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光电效应 - Practice Questions (37)

Question 1: 1．用波长为 $\lambda$ 的黄色光照射逸出功为 $W$ 的铯原子，使之发生光电效应。已知普朗克常量为 $h$ ，光在真空的速度为 $c$ ，电子所带电荷量为 $e$ 。则对应的遏止电压为

1．用波长为 $\lambda$ 的黄色光照射逸出功为 $W$ 的铯原子，使之发生光电效应。已知普朗克常量为 $h$ ，光在真空的速度为 $c$ ，电子所带电荷量为 $e$ 。则对应的遏止电压为

  • A. A. $\frac { h c } { \lambda e }$
  • B. B. $\frac { h c } { \lambda e } - \frac { W } { e }$
  • C. C. $\frac { h \lambda } { c e } - \frac { W } { e }$
  • D. D. $\frac { h \lambda } { c e }$

Answer: B

Solution: 由光电效应方程可知 $$ E _ { \mathrm { km } } = h v - W , v = \frac { c } { \lambda } , E _ { \mathrm { km } } = U _ { \mathrm { c } } e $$ 解得 $$ U _ { \mathrm { c } } = \frac { h c } { \lambda e } - \frac { W } { e } $$

Question 2: 2 ．下列有关光现象的说法中正确的是

2 ．下列有关光现象的说法中正确的是

  • A. A. 太阳光下的肥皂泡表面呈现出彩色条纹，这是光的衍射现象
  • B. B. 电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的
  • C. C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短
  • D. D. 在光的双缝干涉实验中，若仅将两缝间距增大，则条纹间距一定变大

Answer: B

Solution: A．太阳光下的肥皂泡表面呈现出彩色条纹，这是光的干涉现象。故 A 错误 ； B．遥控器是利用发出红外线，波长较长，来变换频道的，故 B 正确； C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率太小，波长太长，故 C 错误 ； D．根据双缝干涉条纹间距公 $x = \frac { L } { d } \lambda$ ，仅将双缝间距增大，则条纹间距一定变小，故 D错误。

Question 3: 3．下列三种说法共同体现了哪一种物理方法、观念或原理 （1）波尔假定电子的轨道是分立的，不能在任意的轨道上运行 （2）为了解释光电效应现象，爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量...

3．下列三种说法共同体现了哪一种物理方法、观念或原理 （1）波尔假定电子的轨道是分立的，不能在任意的轨道上运行 （2）为了解释光电效应现象，爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子叫做光子 （3）普朗克认为振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 $\varepsilon$ 的整数倍，这个不可再分的最小能量值 $\varepsilon$ 叫做能量子

  • A. A. 微观世界量子化观念
  • B. B. 能量守恒观点
  • C. C. 等效替代的物理方法
  • D. D. 实物粒子具有波动性

Answer: A

Solution: 三种说法均符合量子化观点。

Question 4: 4．有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是

4．有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是

  • A. A. 红光频率最大
  • B. B. 在空气中红光的波长最小
  • C. C. 红光光子的能量大于绿光光子的能量
  • D. D. 用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小

Answer: D

Solution: AB ．红光的波长最长，频率最小，故 AB 错误； C．红光的频率小于绿光的频率小，所以红光光子的能量小于绿光光子的能量，故 C 错误； D．根据公式 $$ \Delta x = \frac { L } { d } \lambda $$ 紫光的波长最短，用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小，故 D 正确。

Question 5: 5．以下说法中不正确的是

5．以下说法中不正确的是

  • A. A. 核反应方程：${ } _ { 4 } ^ { 9 } \mathrm { Be } + { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He } \rightarrow { } _ { 6 } ^ { 12 } \mathrm { C } + \mathrm { X }$ 中的＂$X$＂为中子
  • B. B. 在光电效应中，饱和电流的大小与入射光的频率有关，与入射光的强度无关
  • C. C. 释放核能时必伴随质量亏损，因为质量和能量有对应关系
  • D. D. 玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征

Answer: B

Solution: A．根据质量数和电荷数守恒，知该核反应方程中的 X 电荷数为 0 ，质量数为 1 ，是中子，故 A 正确，不符合题意； B．发生光电效应后，增加照射光电管的入射光的强度，电路中的光电流就一定增加，则饱和光电流的大小取决于入射光的强度，故 B 错误，符合题意； C．根据爱因斯坦质能方程 $\Delta E = \Delta m c ^ { 2 }$ ，可知释放核能的核反应必伴随着质量亏损，故 C正确，不符合题意； D．玻尔将量子观念引入原子领域，能够很好解释氢原子光谱，但不能解释氦原子光谱特征，这就是玻尔理论的局限性，故 D 正确，不符合题意；

