增大到一定程度以后，光电流就不再增大了，光电流能到达的最大值叫饱和电流。
控制光的颜色，饱和电流与光照强度有关，光照越强那么饱和电流越大。
2．光电管两端存在着遏止电压。
当加反向电压时，即 A 极为负极板，A 、K 极之间电压为零时，光电流并不为零。
当在 A 、K 极K 极为正极板时，光电子在两极之间减速运动。
反向电压越大，光电流越小，当反向电压到达某一值时，光电流消失，能够使光电流消失的反向电压叫遏止电压，用U C表示。
遏止电压与光照强度无关，只与入射光的频率有关，频率越大那么遏止电压越大。
右图中，甲乙丙三种光的频率大小关系？甲、乙的光照强度大小关系？乙、3．金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与光照强度和光照时间无关。
当入射光的频率低于某一值时，无论光照多强，时间多长都不会发生光电效应。
而这一值叫做截止频率，又叫极限频率，用ν c 表示。
4．如果入射光的频率超过了截止频率，无论光照强度多么弱，发生光电效应仅需10-9 s。
爱因斯坦为了解释光电效应，提出了光子说：1．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量E=h ν。
高考物理一轮复习第十四章近代物理初步第讲原子结构与原子核练习含解析新人教版
第2讲 原子结构与原子核一、选择题(本题共13小题，1～7题为单选，8～13题为多选)1．关于光电效应，下列表述正确的是( B )A ．光照时间越长，光电流越大B ．入射光频率大于极限频率时就能产生光电子C ．入射光足够强，就可以有光电流D ．不同的金属逸出功都是一样的[解析] 光电流的大小与入射光的强度有关，与光照射的时间长短无关，故A 错误；发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，故B 正确；能否发生光电效应与入射光的强度无关，入射光足够强，不一定能产生光电流，故C 错误；不同的金属逸出功是不同的，故D 错误。
故选B 。
2．(2023·辽宁凤城月考)如图所示，氢原子在不同能级间发生a 、b 、c 三种跃迁时，释放光子的频率分别是νa 、νb 、νc ，下列关系式正确的是( A )A ．νb ＝νa ＋νcB ．νa ＝νb νc νb ＋νcC ．νb ＝νa νc νa ＋νcD ．νc ＝νb νa νb ＋νa [解析] 本题考查氢原子能级跃迁与光子能量的表达式．因为E m －E n ＝hν，知E b ＝E a ＋E c ，即hνb ＝hνa ＋hνc ，解得νb ＝νa ＋νc ，故选A 。
3．(2023·宁夏银川月考)国产科幻大片《流浪地球》中讲述了太阳即将在未来出现“氦燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事，据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“氦燃烧”，其中“氦燃烧”的核反应方程为42 He ＋X→84 Be ＋γ，方程中X 表示某种粒子，84 Be 是不稳定的粒子，其半衰期为T ，则下列说法正确的是( A )A ．X 粒子是42 HeB ．若使84 Be 的温度降低，其半衰期会减小C ．经过2T ，一定质量的84 Be 剩余量为开始时的18D ．“氦燃烧”的核反应是裂变反应[解析] 本题考查核反应方程及半衰期。
高考物理复习专题近代物理部分
第2课时光电效应波粒二象性基础知识题组1．[黑体辐射和能量子的理解]下列说法正确的是() A．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射C．带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍D．普朗克最先提出了能量子的概念2．[光电效应规律的理解]关于光电效应的规律，下列说法中正确的是() A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 sD．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比3．[光的波粒二象性的理解]下列说法正确的是() A．光电效应反映了光的粒子性B．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性C．光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性D．只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的物体运动是没有波和它对应的考点梳理一、黑体辐射与能量子1．黑体与黑体辐射(1)黑体：是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体．(2)黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．a．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都．b．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．2．能量子(1)定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．(2)能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.63×10－34 J·s.二、光电效应1．光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做2．光电效应规律(1)每种金属都有一个．(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的增大而增大．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是的．(4)光电流的强度与入射光的成正比．3．爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10－34 J·s.(2)光电效应方程：其中hν为入射光的能量，E k为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功．4．遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的，叫做该金属的逸出功．三、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有．(2)光电效应说明光具有(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的．2．物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝hp，p为运动物体的动量，h为普朗克常量.考点突破考点一对光电效应规律的理解例11905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是()A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应解析根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故A、D正确．根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，B错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C错误．答案AD 突破训练1入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则()A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D．有可能不发生光电效应解析光电效应瞬时(10－9 s)发生，与光强无关，A错；能否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，D错；对于某种特定金属，光电子的最大初动能只与入射光频率有关，入射光频率越大，最大初动能越大，B错；光电子数目多少与入射光强度有关(可理解为一个光子能打出一个电子)，光强减弱，逸出的电子数目减少，C对．答案 C考点二 对光电效应方程的应用和E k －ν图象的考查 1． 爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0hν：光电子的能量W 0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功． E k ：光电子的最大初动能．2． 由E k －ν图象(如图1)可以得到的信息(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc .(2)逸出功：图线与E k 轴交点的纵坐标的值E ＝W 0.(3)普朗克常量：图线的斜率k ＝h .图1例2 如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为0.5)．由图可知 ( )A ．该金属的截止频率为4.27×1014Hz B ．该金属的截止频率为5.5×1014 Hz C ．该图线的斜率表示普朗克常量 D ．该金属的逸出功为0.5 eV解析 图线在横轴上的截距为截止频率，A 正确，B 错误；由光电效应方程E k ＝hν－W 0可知图线的斜率为普朗克常量，C 正确；金属的逸出功为W 0＝hνc ＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV ＝1.77 eV ，D 错误．答案 AC突破训练2 已知锌的逸出功为3.34 eV ，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106 m/s ，求该紫外线的波长λ(电子质量m e ＝9.11×10－31 kg ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s,1 eV＝1.60×10－19 J)．答案 2.01×10－7m解析 根据爱因斯坦光电效应方程hc λ＝W 0＋12m e v 2所以λ＝2.01×10－7m.考点三 对光的波粒二象性、物质波的考查光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为： (1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．