光电效应经典例题解析

例题精选

【典型例题1】

已知LC振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化曲线如图所示，则：

（A）a、c两时刻电路中电流最大，方向相同

（B）a、c两时刻电路中电流最大，方向相反

（C）b、d两时刻电路中电流最大，方向相同

（D）b、d两时刻电路中电流最大，方向相反

分析与解：

应理解LC振荡电路电磁振荡时，电容两板电量最多时，是两板间电压最高，板间电场能最大的时刻，在放电结束（两极电量为零时）瞬间是线圈中电流最大，磁场能最大的时刻，b时刻是将要反向充电时刻，d时刻是将要正向充电时刻，因此选项D是正确的，在解题时不妨在电路上画出a时刻1极板带正电情况以帮助分析放电、充电的振荡电流方向情况．

【典型例题2】

要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是：

（A）自感系数L和电容C都增大一倍．

（B）自感系数L和电容C都减小一半．

（C）自感系数L增大一倍，而电容C减小一半．

（D）自感系数L减小一倍，而电容C增大一倍．

分析与解：

由于LC振荡电路频率一般较高，周期很短，用周期多少秒很不方便，因此在LC振荡电路中通常用频率公式而不象单摆振动用周期公式，这是应当注意区别的，此题问周期，则可将

改写成进行讨论就方便了，显然正确答案应为A．

【典型例题3】

设是两种单色可见光1．2在真空中的波长，若，则这两种单色光相比（A）单色光频率较小

（B）玻璃对单色光1折射率较大

（C）在玻璃中，单色光1的传播速度较大

（D）单色光1的能量较大

分析与解：

应掌握电磁波（光波）频率、波速、波长关系：（真空中），由题意及此式，可判

断出，即单色光1频率较小．媒质折射率随频率增大而增大，因此说法B错误，值得注

意的是光进入媒质后频率不变（颜色不变）但波速改变，由知，即频率越高，折

射率越大、波速越小，说法C正确，光子能量，单色光1频率低，能量较小，因此说法D错误，此题正确答案应为A、C．

【典型例题4】

关于光谱，下面说法中正确的是

（A）炽热的液体发射连续光谱

（B）太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素

（C）明线光谱和暗线光谱都可用于对物质成分进行分析

（D）发射光谱一定是连续光谱

分析与解：

显然，这是一个考查对光谱知识了解情况的问题，考生在复习时，应知道的基本物理常识要重视，不能以为简单就可以不认真复习掌握了．正确答案应为A、C．

【典型例题5】

用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应

（A）改用红光照射

（B）增大绿光强度

（C）增大光电管上的加速电压

（D）改用紫光照射

分析与解：

此题也只是考查了光电效应实验中的实验规律及光子论解释，显然要增大光电子初动能，只能增大入射光子的频率，正确答案应为D．

【典型例题6】

使金属钠产生光电效应的光的最长波长是5000埃，因此，金属钠的逸出功J，

现在用频率在Hz到Hz范围内的光照射钠，那么，使钠产生光电效应的

频率范围是从__________Hz到__________Hz．（普朗克恒量J·s）．

分析与解：

按照光子论对光电效应的解释，逸出功等于截止频率光子的能量，即由

题给条件，可求出J，在给出频率范围中，只有大于截止频率的光，才能使金

属钠产生光电效应，因Hz，故能使金属钠产生光电效应的频率范围为

Hz到Hz，题目难度虽不大，但要求准确理解光电效应的有关知识，特别是应注意幂指数运算问题不要出错．

【典型例题7】

玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有

（A）原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量．

（B）原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的．

（C）电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子．

（D）电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率．

分析与解：

本题检查学生是否知道玻尔模型的三个重要假设，正确答案为A、B、C．

【典型例题8】

Th（灶）经过一系列和衰变，变成Pb（铅）

（A）铅核比钍核少8个质子

（B）铅核比钍核少16个中子

（C）共经过4次衰变和6次衰变

（D）共经过6次衰变和4次衰变

分析与解：

应掌握原子核符号脚标意义，以及衰变时根据电量与质量守恒列出关系式，在多次衰变时，

可设经历x次衰变与y次衰变，再列式就容易解答了，此题答案应为A、B、D．

【典型例题9】

在卢瑟福的粒子散射实验中，有极少数粒子发生大角度偏转，其原因

（A）原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上

（B）正电荷在原子中是均匀分布的

（C）原子中存在着带负电的电子

（D）原子只能处于一系列不连续的能量状态中

分析与解：

粒子散射实验是建立“原子核式结构”理论的重要实验，极少数粒子发生大角度偏转，说明粒子受到很大的库仑斥力，极“少数”意味着粒子接近核的机会很少，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的粒子上．选项A正确．

【典型例题10】

右图中给出氢原子最低的四个能级．氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有__________种，其中最小的频率等于__________赫．（保留两个数字）

分析与解：

氢原子中电子根据吸收光子能量不同，可以跃迁至任一较高能级，当氢原子处于较高能级时，也可能因释放光子能量不同，跃迁至不同较低能级，因而在题给四个较低能级间跃迁

时，存在多种可能性．可以从最高能级逐级向下考虑：当时，有、、

三种可能性；当时，有、二种可能性；当时，只有一种可

能性．故有释放六种频率光子可能性．其中频率最小的光子相应能量也最小，即从跃迁至

．由公式可求出最小频率为Hz．

【典型例题11】

裂变反应是目前核能利用中常用的反应．以原子核U为燃料的反应堆中，当U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：

