专题39光电效应-八年高考（2011-2018）物理试题分项精析版（解析版）

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1、1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1.2810-19 J。已知普朗克常量为6.6310-34 Js，真空中的光速为3.00108 ms-1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（ ）A. 11014 HzB. 81014 HzC. 21015 HzD. 81015 Hz【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 B【解析】试题分析：知道光电效应方程；知道逸出功并结合两个公式求解。由光电效应方程式得：得：刚好发生光电效应的临界频率为则代入数据可得： ，故B正确；故选B点睛：本题比较简单，知道光电效应方程并利用方程求解即可。一、单项

2、选择题1【2011上海卷】用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产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】每一种金属对应一个极限频率，低于极限频率的光，无论照射时间有多长，光的强度有多大，都不能使金属产生光电效应，只要照射光的频率大于或者等于极限频率，就能产生光电效应，因为X射线的频率高于紫外线的频率，所以改用X射线照射能发生光电效应，B正确。学#【考点定位】光电效应2【2014江苏卷】已知钙和钾的截止频率分别为7.731014Hz和5.441011Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生

3、光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的A波长 B频率 C能量 D动量【答案】 A【考点定位】本题主要考查了对爱因斯坦光电效应方程、德布罗意波长公式的理解与应用问题，属于中档偏低题。3【2013上海卷】当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时A锌板带负电 B有正离子从锌板逸出C有电子从锌板逸出 D锌板会吸附空气中的正离子【答案】C【解析】光电效应发生的过程是锌板原子核外层电子在吸收光子后摆脱原子核 的束缚逃离锌板，导致锌板带正电，选项AB错误，C正确；锌板失去电子后带正电，因同种电荷排斥，所以锌板不会吸引空气中的正离子，D错误。【考点定位】光电效应的发

4、生。4【2013天津卷】下列说法正确的是（）A原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子流C氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关【答案】C【解析】A、原子核发生衰变时，电荷守恒，但会有质量亏损，遵循的是爱因斯坦的质能方程而非质量守恒规律；故A错误B、射线和射线分别是带正电的氦核流和带负电的电子流，而射线不带电；故B错误C、根据玻尔氢原子模型的相关理论，电子轨道和能量都是量子化的，而在“跃迁”过程中要遵循h=Em-En，故只能辐射特定频率的光子故C正确D、由光电效应的方程Ek=h-W0可知，光电

5、子的动能由入射光频率决定故D错误故选C【考点定位】原子核衰变、玻尔理论、光电效应。5【2012上海卷】在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，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【答案】A【解析】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，由公式知，为逸出功不变，所以光电子的最大初动能取决于入射光的频率，A正确。【考点定位】本题考查光电效应及其相关知识6【2012上海卷】根据爱因斯坦的“光子说”可知（ ）A“光子说”本质就是牛顿的“微粒说” 来源:ZXXKB光的波长越大，光子的能量越小C一束单色光的能量可以连续变化 D只有光子数很多

6、时，光才具有粒子性【答案】B【考点定位】本题考查爱因斯坦的光子学说及其相关知识7【2014上海卷】在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是A光电效应是瞬时发生的 B所有金属都存在极限频率C光电流随着入射光增强而变大 D入射光频率越大，光电子最大初动能越大【答案】C【解析】按照光的波动理论，电子通过波动吸收能量，若波的能量不足以使得电子逸出，那么就需要多吸收一些，需要一个能量累积的过程，而不是瞬时的，选项A对波动理论矛盾。根据波动理论，能量大小与波动的振幅有关，而与频率无关，即使光的能量不够大，只要金属表面的电子持续吸收经过一个能量累积过程，都可以发生光电效应，与选项B矛盾；光电子逸出后

7、的最大初动能与入射光的能量有关，即与入射光的波动振幅有关，与频率无关，所以波动理论与选项D矛盾。对于光电流大小，根据波动理论，入射光增强，能量增大，所以光电流增大，选项C与波动理论并不矛盾，选项C正确。【考点定位】光电效应与波动性8【2016天津卷】如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则A在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大B从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大D若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大【答案】D【考点定位】双缝干涉、全反射、光电效应、玻尔理论【名师点睛】此题考查了双缝干涉、

8、全反射、光电效应以及玻尔理论等知识点；要知道双缝干涉中条纹间距的表达式，能从给定的图片中得到条纹间距的关系；要知道光的频率越大，折射率越大，全反射临界角越小，波长越小，在介质中传播的速度越小。学%9【2011福建卷】爱因斯坦因提出光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率。从图中可以确定的是A逸出功与有关BEkm与入射光强度成正比C当=0时会逸出光电子D图中直线斜率与普朗克常量有关【答案】D【解析】逸出功与0有关，选项A错误；Ekm与入射光频率有关，与入射光强度无关，选项B错误；当=0时入

9、射光光子能量等于逸出功，不会逸出光电子，选项C错误；由爱因斯坦光电效应方程可知，图中直线斜率与普朗克常量有关，选项D正确。【考点定位】光电效应10【2015上海11】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】 根据爱因斯坦光电效应方程可知，只有光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长有小于100nm，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D正确，A、B、C错误。%网【考点定位】 光

10、电效应11【2013北京卷】以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子极短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为v的强激光照射阴极k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负极，在k、A之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W

11、为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）AU=- BU=- CU=2hv-W D U=-【答案】B【考点定位】光电效应二、多项选择题1【2011广东卷】光电效应实验中，下列表述正确的是A光照时间越长光电流越大 B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关 D入射光频率大于极限频率才能产生光电子【答案】CD【解析】光电流的大小与光照时间无光，与光的强度有关故A错误；发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，入射光强，不一定能发生光电效应故B错误；根据光电效应方程，知遏止电压与入射光的频率有关故C正确；发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率故D正确【考点定位】光电效应2【2015