(2)频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．(3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性． 例3 关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是 ( )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 解析 光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性．答案 D突破训练3 关于光的本性，下列说法正确的是 ( )A ．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的B ．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C ．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D ．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性 答案 D解析 光既具有波动性，又具有粒子性，但不同于宏观的机械波和机械粒子，波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是同一客体的两个不同的侧面、不同属性，只能认为光具有波粒二象性，选项D 正确. 例4 (2010·江苏单科·12C(1))研究光电效应的电路如图3所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是________．解析 由于光的频率相同，所以对应的反向截止电压相同，选项A 、B 错误；发生光电效应时，在同样的加速电压下，光强度越大，逸出的光电子数目越多，形成的光电流越大，所以选项C 正确，D 错误． 答案 C方法提炼：1.常见电路(如图所示) 2．两条线索(1)通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大． (2)通过光的强度分析：入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大 高考题组 1．(2012·四川理综·18)a 、b 两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图5所示．用a 、b 两束光 ( )A ．先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波B ．先后照射某金属，a 光照射时恰能逸出光电子，则b 光照射时也能逸出光电子C ．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b 光不能进入空气，则a 光也不能进入空气D ．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a 光的反射角比b 光的反射角大 2． (2011·江苏单科·12C(1))下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是 ( )3． (2010·天津理综·8)用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图所示．则这两种光( )A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大C ．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大D ．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大 4． (2010·浙江理综·16)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出( ) A ．甲光的频率大于乙光的频率 B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 模拟题组5． 用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则( )A ．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B ．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C ．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D ．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了6． 如图所示，用a 、b 两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a 光照射时验电器的指针偏转，b 光照射时指针未偏转，以下说法正确的是( ) A ．增大a 光的强度，验电器的指针偏角一定减小 B ．a 光照射金属板时验电器的金属小球带负电 C ．a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长D ．若a 光是氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的练出高分题组1 对光的波粒二象性的考查 1． 下列说法正确的是 ( )A ．有的光是波，有的光是粒子B ．光子与电子是同样的一种粒子C ．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D ．γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性2． 物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度．使光子只能一个一个地通过狭缝．实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹．对这个实验结果下列认识正确的是 ( )A ．曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点B ．单个光子的运动没有确定的规律C ．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D ．只有大量光子的行为才表现出波动性 ►题组2 对光电效应理解的考查3． 利用光子说对光电效应的解释，下列说法正确的是 ( )A ．金属表面的一个电子只能吸收一个光子B ．电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子C ．金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的能量才能从金属表面逸出D ．无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累了能量后，总能逸出成为光电子4． 入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，下列说法中正确的是 ( ) A ．有可能不发生光电效应B ．从光照射到金属表面上至发射出光电子之间的时间间隔将明显增加C ．逸出的光电子的最大初动能将减小D ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 5． 光电效应的实验结论是：对于某种金属 ( )A ．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B ．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C ．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D ．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 6． 对光电效应的理解正确的是 ( )A ．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B ．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C ．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D ．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同题组3 对光电效应方程应用的考查7. 如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象．由图象可知 ( ) A ．该金属的逸出功等于E B ．该金属的逸出功等于hνc C ．入射光的频率为2νc 时，产生的光电子的最大初动能为ED ．入射光的频率为νc 2时，产生的光电子的最大初动能为E28． 下表给出了一些金属材料的逸出功.现用波长为(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s) ()A．2种B．3种C．4种D．5种9．如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则()A．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C．增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大D．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生10．2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图象传感器．他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理．如图3所示电路可研究光电效应规律．图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极．理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压．