Question 6: 6．关于近代物理学的下列说法正确的是

6．关于近代物理学的下列说法正确的是

  • A. A. 卢瑟福通过 $\alpha$ 粒子散射实验提出了原子核内部由核子构成
  • B. B. 对于同一种金属来说，其极限频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无关
  • C. C. 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要吸收一定频率的光子
  • D. D. ${ } ^ { 234 } \mathrm { Th }$ 核发生 ${ } ^ { \beta }$ 衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数不变，质量数不变

Answer: B

Solution: 卢瑟福的 $\alpha$ 粒子散射实验，表明原子具有核式结构，故 A 错误；对于同一种金属来说，其极限频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无关，故 B 正确；由玻尔理论可知，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，故 C 错误；根 据 $\beta$ 衰变的实质可知，在 $\beta$ 衰变的过程中，原子核内的其中一个中子转化为一个质子和一个电子，所以新核的质量数不变，中子数减少一个，故 D 错误。故选 B 。 【点睛】卢瑟福在 $\alpha$ 粒子散射实验的基础上提出了原子核式结构模型；金属的极限频率是由金属本身决定的；根据玻尔理论分析氢原子中动能的变化以及氢原子电势能的变化；$\beta$衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少 1 个，质量数不变。

Question 7: 7．＂拉曼散射＂是指一定频率的光照射到样品表面时，物质中的分子与光子发生能量转移，散射出不同频率的光。若在反射时光子将一部分能量传递给分子，则

7．＂拉曼散射＂是指一定频率的光照射到样品表面时，物质中的分子与光子发生能量转移，散射出不同频率的光。若在反射时光子将一部分能量传递给分子，则

  • A. A. 光传播速度变大
  • B. B. 光子的波长变小
  • C. C. 光子的频率变大
  • D. D. 光子的动量变小

Answer: D

Solution: A．光子的传播速度不变，A错误； B．光子将一部分能量传递给分子，光子的能量减小，频率变小，波长应该变大，B错误； C．由于光子将一部分能量传递给分子，光子的能量减小，频率变小，C错误； D．根据光子的动量计算公式 $$ p = \frac { h } { \lambda } $$ 可知，当普朗克常量 $h$ 不变时，波长 $\lambda$ 变大，其动量变小，D正确。

Question 8: 8．已知用频率为 $\gamma$ 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 $E$ ，已知普朗克常量为 $h$ ，则要使此金属发生光电效应的极限频率应为

8．已知用频率为 $\gamma$ 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 $E$ ，已知普朗克常量为 $h$ ，则要使此金属发生光电效应的极限频率应为

  • A. A. $\gamma$－Eh
  • B. B. $\gamma + E h$
  • C. C. $\gamma - \frac { E } { h }$
  • D. D. $\gamma ^ { + } \frac { E } { h }$

Answer: C

Solution: 根据光电效应方程 ：$W _ { 0 } = h v - E$ ，又因为 ：$W _ { 0 } = h v _ { 0 }$ ，可求极限频率为 $v _ { 0 } = v - \frac { E } { h }$ ，所以A、B、D错误；C正确．

Question 9: 9．对于光电效应现象，我们发现存在截止频率，对于某种金属，在绿光照射下可以发生光电效应，那么在黄光的照射下，是否能发生光电效应

9．对于光电效应现象，我们发现存在截止频率，对于某种金属，在绿光照射下可以发生光电效应，那么在黄光的照射下，是否能发生光电效应

  • A. A. 也许会
  • B. B. 一定会
  • C. C. 一定不会
  • D. D. 与黄光的强度有关

Answer: A

Solution: 因为黄光的频率小于绿光的频率，所以在黄光的照射下，根据 $E _ { k m } = h v - W _ { 0 }$ 可知可能会发生光电效应，故 A 符合题意，BCD 不符合题意。

Question 10: 10．光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV 光刻机使用的是深紫外线，其波长为 193 nm 。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充...

10．光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV 光刻机使用的是深紫外线，其波长为 193 nm 。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率，则与没加入液体相比，下列说法正确的是 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-001.jpg) 甲 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-002.jpg) 乙

  • A. A. 深紫外线进入液体后传播速度变大
  • B. B. 传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长
  • C. C. 深紫外线光子的能量在液体中更大
  • D. D. 深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率

Answer: B

Solution: A．光在真空中传播速度 $c$ 大于在介质中传播速度 $v$ ，深紫外线进入液体后传播速度变小，A错误； B．设传播 $L$ 距离，在真空中的时间 $$ t = \frac { L } { c } $$ 在液体中所需的时间 $$ \begin{aligned} & t ^ { \prime } = \frac { L } { v } \\ & t ^ { \prime } > t \end{aligned} $$ 故 B 正确； C．深紫外线进入液体频率不变，根据 $E = h v$ 可知光子能量不变，C 错误； D．深紫外线进入液体频率不变，传播速度变小，波长变短，更不容易发生明显衍射，D错误。

Question 11: 11．已知普朗克常量为 $h = 6.63 \times 10 ^ { - 34 } \mathrm {~J} \cdot \mathrm {~s}$ ，元电荷 $e = 1.60 \times 10...

