七年高考(2011-2017)高考物理試題分項精析專題39光電效應

1、專題 39 光電效應一、單項選擇題1【2011 上海卷】用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應， 可能使該金屬產(chǎn)生光電效應的措施是A改用頻率更小的紫外線照射 B改用 X射線照射C改用強度更大的原紫外線照射 D延長原紫外線的照射時間【答案】 B【解析】每一種金屬對應一個極限頻率， 低于極限頻率的光， 無論照射時間有多長，光的強度有多大， 都不能使金屬產(chǎn)生光電效應， 只要照射光的頻率大于或者等于極限頻率， 就能產(chǎn)生光電效應， 因為 X射線的頻率高于紫外線的頻率， 所以改用 X 射線照射能發(fā)生光電效應，B正確【考點定位】光電效應2【2014 江蘇卷】已知鈣和鉀的截止頻率分別為 7.73 1014H

2、z 和 5.44 10 11Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的A波長 B 頻率 C 能量 D 動量【答案】 A【考點定位】 本題主要考查了對愛因斯坦光電效應方程、 德布羅意波長公式的理解與應用問題，屬于中檔偏低題。3【2013 上海卷】當用一束紫外線照射鋅板時，產(chǎn)生了光電效應，這時A鋅板帶負電 B有正離子從鋅板逸出C有電子從鋅板逸出 D鋅板會吸附空氣中的正離子【答案】 C【解析】光電效應發(fā)生的過程是鋅板原子核外層電子在吸收光子后擺脫原子核 的束縛逃離鋅板，導致鋅板帶正電，選項 AB錯誤， C正確；鋅板失去電子后帶

3、正電，因同種電荷排斥，所以鋅板不會吸引空氣中的正離子， D錯誤。【考點定位】光電效應的發(fā)生。4【2013 天津卷】下列說法正確的是（ ）A原子核發(fā)生衰變時要遵守電荷守恒和質量守恒的規(guī)律B 射線、 射線、 射線都是高速運動的帶電粒子流C氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子D發(fā)生光電效應時光電子的動能只與入射光的強度有關【答案】 C【考點定位】原子核衰變、玻爾理論、光電效應。5【2012 上海卷】在光電效應實驗中，用單色光照時某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動能取決于入射光的（ ）A頻率 B強度 C照射時間 D光子數(shù)目【答案】 A【解析】發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金

4、屬的極限頻率，由公式知， 為逸出功不變，所以光電子的最大初動能取決于入射光的頻率， A正確?！究键c定位】本題考查光電效應及其相關知識6【2012 上海卷】根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知（ ）A“光子說”本質就是牛頓的“微粒說”B光的波長越大，光子的能量越小C一束單色光的能量可以連續(xù)變化D只有光子數(shù)很多時，光才具有粒子性【答案】 B【解析】愛因斯坦的“光子說”認為光是一份一份的不連續(xù)的它并不否定光的波動性，而牛頓的“微粒說”而波動說是對立的，因此 A 不對；在愛因斯坦的“光子說”中光了的能量； 可知波長越長，光子的能量越小，因此 C正確；某一單色光，波長恒定，光子的能量也是恒定的， 因此 C不對；

5、大量光子表現(xiàn)為波動性， 而少數(shù)光子才表現(xiàn)為粒子性，因此 D不對?！究键c定位】本題考查愛因斯坦的光子學說及其相關知識7【2014 上海卷】在光電效應的實驗結果中，與光的波動理論不矛盾 的是2A光電效應是瞬時發(fā)生的 B所有金屬都存在極限頻率C光電流隨著入射光增強而變大 D入射光頻率越大，光電子最大初動能越大【答案】 C【解析】 按照光的波動理論， 電子通過波動吸收能量， 若波的能量不足以使得電子逸出，那么就需要多吸收一些， 需要一個能量累積的過程， 而不是瞬時的， 選項 A對波動理論矛盾。根據(jù)波動理論， 能量大小與波動的振幅有關， 而與頻率無關， 即使光的能量不夠大，只要金屬表面的電子持續(xù)吸收經(jīng)過

6、一個能量累積過程， 都可以發(fā)生光電效應， 與選項 B 矛盾； 光電子逸出后的最大初動能與入射光的能量有關， 即與入射光的波動振幅有關， 與頻率無關， 所以波動理論與選項 D矛盾。對于光電流大小，根據(jù)波動理論，入射光增強，能量增大，所以光電流增大，選項 C與波動理論并不矛盾，選項 C正確?！究键c定位】光電效應與波動性8【2016 天津卷】如圖是 a、b 兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則A在同種均勻介質中， a 光的傳播速度比 b 光的大B從同種介質射入真空發(fā)生全反射時 a 光臨界角大C照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應時， a 光的飽和電流大D若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生