现接通电源，用光子能量为10．5 eV的光照射阴极K，电流计中有示数；若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为 6.0 V；现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为________，若增大入射光的强度，电流计的读数________(选填“为零”或“不为零”)．11．紫光在真空中的波长为4.5×10－7 m，问：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射极限频率为ν0＝4.62×1014 Hz的金属钾能否产生光电效应？若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h＝6.63×10－34 J·s)12．如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．(1)求此时光电子的最大初动能的大小；图4(2)求该阴极材料的逸出功．第3课时原子与原子核基础知识题组1．[原子核式结构模型的理解]下列说法正确的是()A．汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型B．卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转C．α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上D．卢瑟福提出了原子“核式结构”模型，并解释了α粒子发生大角度偏转的原因2．[光谱与光谱分析]对于原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱是不连续的B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素3．[玻尔原子结构模型的理解]根据玻尔理论，下列说法正确的是()A．电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B．处于定态的原子，其电子绕核运动，但它并不向外辐射能量C．原子内电子的可能轨道是不连续的D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差4．[原子核衰变的理解]下列说法正确的是()A．原子核在衰变时能够放出α射线或β射线B.23290Th经过一系列α和β衰变，成为20882Pb，铅核比钍核少12个中子C．原子核的半衰期与物质的质量有关，质量大，半衰期长D．对物质加热或加压可以缩短原子核的半衰期考点梳理一、原子的核式结构1. α粒子散射实验的结果绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至被撞了回来，如图所示．2．卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫，原子的所有正电荷和几乎都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．3．原子核的尺度：原子核直径的数量级为m，原子直径的数量级约为m.二、玻尔理论1．定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．2．跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m－E n.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)3．轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．4．氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级图(如图所示)(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.②氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.三、天然放射现象、原子核的组成1．天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由发现．天然放射现象的发现，说明还具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫．具有放射性的元素叫．2．原子核(1)原子核的组成①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为．②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝③X元素原子核的符号为A Z X，其中A表示，Z表示．(2)同位素：具有相同、不同的原子，因为在元素周期表中的相同，同位素具有相同的性质．3．1．原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．(2)分类α衰变：A Z X→A－4Z－2Y＋42Heβ衰变：A Z X→A Z＋1Y＋0－1e2．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关．5．[核能的计算方法]已知22688Ra，22286Rn，42He的原子质量分别是226.025 4 u，222.017 5 u，4.002 6 u．求出22688Ra在α衰变22688Ra→22286Rn＋42He中放出的能量(以电子伏特为单位)．答案 4.937 0×106 eV解析衰变后的质量亏损为Δm＝(226.025 4－222.017 5－4.002 6) u＝0.005 3 u．因为1 u相当于931.5 MeV，因此释放的能量为ΔE＝0.005 3×931.5 MeV≈4.937 0 MeV＝4.937 0×106 eV.6．[核能的计算方法]铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n.试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量．(23592U，14156Ba，9236Kr，10n的质量分别为235.043 9 u，140.913 9 u,91.897 3 u,1.008 7 u．)答案200.6 MeV解析裂变反应的质量亏损为Δm＝(235.043 9＋1.008 7－140.913 9－91.897 3－3×1.008 7) u＝0.215 3 u.一个铀235原子核裂变后释放的能量为ΔE＝Δmc2＝0.215 3×931.5 MeV＝200.6 MeV.方法提炼1．核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．2．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.考点突破考点一氢原子能级及能级跃迁对原子跃迁条件的理解(1)原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子．只有当一个光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末－E初时都不能被原子吸收．(2)原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．特别提醒 原子的总能量E n ＝E k n ＋E p n ，由ke 2r 2n ＝m v 2r n 得E k n ＝12ke 2r n，因此，E k n 随r的增大而减小，又E n 随n 的增大而增大，故E p n 随n 的增大而增大，电势能的变化也可以从电场力做功的角度进行判断，当r 减小时，电场力做正功，电势能减小，反之，电势能增大．例1 如图3所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n ＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是( ) A ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 B ．由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级产生的光频率最小C ．由n ＝4能级跃迁到n ＝1能级产生的光最容易表现出衍射现象D ．用n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应解析 这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出C 24＝4×32＝6种光子，选项A 错误；由n ＝4能级跃迁到n ＝3能级产生的光子能量最小，所以频率最小，选项B 错误；由n ＝4能级跃迁到n ＝1能级产生的光子能量最大，频率最大，波长最小，最不容易表现出衍射现象，选项C 错误；从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光子能量为10.20 eV>6.34 eV ，所以能使金属铂发生光电效应，选项D 正确． 答案 D 方法提炼1.一个原子和一群原子的区别：一个氢原子只有一个电子，在某个时刻电子只能在某一个可能的轨道上，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，可能情况有多种C 2n＝n n －12，但产生的跃迁只有一种．而如果是大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会出现所有的可能情况．2．入射光子和入射电子的区别：若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差．两种情况有所区别．突破训练1 某光电管的阴极为金属钾制成的，它的逸出功为2.21 eV ，如图4是氢原子的能级图，一群处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光照射到该光电管的阴极上，这束光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是 ( ) A ．2条 B ．4条 C ．5条 D ．6条 答案 B考点二 原子核和原子核的衰变 图41． 