12、全国新课标35（1）】实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是A电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C人们利慢中子衍射来研究晶体的结构D人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关【答案】ACD【考点定位】波粒二象性；光电效应3【2015江苏12C（1）】波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性来源:ZXXKC黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相

13、等来源:ZXXK【答案】AB【解析】 光电效应说明光的粒子性，所以A正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据的德布罗意波长公式，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D错误。【考点定位】光的效应、黑体辐射、物质波4【2014海南卷】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_A遏制电压 B饱和光电流

14、C光电子的最大初动能 D逸出功【答案】ACD【解析】不同的金属具有不同的逸出功，遏制电压为，光电子的最大初动能为，饱和光电流由单位时间内的入射光子数决定，综上可知ACD正确。&网【考点定位】光电效应5【2014广东卷】在光电效应实验中，用频率为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改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应来源:D改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大【答案】AD【解析】已知用频率为的光照射光电管阴极，发生光电效应，可知光电管阴极金属材料的极限频率肯定小于，改用频率较小的光照射时，仍有可能发生光

15、电效应，选项C错误；根据爱因斯坦光电效应方程可知，增加照射光频率，光电子最大初动能也增大，故选项D正确；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；光电效应是否产生于照射光频率有关而与照射光强度无关，故选项B错误。【考点定位】本题考查光电效应6【2014天津卷】一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光A垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长B从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小C分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻条纹间距小D若照射同一金属都能发生光电效应，

16、b光照射时逸出的光电子最大初动能大【答案】AB【考点定位】光的折射规律、双缝干涉、光电效应7【2011上海卷】用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图（a）、（b）、（c）所示的图像，则 A图像（a）表明光具有粒子性B图像（c）表明光具有波动性来源:ZXXKC用紫外光观察不到类似的图像D实验表明光是一种概率波【答案】ABD【解析】少数光子的行为表现为光的粒子性，A正确；大量光子的行为表现为光的波动性，B正确；出现亮条纹的地方是光子达到概率大的地方，出现暗条纹的地方是光子到达概率小的地方，光时概率波D正确；紫外光虽然不是可见光，但也能够产生光的干涉现象，C错误；【考点定

17、位】考查了光的波粒二象性，8【2012上海卷】产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是来源:A对于同种金属，Ek与照射光的强度无关B对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比C对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比D对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系E对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系【答案】ADE【解析】根据光电效应规律，对于同种金属，Ek与照射光的强度无关，Ek与光照射的时间无关，Ek与照射光的频率成线性关系，Ek与照射光的波长有关，但不是成反比，选项AD正确BC错误；对于不同种金属，若照射光频率不变，根据光电效应方程，与金属的逸出功

18、成线性关系，选项E正确。【考点定位】本题考查光电效应及其相关知识9【2017新课标卷】在光电效应实验中，分别用频率为a、b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ab，则一定有Uab，则一定有EkaEkbC若UaUb，则一定有Ekab，则一定有haEkahbEkb【答案】BC【解析】由爱因斯坦光电效应方程，又由动能定理有，当时，A错误，B正确；若，则有，C正确；同种金属的逸出功不变，则不变，D错误。*网【考点定位】光电效应【名师点睛】本题主要考查光电效应。发生光电效应的条件是入射光的频率大于

19、金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；光电子的最大初动能和遏止电压由照射光的频率和金属的逸出功决定；逸出功由金属本身决定，与光的频率无关。三、非选择题1【2012上海卷】Co发生一次衰变后变为Ni核，其衰变方程为_；在该衰变过程中还发出频率为1、2的两个光子，其总能量为_。【答案】Co（Nie，【解析】发生一次衰变后，原来的原子核质量数不变，核电荷数增加1，故衰变方程：，每个光子的能量为，频率为的两个光子的能量分别是和，其总能量为【考点定位】本题考查衰变和光子能量等相关知识2【2016江苏卷】已知光速为c，普朗克常数为h，则频率为的光子的动量为 用该频率的光垂直照射平面镜，

20、光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为 【答案】 【解析】根据光子的动量公式，取入射的方向为正方向，则光子动量的变化量为【考点定位】光的粒子性，光子的动量【方法技巧】光子的动量的公式以及动量的矢量性。3【2011辽宁卷】在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为_。若用波长为（W0判断，纳、钾、铷能发生光电效应【考点定位】光的效应【方法技巧】考查对光电效应的理解，还有就是计算能力。5【2015全国新课标】在某次光电效应实验中，得到的遏制电压与入射光的频率的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为和，电子电荷量的绝对值为，则普朗克常量可表示为 ，所用

21、材料的逸出功可表示为 。【答案】 【解析】光电效应中，入射光子能量，克服逸出功后多余的能量转换为电子动能，反向遏制电压；整理得，斜率即，所以普朗克常量，截距为，即，所以逸出功【考点定位】 光电效应6【2017北京卷】2017年年初，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm（1 nm=109 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.610

22、34 Js，真空光速c=3108 m/s）A1021 J B1018 J C1015 J D1012 J【答案】B【解析】一个处于极紫外波段的光子的能量约为，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同，故选B。【考点定位】光子的能量、电离【名师点睛】根据题意可知光子的能量足以电离一个分子，因此该光子的能量应比该分子的电离能大，同时又不能把分子打碎，因此两者能量具有相同的数量级，不能大太多。7【2017江苏卷】质子（）和粒子（）被加速到相同动能时，质子的动量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）粒子的动量，质子和粒子的德布罗意波波长之比为 【答案】小于 2:1【考点定位】物质波【名师点睛】考查公式，动量与动能的关系以及物质的波的波长和公式，较容易13