U ＋n →Xe ＋Sr ＋n

235.o439 1.0087 138.9178 93.9154

反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）．已知lu

的质量对应的能量为MeV，此裂变反应释放出的能量是______________MeV．

分析与解：

重核裂变时有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，相应的质量亏损对应释放的能量．应先计算质量亏损：

（u）

由题给lu的质量对应的能量为MeV可得：

MeV MeV

【典型例题12】

一束光从空气射向折射率的某种玻璃的表面，如图1所示，i代表入射角，则：

（A）当时会发生全反射现象

（B）无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°

（C）欲使折射角，应以的角度入射

（D）当入射角时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直

分析与解：

此题综合检查了反射定律、折射定律、全反射现象等知识，难度不很大，但要求准确掌握有

关知识，全反射发生条件是从媒质射向空气，因此说法A错误．根据折射定律：有

，入射角最大不超过90°，因此，，即折射角不会

超过45°，所以 B是正确的．当时，，故，说法C亦正确．为了分析说法D是否正确，应先画图分析一下，在图2中可以看出，如果反射光线跟折射光

线恰好互相垂直，从几何关系可以得到，所以，代入折射定律公式

有：

因此，说法D正确，此题为多选题，正确答案为B．C、D．

【典型例题13】

为了观察门外的情况，有人在门上开了一个小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直，如图所示．从圆柱体底面中心看出去，可以看到门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角．已知该玻璃的折射率为n，圆柱体长为l，底面半径为r，则视场角是

A、 B、

C、 D、

分析与解：

根据题意作出如图所示的光路示意图，其中视场角边缘的两条光线射到玻璃的左表面上，经折射后到玻璃右表面的中轴线O处，即到达眼睛所在处．图中角i即为视场角．

根据光的折射定律，，

由几何关系知：，

因此 sin i=n sinβ，得：i=．

本题的答案是B．

【典型例题14】

在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿色），这时

A、只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失

B、红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在

C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D、屏上无任何光亮

分析与解：

干涉现象是两列波长相等的光叠加而产生的现象，现在一条缝只能透过红色，另一条缝只能透过绿色，这两束光的波长不相等，不能发生干涉现象，因此任何双缝干涉条纹都不存在，但两缝分别透过了红色和绿色，屏上仍然有光亮．

本题的正确答案是C．

(本题考查对光的干涉现象及其产生的条件进行考查，对于平时学习只死记一些结论的考生，解答此题会出现一些困难，因为课本上没有讲过这类问题．但如果学习时能够真正理解干涉现象的产生条件，回答此题就不会有困难．)

【典型例题15】

图1中AB表示一直立的平面镜，是水平放置的米尺（有刻度的一面朝着平面镜，MN 是屏，三者互相平行．屏MN上的ab表示一条竖直的缝（即a、b之间是透光的）．某人眼睛紧贴米尺上的小孔S（其位置见图），可通过平面镜看到米尺的一部分刻度．试在本题的图上用三

角板作图求出可看到的部位，并在

上把这部分涂以标志．

分析与解：

在分析人眼在确定位置可看到范围时，通常可运用光路可逆原理，设想人眼处有一点光源，该点光源发出光束能照射到的区间，也是能射入人眼光线的范围．本题中分析能观察到平面镜中尺子像的范围，有两种方法：一是作出尺子与障碍屏的像，考虑人眼处点光源发出光束能照射到镜中尺子的区间；二是作出人眼处点光源的像，考虑镜中人眼处点光源发出光束能照射到尺子的区间，分别如图2、图3所示，在作图时特别需要注意障碍屏缺口两端对光线的限制．

【典型例题16】

现有m=0.90kg的硝酸甘油（C3H5（NO3）3）被密封于体积V0=4.0×10-3m3的容器中，在某一时刻被引爆，瞬间发生激烈的化学反应，反应的产物全是氮、氧…等气体．假设：反应中每消耗1kg硝酸甘油释放能量U=6.00×106J/kg；反应产生的全部混合气体温度升高1K所需能量Q=1.00

×103J/K；这些混合气体满足理想气体状态方程(恒量)，其中恒量C=240J/K．已知在反应前硝酸甘油的温度T0=300K．若设想在化学反应后容器尚未破裂，且反应释放的能量全部用于升高气体的温度．求器壁受到的压强．

分析与解：

化学反应完成后，硝酸甘油释放的总能量：W=mU,

设反应后气体的温度为T，根据题意，有W=Q(T-T0)，

器壁所受的压强：p=CT/V0．

解以上三式并代入数据进行计算，得p=3.4×108Pa．

（本题是比较典型的“信息题”，题目中涉及到了硝酸甘油爆炸的激烈的化学反应，但仔细读过此题后，可以看出解答这个题并不需要了解具体的化学反应过程，也不需要记住气体状态方程的具体形式（题目中给出了一定质量理想气体的状态方程的形式），但此题对考生的理解能力

要求较高，其中“反应产生的全部混合气体温度升高1K所需能量Q=1.00×103J/K”这句话很重要，这里我们要联系物体温度升高吸收的热量的公式：

Q吸=cmΔT，

这里c是物质的比热、m是物质的质量，本题给出的Q值实际上是c、m的乘积，它称为“热容量”，把Q吸换成W，就得到W=Q(T-T0)的关系式．）