衰变规律及实质 (1)(2)γα衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子． 2． 原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程． 典型核反应：(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：14 7N ＋42He→17 8O ＋11H. (2)查德威克发现中子的核反应方程为： 94Be ＋42He→12 6C ＋10n.(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为： 2713Al ＋42He→3015P ＋10n. 3015P→3014Si ＋0＋1e.3． 确定衰变次数的方法(1)设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y ，则表示该核反应的方程为A Z X→A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m(2)确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数． 4． 半衰期(1)公式：N 余＝N 原(12)t /τ，m 余＝m 原(12)t /τ式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关． 例2 (2011·海南·19(1))2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I 和137Cs 的衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的字母).131I 和137Cs 原子核中的中子数分别是________和________． A ．X 1―→13756Ba ＋10nB ．X 2―→131 54Xe ＋0－1eC ．X 3―→137 56Ba ＋0－1eD ．X 4―→13154Xe ＋11p解析 根据核反应方程的质量数、电荷数守恒知，131I 的衰变为选项B,137Cs 的衰变为选项C,131I 的中子数为131－53＝78,137Cs 的中子数为137－55＝82. 答案 B C 78 82例3 (1)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有 ( ) A ．是原子核质量减少一半所需的时间 B ．是原子核有半数发生衰变所需的时间C ．把放射性元素放在密封的容器中，可以减小放射性元素的半衰期D ．可以用来测定地质年代、生物年代等(2)某考古队发现一古生物骸骨．考古专家根据骸骨中14 6C 的含量推断出了该生物死亡的年代．已知。
高三物理光电效应试题答案及解析
高三物理光电效应试题答案及解析1.以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是（）A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大。
B．在关于物质波的表达式和中，能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长λ或频率v是描述物质的波动性的典型物理量C．重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损D．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小。
E．自然界中含有少量的14C，14C具有放射性，能够自发地进行β衰变，因此在考古中可利用14C来测定年代。
【答案】BDE【解析】紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的数目也随之增大，最大初动能不变，选项A 错误；在关于物质波的表达式和中，能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长λ或频率v是描述物质的波动性的典型物理量，选项B正确；重核的裂变过程和轻核的聚变过程都有质量亏损，选项C 错误；根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，选项D正确；自然界中含有少量的14C，14C具有放射性，能够自发地进行β衰变，因此在考古中可利用14C来测定年代，选项E 正确。
【考点】光电效应；质量亏损；玻尔理论；放射性衰变.2.（6分）在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如下左图，并记录相关数据。
对于这两组实验，下列判断正确的是不同A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压UcB．饱和光电流一定不同C．光电子的最大初动能不同D．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同～υ图像（υ为照射光频率，下右图为其中一小组绘制E．分别用不同频率的光照射之后绘制Uc的图像），图像的斜率可能不同【答案】ACD【解析】根据光电效应方程，，可知因为材料不同逸出功不同，所以最大初动能不同，选项A C正确；饱和光电流与入射光的强度有关，不同，由，可知遏止电压Uc因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流不一定不同，选项B错误，D正确；根据光电效应方程，以及，可得，即，因为为定值，所以U～图像的斜率一定相同，选项E错误。
光电效应练习题(含答案)
光电效应规律和光电效应方程一、选择题1．下列关于光电效应实验结论的说法正确的是( ) A ．对于某种金属，无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B ．对于某种金属，无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C ．对于某种金属，超过极限频率的入射光强度越大，所产生的光电子的最大初动能就越大D ．对于某种金属，发生光电效应所产生的光电子，最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度、光照时间无关，所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故A 正确，B 错误．根据光电效应方程E k ＝hν－W 0，可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光强度无关，故C 错误．根据光电效应方程E k ＝hν－W 0，可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系，故D 错误．2．在光电效应实验中，用频率为ν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 ．增大入射光的强度，光电流增大 B ．减小入射光的强度，光电效应现象消失C ．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D ．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大 【解析】选AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A 正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B 错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C 错误；根据hν－W 0＝21mv 2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D 正确．3．在演示光电效应的实验中，原来不相连，用弧光灯照射锌板时，验电器图所示，这时( )A ．锌板带正电，指针带负电B ．C ．锌板带负电，指针带正电 D【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光锌板带正电，验电器指针也带正电，4．关于光电效应有如下几种叙述，A ．金属的逸出功与入射光的频率成B ．饱和光电流与入射光强度有关C ．用不可见光照射金属一定比可见大初动能要大D ．光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于光电子数与入射光的强度有关，即饱故B 正确；由光电效应方程E k ＝hν－光电子的最大初动能越大，红外线的用红外线照射金属产生的光电子的最效应几乎是瞬时发生的，D 正确．5．硅光电池是利用光电效应将光辐个频率为ν的光子打在光电池极板上朗克常量)( ) A ．h ν B.21Nhν C ．Nhν 【解析】选C. 据光子说可知，光子量为ε＝hν ( h 为普朗克常量)，N 个光正确．6．用绿光照射一光电管，产生了光电时的最大初动能增加，下列做法可取A ．改用红光照射B ．增大绿光C ．增大光电管上的加速电压 D【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν＝W 0+21mv 2，在逸出功一定时，只 有增大光的频率，才能增加最大初动能，与光的强度无关，D 对．7．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( ) A ．频率 B ．强度 C ．照射时间 D ．光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k ＝hν－W 0 可知：Ek 只与频率ν有关，故选项B 、C 、D 错误，选项A 正确8．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应现象．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是( )A ．单位时间内逸出的光电子数B ．反向截止电压C ．饱和光电流D ．光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定，所以可能相同，故A 、C 错误；用同一种单色光照射，光电子的能量相同，不同金属的逸出功不同，根据光电效应方程E k ＝hν－W 0 可得光电子的最大初动能一定不同，D 正确；再根据E k ＝eU c 知，反向截止电压一定不同，B 正确9．研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )【解析】选C. 虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以遏止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C.10．在光电效应实验中，分别用频率为νa 、νb 的单色光a 、b 照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E ka 和E kb 。