7、 a 光的能級能量差大【答案】 D3【考點定位】雙縫干涉、全反射、光電效應、玻爾理論【名師點睛】此題考查了雙縫干涉、 全反射、 光電效應以及玻爾理論等知識點；要知道雙縫干涉中條紋間距的表達式 ，能從給定的圖片中得到條紋間距的關系；要知道光的頻率越大，折射率越大，全反射臨界角越小，波長越小，在介質中傳播的速度越小。9【2011 福建卷】愛因斯坦因提出光量子概念并成功地解釋光電效應的規(guī)律而獲得1921 年諾貝爾物理學獎。某種金屬逸出光電子的最大初動能 E km與入射光頻率 的關系如圖所示，其中 0 為極限頻率。從圖中可以確定的是A逸出功與 有關 BEkm與入射光強度成正比C當 = 0 時會逸出光電

8、子 D圖中直線斜率與普朗克常量有關【答案】 D【考點定位】光電效應10【2015 上海 11】某光源發(fā)出的光由不同波長的光組成，不同波長的光的強度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發(fā)出的光照射表中材料A僅鈉能產(chǎn)生光電子 B僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D都能產(chǎn)生光電子【答案】 D【解析】 根據(jù)愛因斯坦光電效應方程可知，只有光源的波長小于某金屬的極限波長，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長有小于 100nm，小于鈉、銅、鉑三個的極限波長，4都能產(chǎn)生光電子，故 D正確， A、B、C錯誤?！究键c定位】 光電效應11【2013 北京卷】以往我們認識的光電效應是單光子光電效

9、應，即一個電子極短時間內能吸收到一個光子而從金屬表面逸出。強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應的認識，用強激光照射金屬， 由于其光子密度極大， 一個電子在短時間內吸收多個光子成為可能， 從而形成多光子電效應， 這已被實驗證實。 光電效應實驗裝置示意如圖。 用頻率為 v 的普通光源照射陰極 k，沒有發(fā)生光電效應，換同樣頻率為 v 的強激光照射陰極 k，則發(fā)生了光電效應；此時，若加上反向電壓 U，即將陰極 k 接電源正極，陽極 A接電源負極，在 k、A之間就形成了使光電子減速的電場， 逐漸增大 U，光電流會逐漸減小； 當光電流恰好減小到零時，所加反向電壓 U可能是下列的（其中 W為逸出功， h 為普

10、朗克常量， e 為電子電量）AU= - B U= - C U=2hv-WD U= -【答案】 B【解析】根據(jù)題目信息， 普通光源沒法吸收一個光子而成為自由電子， 但激光可以，因此知識點仍然適用。即設電子吸收了 n 個，即 ，當自由電子遇到截止電壓，即 ，代入則答案為，n 為正整數(shù)，即答案為 B?！究键c定位】光電效應二、多項選擇題1【2011 廣東卷】光電效應實驗中，下列表述正確的是A光照時間越長光電流越大 B入射光足夠強就可以有光電流C遏止電壓與入射光的頻率有關 D入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光5電子【答案】 CD【考點定位】光電效應2【2015 全國新課標 35（ 1）】實物粒子和光都具有

11、波粒二象性， 下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是A電子束通過雙縫實驗后可以形成干涉圖樣B 射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C人們利慢中子衍射來研究晶體的結構D人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構E光電效應實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關【答案】 ACD【考點定位】波粒二象性；光電效應3【2015 江蘇 12C（1）】波粒二象性時微觀世界的基本特征，以下說法正確的有A光電效應現(xiàn)象揭示了光的粒子性B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D動能相等的質子和電子，它們的德布羅意波也相等【答案】 AB【解析】 光電效應說明光的粒子

12、性，所以 A正確；熱中子在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，即運動的實物粒子具有波的特性，即說明中子具有波動性，所以 B正確；黑體輻射的實驗規(guī)律說明電磁輻射具有量子化， 即黑體輻射是不連續(xù)的、 一份一份的， 所以黑體輻射用光的粒子性解釋，即 C錯誤；根據(jù)的德布羅意波長公式 ， ，又質子的質量大于電子的質量，所以動能相等的質子和電子，質子的德布羅意波較短，所以 D錯誤。6【考點定位】光的效應、黑體輻射、物質波4【2014 海南卷】在光電效應實驗中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能產(chǎn)生光電效應。對于這兩個過程。下列四個物理量中，一定不同的是 _A遏制電壓 B 飽和光電流 C 光電子的最大初動能 D 逸

13、出功【答案】 ACD【解析】不同的金屬具有不同的逸出功，遏制電壓為 ，光電子的最大初動能為 ，飽和光電流由單位時間內的入射光子數(shù)決定，綜上可知 ACD正確?！究键c定位】光電效應5【2014 廣東卷】在光電效應實驗中，用頻率為 的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應，下列說法正確的是A增大入射光強度，光電流增大B減小入射光的強度，光電效應現(xiàn)象消失C改用頻率小于 的光照射， 一定不發(fā)生光電效應D改用頻率大于 的光照射，光電子的最大初動能變大【答案】 AD【考點定位】本題考查光電效應6【2014 天津卷】 一束由兩種頻率不同的單色光組成的復色光從空氣射入玻璃三棱鏡后，出射光分成 a、b 兩束，如圖所示，

