2020年高考物理二轮专项训练卷 专题26 物理学史与原子物理(含解析)

专题26、物理学史与原子物理1.（2019北京）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不正确的是（ ） A. 两组实验采用了不同频率的入射光 B. 两组实验所用的金属板材质不同C. 若入射光子的能量为5.0 eV ，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD. 若入射光子的能量为5.0 eV ，相对光强越强，光电流越大 【答案】B【解析】：本题可以结合爱因斯坦光电效应方程比较比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系来处理，表格显示两组中入射光的能量不同，结合公式υh E =可知，由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，故入射光的频率不同，由公式0W h E k -=υ可知，k E h W -=υ0代入相关参数得eV W 1.30=,说明两种材料的逸出功相等，故B 选项错误，结合爱因斯坦光电效应方程：0W h E k -=υ，当eV h E 5.0==υ时，代入eV W 1.30=时，得eV E K 9.1=,故C 选项正确，由图表可知增大入射光的光强，光电流增大故D 选项正确。

2.如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。

由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（ ）【答案】：C【解析】由光电效应的方程k E hv W =-，动能定理k eU E =，两式联立可得hv WU e e=-，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率b c a v v v >>，则可知三种光的折射率的关系为b c a n n n >>，因此光穿过三棱镜时b 光偏折最大，c 光次之，a 光最小，故选C ，ABD 错误。

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( ) 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 【答案】： B【解析】： 某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X 射线的频率比紫外线频率高，所以本题答案为B 。

4.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。

下列说法正确的是( ) A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大 C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 【答案】： AC【解析】： 产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，说法A 正确。

饱和光电流大小与入射光的频率无关，说法B 错误。

光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，说法C 正确。

减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，说法D 错误。

5.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料( )A ．仅钠能产生光电子B ．仅钠、铜能产生光电子C ．仅铜、铂能产生光电子D ．都能产生光电子【答案】： D【解析】： 由题图可知，该光源发出的光的波长大约在20 nm 到440 nm 之间，而三种材料中，极限频率最大的铂的极限波长是196 nm ，大于20 nm ，所以该光源能使三种材料都产生光电效应，选项D 正确。

6.（2018全国2）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⨯1014Hz B ．8⨯1014Hz C ．2⨯1015Hz D ．8⨯1015Hz【答案】：B【解析】：根据爱因斯坦光电效应方程：0W h E k -=υ,当0=k E 时对应入射光的频率即为发生光电效应的最小单色光频率，即hW 0=υ，当用波长为300nm 的光照射锌板时，表表面的最大出动能为1.28⨯10-19J 。

结合爱因斯坦光电效应方程0W h E k -=υ，λυc=代入相关参数得0W =5.3×10-20 ,从而求得：14108⨯=υ。

7.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。

下列说法正确的是( ) A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强度变大，饱和光电流变大 B ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大C ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生材料 钠 铜 铂 极限波长(nm)541268196D ．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关 【答案】： ABD【解析】： 在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A 正确；根据E km ＝h ν－W 可知，对于同一光电管，逸出功W 不变，当频率变高，最大初动能E km 变大，因此B 正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此C 错误；由E km ＝eU c 和E km ＝h ν－W ，得h ν－W ＝eU c ，遏止电压只与入射光频率有关，与入射光强无关，因此D 正确。

8.在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用波长为λ、2λ的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为2∶1。

普朗克常量用h 表示，光在真空中的速度用c 表示。

则( ) A ．光电子的最大初动能之比为2∶1 B ．该金属的截止频率为c3λC ．该金属的截止频率为c λD ．用波长为52λ的单色光照射该金属时能发生光电效应【答案】： BD【解析】： 由于在两种单色光照射下，逸出的光电子的最大速度之比为2∶1，由E k ＝12mv ′可知，光电子的最大初动能之比为4∶1，A 错误；又由h ν＝W ＋E k 知，h c λ＝W ＋12mv 21，h c 2λ＝W ＋12mv 22，又v 1＝2v 2，解得W ＝hc 3λ，则该金属的截止频率为c3λ，B 正确，C 错误；只有光的波长小于或等于3λ时才能发生光电效应，D 正确。

9.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。

下列说法正确的是( ) A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大 C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生【解析】： 产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，说法A 正确。

饱和光电流大小与入射光的频率无关，说法B 错误。

光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，说法C 正确。

减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，说法D 错误。

【答案】： AC10.(多选)(2017·全国卷Ⅲ)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 k a 和E k b 。

h 为普朗克常量。

下列说法正确的是( )A ．若νa ＞νb ，则一定有U a ＜U bB ．若νa ＞νb ，则一定有E k a ＞E k bC ．若U a ＜U b ，则一定有E k a ＜E k bD ．若νa ＞νb ，则一定有h νa －E k a ＞h νb －E k b 【答案】： BC【解析】： 光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eU ＝E k ，根据光电效应方程可知E k ＝h ν－W 0， 若νa ＞νb ，则E k a ＞E k b ，U a ＞U b ，选项A 错误，选项B 正确；若U a ＜U b ，则E k a ＜E k b ，选项C 正确； 由光电效应方程可得W0＝h ν－Ek ，则h νa －Eka ＝h νb －Ekb ，选项D 错误。

11.(多选)(2017·武威模拟)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EB ．该金属的逸出功等于h ν0C ．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED ．入射光的频率为ν02时，产生的光电子的最大初动能为E2【答案】： ABC【解析】： 由爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0知，当ν＝0时－W 0＝E k ，故W 0＝E ，A 项对；而E k ＝0时，h ν＝W 0即W 0＝h ν0，B 项对；入射光的频率为2ν0时产生的光电子的最大初动能E km ＝2h ν0－h ν0＝h ν0＝E ，C 项对；入射光的频率为ν02时，不会发生光电效应，D 错。

12．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【答案】： B【解析】：由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率相同，A错误；丙光对应的反向截止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C、D均错，B正确。

13.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，则普朗克常量和所用材料的逸出功可表示为( )A.k eeb B ．ek －eb C ．ek eb D ．ek －e b【答案】： B【解析】： 光电效应中，入射光子能量h ν，克服逸出功W 0后多余的能量转换为电子动能，反向遏制电压eU ＝h ν－W 0，整理得U ＝h e ν－W 0e ，斜率即he＝k ，所以普朗克常量h ＝ek ，截距为b ，即eb ＝－W 0，所以逸出功W 0＝－eb 。

故选项B 正确。

14.(2015天津 )现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。