光电效应练习题(含答案)
光电效应规律和光电效应方程一、选择题1．下列关于光电效应实验结论的说法正确的是()A．对于某种金属，无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．对于某种金属，无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．对于某种金属，超过极限频率的入射光强度越大，所产生的光电子的最大初动能就越大D．对于某种金属，发生光电效应所产生的光电子，最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度、光照时间无关，所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故A正确，B错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光强度无关，故C错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系，故D错误．2．在光电效应实验中，用频率为ν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．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大【解析】选AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W0＝21mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确．3．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开了一个角度，如图所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应，锌板上有电子逸出，锌板带正电，验电器指针也带正电，故B正确4．关于光电效应有如下几种叙述，其中叙述正确的是()A．金属的逸出功与入射光的频率成正比ssB ．饱和光电流与入射光强度有关C ．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大D ．光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于金属本身，故A 错误；逸出的光电子数与入射光的强度有关，即饱和光电流与入射光的强度有关，故B 正确；由光电效应方程E k ＝hν－W 0 可知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，红外线的频率小于可见光的频率，所以用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能较小，C 错误；光电效应几乎是瞬时发生的，D 正确．5．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )A ．hν B.21Nhν C ．Nhν D ．2Nhν 【解析】选C. 据光子说可知，光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν ( h 为普朗克常量)，N 个光子的能量为Nhν，所以选项C 正确．6．用绿光照射一光电管，产生了光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，下列做法可取的是( ) A ．改用红光照射 B ．增大绿光的强度C ．增大光电管上的加速电压D ．改用紫光照射【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν＝W 0+21mv 2，在逸出功一定时，只 有增大光的频率，才能增加最大初动能，与光的强度无关，D 对．7．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( ) A ．频率 B ．强度 C ．照射时间 D ．光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k ＝hν－W 0 可知：Ek 只与频率ν有关，故选项B 、C 、D 错误，选项A 正确8．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应现象．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是( )A ．单位时间内逸出的光电子数B ．反向截止电压C ．饱和光电流D ．光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定，所以可能相同，故A 、C 错误；用同一种单色光照射，光电子的能量相同，不同金属的逸出功不同，根据光电效应方程E k ＝hν－W 0 可得光电子的最大初动能一定不同，D 正确；再根据E k ＝eU c 知，反向截止电压一定不同，B 正确9．研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )s【解析】选C. 虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以遏止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C.10．在光电效应实验中，分别用频率为νa 、νb 的单色光a 、b 照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E ka 和E kb 。
高三物理光电效应试题
高三物理光电效应试题1.（5分）下列说法正确的是________（填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．放射性元素的半衰期随温度的升高而减小B．放射性元素放射出的射线、射线和射线，电离能力最强的是射线C．衰变成要经过6次衰变和4次衰变D．原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是吸收能量的过程E．光电效应的实验结论是：对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大【答案】BCE【解析】半衰期与温度无关，故选项A错误；三种射线中电离能力最强的是射线，故选项B正确；据可知选项C正确；原子从较高激发态向较低激发态跃迁，向外辐射能量，故选项D错误；当照射光频率大于金属极限频率时，增加照射光频率，光电子最大初动能变大，故选项E正确。
【考点】本题考查放射性元素、衰变，原子跃迁和光电效应。
2.如图甲所示的光电效应实验中，改变入射光束的频率v，同时由电压表V测量出相应的遏止电压Uc ，多次测量，绘得的Uc—v关系图线如图乙所示。
已知电子的电荷量e = C。
求：①金属k的截止频率vc ；②普朗克常量h。
【答案】①vc=Hz②h= J·s【解析】①从图中可得：金属k的截止频率vc=Hz （2分）②图线的斜率k=V·s= V·s普朗克常量h= J·s （2分）【考点】考查了光电效应3.下列说法中正确的是（）（填选项前的字母）A．光电效应说明光具有波动性的，它是爱恩斯坦所先发现并加以理论解释的B．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短C．据波尔理论知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的动能增大D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的结构【答案】C【解析】光电效应说明光具有粒子性，不是波动性的，故A错误；半衰期不会随地球环境的变化而变化，故B错误；氢原子辐射出一个光子后，其运动的半径减小，氢原子的电势能减小，核外电子的动能增大，故C正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构，故D错误；【考点】光电效应；粒子散射实验；玻尔模型和氢原子的能级结构；原子核衰变及半衰期、衰变速度．4.以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是（填正确答案标号。
高中物理现代物理光电效应题详解
高中物理现代物理光电效应题详解在高中物理学习中，现代物理是一个重要的内容，其中光电效应作为其中的一部分，在考试中也是经常出现的题型。
本文将详细解析光电效应的相关题目，包括考点、解题技巧以及一些典型示例，帮助高中学生更好地理解和应对这一题型。
一、基本概念光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会发射出电子的现象。
光电效应的关键是光子的能量，当光子的能量大于或等于金属的逸出功时，光电效应才会发生。
逸出功是指金属表面的电子脱离金属所需的最小能量。
二、考点分析1. 光电效应的基本原理：光照射到金属表面，光子的能量被金属吸收，电子脱离金属表面。
2. 光电效应的影响因素：光的频率、光的强度、金属的逸出功。
3. 光电效应的应用：光电池、光电管等。
三、解题技巧1. 注意光子能量与光的频率的关系：光子能量E与光的频率f成正比，E = hf，其中h为普朗克常数。
2. 判断光电效应是否发生：比较光子能量与金属逸出功的大小关系，若光子能量大于等于逸出功，则光电效应发生。
3. 注意光电效应的影响因素：光的频率决定光子能量，光的强度影响光子的数量，金属的逸出功决定电子脱离金属的难易程度。
四、典型示例1. 问题：某金属的逸出功为2eV，一束光照射到该金属表面，光的频率为5×10^14 Hz，求光子的能量。
解析：根据光子能量与光的频率的关系，E = hf，代入已知数据，可得E = 6.63×10^-34 J·s × 5×10^14 Hz = 3.32×10^-19 J。