11．已知普朗克常量为 $h = 6.63 \times 10 ^ { - 34 } \mathrm {~J} \cdot \mathrm {~s}$ ，元电荷 $e = 1.60 \times 10 ^ { - 19 } \mathrm { C }$ ，如图所示为金属钙的遏止电压 $U _ { c }$ 随入射光频率 $v$ 变化的图像，图像中 $v _ { 0 }$ 的数值约为（） ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-003.jpg)

  • A. A. $7.7 \times 10 ^ { 14 }$
  • B. B. $1.3 \times 10 ^ { 15 }$
  • C. C. $2.1 \times 10 ^ { 33 }$
  • D. D. $4.8 \times 10 ^ { 33 }$

Answer: A

Solution: 根据 $$ h v - W _ { 0 } = e U _ { c } $$ 当 $v = 0$ 时 $$ U _ { c } = \frac { - W _ { 0 } } { e } = - 3.20 \mathrm {~V} $$ 解得 $$ W _ { 0 } = 5.12 \times 10 ^ { - 19 } \mathrm {~J} $$ 当 $U _ { c } = 0$ 时 $$ v _ { 0 } = \frac { W _ { 0 } } { h } = 7.7 \times 10 ^ { 14 } \mathrm {~Hz} $$

Question 12: 12．以下关于物理学家的成就及其得出的科学理论正确的是（ ）

12．以下关于物理学家的成就及其得出的科学理论正确的是（ ）

  • A. A. 查德威克通过 $\alpha$ 粒子散射实验得出了原子内有中子存在
  • B. B. 卢瑟福原子核式结构理论认为原子的正电荷均匀分布在整个原子中
  • C. C. 普朗克根据氢原子光谱分立的特性提出电子轨道和原子能量是量子化的
  • D. D. 爱因斯坦的光电效应方程得出的结论认为光电子最大初动能与光照时间无关

Answer: D

Solution: A．$\alpha$ 粒子散射实验是卢瑟福完成的实验，查德威克通过研究石蜡在＂铍射线＂照射下产生的新粒子发现了中子，A 错误； B．卢瑟福原子核式结构理论认为原子的全部正电荷处于很小的原子核中，B 错误； C．波尔根据氢原子光谱分立的特性提出电子轨道和原子能量是量子化的，C错误； D．爱因斯坦的光电效应方程得出的结论认为光电子最大初动能与光的频率和逸出功有关，与光照时间无关，D正确。

Question 13: 13．已知金属钨的逸出功为 4.54 eV ，氢原子在 $n$ 能级的能量与在基态的能量的关系为 $E _ { n } = \frac { E _ { 1 } } { n ^ { 2 } } , n ...

13．已知金属钨的逸出功为 4.54 eV ，氢原子在 $n$ 能级的能量与在基态的能量的关系为 $E _ { n } = \frac { E _ { 1 } } { n ^ { 2 } } , n = 2,3,4 , \cdots$ ，其中氢原子在基态的能量 $E _ { 1 } = - 13.6 \mathrm { eV }$ 。下列说法正确的是（ ）

  • A. A. 一群处于 $n = 3$ 能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以辐射出 4 种单色光
  • B. B. 处于 $n = 3$ 能级的氢原子直接跃迁至基态，辐射出的单色光可以使金属钨发生光电效应
  • C. C. 处于 $n = 3$ 能级的氢原子跃迁至 $n = 2$ 能级，辐射出的单色光可以使金属钨发生光电效应
  • D. D. 处于基态的氢原子跃迁至 $n = 4$ 能级，会放出光子