14、則 a、b兩束光A垂直穿過同一塊平板玻璃， a 光所用的時間比 b 光長B從同種介質射入真空發(fā)生全反射時， a 光臨界角比 b 光的小7C分別通過同一雙縫干涉裝置， b 光形成的相鄰條紋間距小D若照射同一金屬都能發(fā)生光電效應， b 光照射時逸出的光電子最大初動能大【答案】 AB【解析】根據(jù)折射率 ，由光路圖可知， a 光折射率更大一些，再由 ，故可知在介質中 a 的速度更小一些，故穿過同一塊平板玻璃所用時間要長些，所以選項 A正確；又因為 ，可知 a 光臨界角要小些，所以選項 B 正確；折射率越大說明頻率越大，波長越小，故 b 光波長大，干涉條紋間距要更寬些，所以選項 C錯誤；由 可知，頻率越

15、大則光子能量越大， 結合光電效應方程可知， 照射同一種金屬時，對應的光電子最大初動能大，故 D錯誤?！究键c定位】光的折射規(guī)律、雙縫干涉、光電效應7【2011 上海卷】用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖（ a）、（ b）、（ c）所示的圖像，則A圖像（ a）表明光具有粒子性B圖像（ c）表明光具有波動性C用紫外光觀察不到類似的圖像D實驗表明光是一種概率波【答案】 ABD【解析】少數(shù)光子的行為表現(xiàn)為光的粒子性， A 正確；大量光子的行為表現(xiàn)為光的波動性，B正確；出現(xiàn)亮條紋的地方是光子達到概率大的地方，出現(xiàn)暗條紋的地方是光子到達概率小的地方，光時概率波 D正確；紫外光

16、雖然不是可見光，但也能夠產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象， C錯誤；【考點定位】考查了光的波粒二象性，8【2012 上海卷】產(chǎn)生光電效應時，關于逸出光電子的最大初動能 Ek，下列說法正確的是A對于同種金屬， Ek 與照射光的強度無關B對于同種金屬， E k 與照射光的波長成反比C對于同種金屬， Ek 與光照射的時間成正比8D對于同種金屬， E k 與照射光的頻率成線性關系E對于不同種金屬，若照射光頻率不變， Ek 與金屬的逸出功成線性關系【答案】 ADE【考點定位】本題考查光電效應及其相關知識9【2017 新課標卷】在光電效應實驗中，分別用頻率為 a、b 的單色光 a、b 照射到同種金屬上， 測得相應的遏止電

17、壓分別為 Ua和 Ub、光電子的最大初動能分別為 Eka 和 Ekb。h 為普朗克常量。下列說法正確的是A若 ab，則一定有 Uab，則一定有 EkaEkbC若 UaUb，則一定有 Ekab，則一定有 haEkahbEkb【答案】 BC【考點定位】光電效應【名師點睛】 本題主要考查光電效應。 發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，光的強弱只影響單位時間內發(fā)出光電子的數(shù)目； 光電子的最大初動能和遏止電壓由照射光的頻率和金屬的逸出功決定；逸出功由金屬本身決定，與光的頻率無關。三、非選擇題1【2012 上海卷】 Co發(fā)生一次 衰變后變?yōu)?Ni 核，其衰變方程為 _；在該衰變過程中還發(fā)出

18、頻率為 1、2 的兩個光子，其總能量為 _ 。EQ * jc0 * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(60【答案】 27,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(60,27CoEQ * jc0 * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(60（28 ,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(60,28Ni 0 1e，9【解析】 發(fā)生一次 衰變后， 原來的原子核質量數(shù)不變， 核電荷數(shù)增加 1，故衰變方程：，每個光子的能量為 ，頻率為 的兩個光子的能量分別是 和 ，其總能量為

19、【考點定位】本題考查衰變和光子能量等相關知識2【2016 江蘇卷】已知光速為 c，普朗克常數(shù)為 h，則頻率為 的光子的動量為 用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被鏡面全部垂直反射回去，則光子在反射前后動量改變量的大小為 【答案】 【解析】根據(jù)光子的動量公式 ，取入射的方向為正方向，則光子動量的變化量為【考點定位】光的粒子性，光子的動量【方法技巧】光子的動量的公式以及動量的矢量性。3【2011 遼寧卷】在光電效應試驗中，某金屬的截止頻率相應的波長為 0，該金屬的逸出功為 _。若用波長為 （W 0 判斷，0 判斷，納、鉀、銣能發(fā)生光電效應【考點定位】光的效應【方法技巧】考查對光電效應的理解，還有就是計算能力。5【2015 全國新課標】在某次光電效應實驗中，得到的遏制電壓 與入射光的頻率 的關系如圖所示，若該直線的斜率和截距分別為 和 ，電子電荷量的絕對值為 ，則普朗克常量可表示為，所用材料的逸出功可表示為?！敬鸢浮俊窘馕觥?光電效應中， 入射光子能量 ，克服逸出功 后多余的能量轉換為電子動能，反