将能量转换为电子伏特，1 eV = 1.6×10^-19 J，所以光子的能量为3.32×10^-19 J / 1.6×10^-19 J/eV = 2.075 eV。
考点：光子能量与光的频率的关系，能量单位转换。
2. 问题：某金属的逸出功为3 eV，一束光照射到该金属表面，光的频率为4×10^14 Hz，光的强度为100 W/m^2，求光电效应是否发生。
高三物理一轮复习专题训练：专题《光电效应 原子结构》
专题十二近代物理初步第1讲光电效应原子结构一、单项选择题1．光照射到金属表面上能够发生光电效应，下列关于光电效应的叙述中，正确的是() A．金属的逸出功与入射光的频率成正比B．单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度无关C．逸出的光电子的初动能与光强度有关D．单位时间内逸出的光电子数与入射光强度有关2．入射光线照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么以下说法中正确的是()A．从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D．有可能不发生光电效应3．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是()A．原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内B．原子中的质量均匀分布在整个原子范围内C．原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内D．原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内4．关于光电效应，下列说法正确的是()A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多5．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列说法正确的是()A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应二、双项选择题6．关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的有()A．它彻底否定了经典的电磁理论B．它发展了卢瑟福的核式结构学说C．它完全抛弃了经典的电磁理论D．它引入了普朗克的量子观念7．氢原子的部分能级如图K12-1-1所示．已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由此可推知，氢原子()图K12-1-1A ．从高能级向n ＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B ．从高能级向n ＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C ．从高能级向n ＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D ．从n ＝3能级向n ＝2能级跃迁时发出的光为可见光8．已知氢原子的能级规律为E n ＝E 1n 2(其中E 1＝－13.6 eV ，n ＝1、2、3…)，现用光子能量介于10～12.9 eV 范围内的光去照射一群处于最稳定状态的氢原子，则下列说法中正确的是( )A ．照射光中可能被吸收的光子能量有无数种B ．照射光中可能被吸收的光子能量只有3种C ．可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种D ．可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种9．以下说法正确的是( )A ．卢瑟福的α粒子散射实验得出了“原子核是由质子和中子组成”的结论B ．氢原子从高能级跃迁到低能级要放出光子C ．原子核放出β粒子后，转变成的新核所对应的元素是原来的同位素D ．太阳辐射能量主要来自太阳内部的聚变反应10．下列关于光电效应的说法正确的是( )A ．若某材料的逸出功是W 0，则它的极限频率ν0＝W 0hB ．光电子的初速度和照射光的频率成正比C ．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比D ．光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大专题十二 近代物理初步第1讲 光电效应 原子结构1．D 2.C 3.D 4.A 5.A 6.BD7．AD 解析：从高能级向n ＝1能级跃迁时发出的光子能量最小为10.2 eV ，最大为13.6 eV ，可见其频率高于可见光，即波长比可见光短；从高能级向n ＝2能级跃迁时发出的光子能量最小为1.89 eV ，最大为3.4 eV ，可见发出的光并不都为可见光；从高能级向n ＝3能级跃迁时发出的光子能量最小为0.66 eV ，最大为1.51 eV ，频率低于可见光；从n ＝3能级向n ＝2能级跃迁发出的光子能量为1.89 eV ，属于可见光的区域．8．BD 解析：能被吸收的光子能量必须恰好等于n ＝1能级与其他能级之间的能量差或者大于13.6 eV ，所以可能被吸收的光子只有3种，氢原子可以跃迁到n ＝4能级，所以它可能发射6种不同波长的光．9．BD10．AD 解析：由光电效应方程E k ＝hν－W 0知，B 、C 错误，D 正确；若E k ＝0，得极限频率ν0＝W 0h，故A 正确． 第2讲 原子核1．B 解析：α衰变即原子核放出氦核(42He)，含有两个质子两个中子；β衰变的实质是中子变成质子同时放出电子，其核反应方程为10n →11H ＋ 0－1e.综合两项衰变可知，新核比原来的核质子数共少1个，中子数共少了3个．2．D3．A 解析：①238 92U →234 90Th ，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变．②234 90Th →234 91Pa ，质子数加1，说明②为β衰变，中子转化成质子．③234 91Pa →234 92U ，质子数加1，说明③为β衰变，中子转化成质子．4．D 解析：根据121/2tT ⎛⎫ ⎪⎝⎭＝18得t T 1/2＝3，因为t ＝11.4，所以T 1/2＝11.43天＝3.8天，选项D 正确．5．C 6.AC 7.BC 8.BC 9.BD10．AD 11.AC。
2023高考物理专题冲刺训练--近代物理学初步(一)--光电效应、波粒二象性
光电效应、波粒二象性一、光电效应1. 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λ0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λ0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λ0的单色光照射光电管的阴极K ，则电流表的示数一定为零2. (多选)利用光电管研究光电效应的实验电路图如图1所示，用频率为ν的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通过，则( )A ．改用紫外线照射K ，电流表中没有电流通过B ．只增加该可见光的强度，电流表中通过的电流将变大C ．若将滑动变阻器的滑片滑到A 端，电流表中一定无电流通过D ．若将滑动变阻器的滑片向B 端滑动，电流表示数可能不变3. (多选)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能k E ，下列说法正确的是（ ）A ．对于同种金属，k E 与照射光的强度无关B ．对于不同种金属，若照射光频率不变，k E 与金属的逸出功呈线性关系C ．对于同种金属，k E 与光照射的时间成正比D ．对于同种金属，kE 与照射光的频率呈线性关系4. 已知用频率为ν的单色光照射某金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E ,则要使此金属发生光电效应的极限频率应为（ ）A ．h E -νB ．hE +ν C ．Eh +ν D ．Eh -ν5. 用如图所示的实验装置研究光电效应现象。
所用光子能量为2.75 eV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1.7 V 时，电流表示数为零，则在该实验中( )A ．光电子的最大初动能为1.05 eVB ．光电管阴极的逸出功为1.7 eVC ．开关S 断开，电流表G 示数为零D ．当滑动触头向a 端滑动时，电压表示数增大6. (2018·全国卷Ⅱ)用波长为300 nm 的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J ．已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s ，真空中的光速为3.00×108 m·s －1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )A ．1×1014 HzB ．8×1014 HzC ．2×1015 HzD ．8×1015 Hz7. 某同学在研究光电效应时测得不同光照射到同一光电管时得到的光电流与电压的关系图像如图所示. 则下列有关说法中正确的是（ ）A ．光线1、3为同一色光，光线3的光强更强B ．光线1、2为同一色光，光线1的光强更强C ．光线1、2为不同色光，光线2的频率较大D ．保持光线1的强度不变，光电流强度将随加速电压的增大一直增大8. 智能手机带有光线传感功能，可以自动调整亮度，光线传感器的工作原理是光电效应。
高二物理光电效应试题
高二物理光电效应试题1.在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率的关系如图所示，A、C两点坐标已知，由图象可求( )A．该金属的逸出功 B．该金属的极限频率C．单位时间内逸出的光电子数 D．普朗克常量【答案】ABD【解析】根据光电效应方程知，图线的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量．横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，根据可求出逸出功．单位时间内逸出的光电子数无法从图象中获知，故A、B、D 正确，C错误。
【考点】考查了光电效应2.下列说法中正确的是（）A．光既具有波动性，又具有粒子性B．麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在C．某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率和波长都将改变D．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射【答案】A【解析】光既具有波动性，又具有粒子性，所以光具有波粒二象性，A正确；麦克斯韦发现了电磁波，赫兹首次通过实验证实了电磁波的存在，故B错误；某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率不变，波长将改变，故C错误；由于紫光的光子的能量大于红光，所以紫光能发生光电效应时，红光不一定能发生光电效应，故D错误。
【考点】物理学史与光电效应。
3.用能量为l5eV的光子照到某种金属上，能发生光电效应，测得其光电子的最大初动能为12.45eV，该金属的逸出功为 eV．氢原子的能级如图所示，现有一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有种．【答案】2.55 2【解析】用能量为15eV的光子照到某种金属上，能发生光电效应，测得其光电子的最大初动能为12.45eV，根据光电效应方程得，．现有一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，根据，知该群氢原子可能发射3种不同频率的光子．但是n=3能级跃迁到n=2能级的光子能量小于2.55eV，所以能使该金属发生光电效应的频率共有2种．【考点】考查了氢原子的能级公式和跃迁；光电效应．4.对爱因斯坦光电效应方程EK = hν-W，下面的理解正确的有 : （）A.用相同频率的光照射同一金属，逸出的所有光电子都具有相同的初动能EkB遏止电压与逸出功的关系是UCe =WC逸出功W和极限频率ν0之间满足关系式W= hνD光电子的最大初动能和入射光的频率成正比【答案】C【解析】用相同频率的光照射同一金属，逸出的光电子的最大初动能Ekm都相同，选项A 错误；遏止电压与逸出功的关系是，选项B错误；逸出功W和极限频率ν之间满足关系式W= hν，选项C正确；光电子的最大初动能和入射光的频率满足，故光电子的最大初动能和入射光的频率不是正比关系，选项D错误。
高考物理系统性复习 第十四章 近代物理初步 章末总结(附解析)
第十四章近代物理初步章末总结【要点归纳】一、光电效应及光电效应方程1.有关光电效应的问题主要有两个方面，一是关于光电效应现象中有关规律的判断，二是应用光电效应方程进行简单的计算．处理该类问题关键是掌握光电效应的规律，明确各物理量之间的决定关系．2.光电效应的规律是：①截止频率ν0，是能使金属发生光电效应的最低频率，这也是判断能否发生光电效应的依据．若ν<ν0，无论多强的光照射时，都不能发生光电效应；②最大初动能E k，与入射光的频率和金属的逸出功有关，与光强无关；③饱和光电流与光的强度有关，在入射光频率不变的情况下，光强正比于单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子数．3.光电子的最大初动能跟入射光的能量hν、金属逸出功W0的关系为光电效应方程，表达式为E k＝hν－W0，反映了光电效应现象中的能量转化和守恒．二、波粒二象性1．大量光子产生的效果显示出波动性，比如干涉、衍射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻出现了干涉、衍射条纹，波动性体现了出来；个别光子产生的效果显示出粒子性．如果用微弱的光照射，在屏上就只能观察到一些分布毫无规律的光点，粒子性充分体现；但是如果微弱的光在照射时间加长的情况下，在感光底片上的光点分布又会出现一定的规律性，倾向于干涉、衍射的分布规律．这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的依据．2．光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量．和其他物质相互作用时，粒子性起主导作用．3．光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是波动性特征的物理量，因此ε＝hν揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系．4．对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著．5．光在传播时体现出波动性，在与其他物质相互作用时体现出粒子性．6．处理光的波粒二象性的关键是正确理解其二象性，搞清光波是一种概率波．三、原子的核式结构1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子．2．α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来．3．三个原子模型的对比． 原子模型 实验基础原子结构成功和局限“枣糕”模型 电子的发现原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子镶嵌其中可解释一些实验现象，但无法说明α粒子散射实验核式结构模型 卢瑟福的α粒子散射实验 原子的中心有—个很小的核，全部正电荷和几乎全部质量集中在核里，电子在核外运动成功解释了α粒子散射实验，无法解释原子的稳定性及原子光谱的分立特征玻尔的原子模型氢原子光谱的研究在核式结构模型基础上，引入量子观念成功解释了氢原子光谱及原子的稳定性，不能解释较复杂原子的光谱现象说明：认识原子结构的线索：气体放电的研究→阴极射线→发现电子→汤姆孙的“枣糕”模型――――――→α粒子散射实验卢瑟福核式结构模型――――――――→氢原子光谱的研究玻尔模型四、氢原子的能级 能级公式1．氢原子的能级和轨道半径．氢原子的能级公式：E n ＝1n 2E 1(n ＝1，2，3，…)，其中E 1为基态能量，E 1＝－13.6 eV .氢原子的半径公式：r n ＝n 2r 1(n ＝1，2，3，…)，其中r 1为基态半径，又称玻尔半径，r 1＝0.53×10－10m.2．氢原子的能级图．(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态．(2)横线左端的数字“1，2，3，…”表示量子数，右端的数字“－13.6，－3.4，…”表示氢原子的能级．(3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小． (4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为：hν＝E m －E n . 注：原子跃迁条件hν＝E m －E n 只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况．对于光子和原子作用而使原子电离时，只要入射光的能量E ≥13.6 eV ，原子就能吸收．对于实物粒子与原子作用使原子激发时，粒子能量大于或等于能级差即可．原子跃迁发生的光谱线条数N ＝C 2n ＝n （n －1）2，是一群氢原子，而不是一个，因为某一个氢原子有固定的跃迁路径．五、核反应及其规律1．核反应：原子核的变化叫做核反应。
物理学史及近代物理--2024年新高考物理热点题型及参考答案
物理学史及近代物理题型一光电效应 1(2023·陕西商洛·统考一模)第十四届光电子产业博览会于2023年7月在北京国家会议中心举行，其中光电继电器是主要的展品之一，光电继电器可以用于自动控制，如自动计数、自动报警、自动跟踪等，其原理是光电效应。
图为研究光电效应的电路，滑片P的初位置在O点的正上方，用频率为ν的光照射阴极K，将滑片P向a端移动，当电压表的示数为U时，微安表的示数恰好为0。
已知普朗克常量为h，阴极K的截止频率为ν�，光电子所带的电荷量为-e，则阴极K的逸出功为()A.hν-UeB.hνC.hν0D.h(y+ν0)2(2023上·安徽·高三统考阶段练习)某氦氖激光器的发光功率为18mW，能发射波长为632.8nm的单色光，则(取普朗克常量h=6.6×10-34J⋅s，真空中光速c=3×108m/s)A.一个光子的能量为3.13×10-19JB.一个光子的能量为3.13×10-20JC.每秒发射的光子数为5.75×1014个D.每秒发射的光子数为5.75×1015个【方法提炼】求解光电效应问题的五个关系与四种图象(1)五个关系①逸出功W0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能。
②入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。
③爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0。
④光电子的最大初动能E k可以利用光电管用实验的方法测得，即E k=eU c，其中U c为遏止电压。
⑤光电效应方程中的W0为逸出功。
它与极限频率νc的关系是W0=hνc。
(2)四种光电效应的图象图象名称图线形状由图线直接(或间接)得到的物理量最大初动能E k与入射光频率ν的关系图线(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc(2)逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的绝对值W0=|-E|=E(3)普朗克常量：图线的斜率k=h颜色相同、强度不同的光，光电流与电压(1)遏止电压U c：图线与横轴交点的横坐标的关系(2)饱和光电流I m ：电流的最大值(3)最大初动能：E k =eU c 颜色不同时，光电流与电压的关系(1)遏止电压Uc 1、Uc 2(2)饱和光电流(3)最大初动能E k 1=eU c 1，E k 2=eU c 2遏止电压U c 与入射光频率ν的关系图线(1)极限频率νc ：图线与横轴的交点的横坐标值(2)遏止电压U c ：随入射光频率的增大而增大(3)普朗克常量h ：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h =ke【变式演练】1(2023上·浙江台州·高三校联考阶段练习)如图所示为研究光电效应的电路图，滑动变阻器的滑片初始时置于最左端，闭合开关后在电路中形成光电流。
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考点1.1光电效应
考点1.1.1光电效应现象及规律
1.光电效应现象
在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子.
2.实验规律
(1)每种金属都有一个极限频率.，只有入射光频率大于极限频率才会发生光电效应。
(2)光电子具有最大初动能（或遏止电压），且光电子的最大初动能（或遏止电压）与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大.
(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的.
(4)光电流的强度与入射光的强度成正比.
3.爱因斯坦光电效应方程
(1)光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子称为光子，频率为ν的光的能量子为hν.
(2)爱因斯坦光电效应方程
①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0.
②物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后电子的初动能E k.
1. (多选)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是( BC )
A.有光子从锌板逸出
B.有电子从锌板逸出
C.验电器指针张开一个角度
D.锌板带负电
2．（多选）在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏静电计相连，用弧光灯(紫外线)照射锌板时，静电计的指针就张开一个角度，如图所示，这时( BC )
A ．锌板带正电，指针带负电
B ．锌板带正电，指针带正电
C ．若用黄光照射锌板，则可能不产生光电效应现象
D ．若用红光照射锌板，则锌板能发射光电子
3.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是( B )
A.改用频率更小的紫外线照射
B.改用X 射线照射
C.改用强度更大的原紫外线照射
D.延长原紫外线的照射时间
关于光子的能量，下列说法中正确的是( B )
A.光子的能量跟它的频率成反比
B.光子的能量跟它的频率成正比
C.光子的能量跟它的速度成正比
D.光子的能量跟它的速度成反比
4. 根据爱因斯坦光子说，光子能量E 等于(h 为普朗克常量，c 、λ为真空中的光速和波长)( A )
A.h c λ
B.h λc
C.hλ
D.h λ
5. 一盏电灯的发光功率为P ，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长λ，在距电灯距离为R 远处，以电灯为球心的球面上，单位面积每秒通过的光子(能量子)数约为______ 【答案】24P R hc λ
π
6. 用频率为ν的光照射某金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E k ；若改用频率为3ν的光照射该金属，则逸出的光电子的最大初动能为( D )
A.3E k
B.2E k
C.3hν－E k
D.2hν＋E k
7. 用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应．现将该单色光的光强减弱，则下列说法中正确的是( A )
①光电子的最大初动能不变 ②光电子的最大初动能减小 ③单位时间内产生的光电子数减少 ④可能不发生光电效应
A ．①③
B ．②③
C ．①②
D ．③④
8. 下列关于光电效应的说法正确的是（ C ）
A ．只要入射光的强度足够大，就可以产生光电流
B ．光电流的强度与入射光的频率有关，光的频率越大，光电流越大
C ．入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，光电流越大
D ．入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，产生的光电子的最大初动能越大
9. (多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( AD )
A.增大入射光的强度，光电流增大
B.减小入射光的强度，光电效应现象消失
C.改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应
D.改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
10. 能够证明光具有波粒二象性的现象是( D )
A.光电效应和康普顿效应
B.光的衍射和光的色散
C.光的折射和透镜成像
D.光的干涉和康普顿效应
11. (多选)在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应.对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是( ACD )
A.遏止电压
B.饱和光电流
C.光电子的最大初动能
D.逸出功
12. (多选)分别用波长为λ和2λ的光照射同一种金属，产生的速度最快的光电子速度之比为2∶1，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是( AD )
A.该种金属的逸出功为hc 3λ
B.该种金属的逸出功为hc λ
C.波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应
D.波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应
13. 在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________.若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________.已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h .
【答案】hc λ0 hc e ·λ0－λλλ0
14. 如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零.合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.6 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.6 V时，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为( A )
A.1.9 eV
B.0.6 eV
C.2.5 eV
D.3.1 eV
15. 如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出．钨的逸出功为4.5eV．现分别用能量不同的光子照射钨板（各光子的能量在图上标出）．那么，下列图中有光电子到达金属网的是（ B ）
A.①②③
B.②③
C.③④
D.①②
16. （多选）用如图所示的装置演示光电效应现象．当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表G的读数为i．下列说法正确的是（AC ）
A．将电池正的极性反转，则光电流减小，甚至可能为零
B．用较低频率的光来照射，依然有光电流，但电流较小
C．将变阻器的触点c向b移动，光电流减小，但不为零
D．只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点c向a端移动，电流表G的读数必将一直变大
考点1.1.2 光电效应中图像问题
17. 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c与入射光的频率ν的关系如图3所示.若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为
________，所用材料的逸出功可表示为________.
【答案】ek－eb
18.（多选）如图所示是光电效应中光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象．从图中可知( BC )
A．E k与ν成正比
B．入射光频率必须大于或等于极限频率νc时，才能产生光电效应
C．对同一种金属而言，E k仅与ν有关
D．E k与入射光强度成正比
19. 用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能
E k随入射光频率ν变化的E kν图线．已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功为3.34 eV，若将二者的图线画在同一个E kν坐标系中，则正确的图是( A )
20. 研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是( C )
21. (多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点为4.27，与纵轴交点为0.5).由图可知( AC )
A.该金属的截止频率为4.27×1014 Hz
B.该金属的截止频率为5.5×1014 Hz
C.该图线的斜率表示普朗克常量
D.该金属的逸出功为0.5 eV
22. （多选）在光电效应实验中，某同学用同一种材料在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示。
则可判断出（ BC ）
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C．甲、乙波长相等
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
23. （多选）如图所示是研究光电效应的电路．某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电极U AK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则下列说法正确的是 ( AB )
A．甲光对应的光电子的最大初动能小于丙光对应的光电子的最大初动能
B．甲光和乙光的频率相同，且甲光的光强比乙光强
C．丙光的频率比甲、乙光的大，所以光子的能量较大，丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔
D．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等。