Answer: B

Solution: A．一群处于 $n = 3$ 能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以辐射出 $\mathrm { C } _ { 3 } ^ { 2 } = 3$ 种单色光，故 A 错误 ； B．由 $$ E _ { n } = \frac { E _ { 1 } } { n ^ { 2 } } $$ 可知处于 $n = 3$ 能级的氢原子的能量 $$ E _ { 3 } = \frac { E _ { 1 } } { 3 ^ { 2 } } = - 1.51 \mathrm { eV } $$ 处于 $n = 3$ 能级的氢原子直接跃迁到基态，辐射出的光子能量 $$ \Delta E _ { 31 } = ( - 1.51 \mathrm { eV } ) - ( - 13.6 \mathrm { eV } ) = 12.09 \mathrm { eV } $$ 大于金属钨的逸出功 4.54 eV ，可以发生光电效应，故 B 正确； C．处于 $n = 2$ 能级的氢原子的能量 $$ E _ { 2 } = \frac { E _ { 1 } } { 2 ^ { 2 } } = - 3.4 \mathrm { eV } $$ 处于 $n = 3$ 能级的氢原子跃迁到 $n = 2$ 能级，辐射出的光子能量 $$ \Delta E _ { 32 } = ( - 1.51 \mathrm { eV } ) - ( - 3.4 \mathrm { eV } ) = 1.89 \mathrm { eV } $$ 小于金属钨的逸出功 4.54 eV ，不可以发生光电效应，故 C 错误； D．处于基态的氢原子跃迁至 $n = 4$ 能级，需要吸收光子，故 D 错误。

Question 14: 14．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（ ）

14．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（ ）

  • A. A. 光电效应说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性
  • B. B. 卢瑟福用人工转变的方法，发现了质子并预言了中子的存在
  • C. C. 玻尔的原子理论成功地解释了原子发光的规律
  • D. D. 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核

Answer: B

Solution: A．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故 A 错； B、卢瑟福用人工转变的方法，发现了质子并预言了中子的存在，故 B 正确； C、波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，而不是原子发光的规律，故 C错误； D、卢瑟福通过 $\alpha$ 粒子的散射发现了原子中存在原子核，故 D 错误；

Question 15: 15．有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为 $W _ { 0 }$ 。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为 $d$ 的双缝，在与缝相距为 $L$ 的观测屏上...

15．有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为 $W _ { 0 }$ 。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为 $d$ 的双缝，在与缝相距为 $L$ 的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为 $\Delta x$ 。已知电子质量为 $m$ ，普朗克常量为 $h$ ，光速为 $c$ ，则

  • A. A. 电子的动量 $p _ { e } = \frac { h L } { d \Delta x }$
  • B. B. 电子的动能 $E _ { k } = \frac { h L ^ { 2 } } { 2 m d ^ { 2 } \Delta x ^ { 2 } }$
  • C. C. 光子的能量 $E = W _ { o } + \frac { h c L } { d \Delta x }$
  • D. D. 光子的动量 $p = \frac { h ^ { 2 } L ^ { 2 } } { 2 c m d ^ { 2 } \Delta x ^ { 2 } }$

Answer: A

Solution: A．根据条纹间距公式 $\Delta x = \frac { L } { d } \lambda$ 可得波长为 $\lambda = \frac { \Delta x d } { L }$ 根据德布罗意波公式 $p _ { \mathrm { e } } = \frac { h } { \lambda }$ 可得电子的动量为 $p _ { \mathrm { e } } = \frac { h L } { d \Delta x }$ 故 A 正确； B．根据动能和动量的关系 $E _ { \mathrm { k } } = \frac { p ^ { 2 } } { 2 m }$ 结合 A 选项可得 $E _ { \mathrm { k } } = \frac { h ^ { 2 } L ^ { 2 } } { 2 m d ^ { 2 } ( \Delta x ) ^ { 2 } }$ 故 B 错误 ； C．光子的能量 $E = W _ { o } + E _ { k } = W _ { o } + \frac { h ^ { 2 } L ^ { 2 } } { 2 m d ^ { 2 } ( \Delta x ) ^ { 2 } }$ 故 C 错误 ； D．光子的动量 $p = m c$ 光子的能量 $E = m c ^ { 2 }$ 联立可得 $p = \frac { E } { c }$ 则光子的动量 $p = \frac { W _ { 0 } } { c } + \frac { h ^ { 2 } L ^ { 2 } } { 2 m d ^ { 2 } ( \Delta x ) ^ { 2 } }$ 故 D 错误。

Question 16: 16．1897年英国物理学家约瑟夫•约翰•汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。下列有关电子说法正确的是

16．1897年英国物理学家约瑟夫•约翰•汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。下列有关电子说法正确的是

  • A. A. 电子的发现说明原子核是有内部结构的
  • B. B. $\beta$ 射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力
  • C. C. 光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子
  • D. D. 卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的

Answer: C

Solution: A．电子的发现说明了原子是有内部结构的，无法说明原子核有内部结构。原子是由原子核和核外电子组成的。故 A 错误。 B．$\beta$－射线是核内中子衰变为质子时放出的电子形成的，与核外电子无关。故B错误。 C．根据光电效应现象的定义可知光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中的自由电子。故C正确。 D．玻尔理论认为电子轨道半径是量子化的，卢瑟福的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故 D 错误。

Question 17: 17．十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进了＂近代原子物理学＂的建立和发展，关于以下 4 幅图中涉及物理知识说法正确的是 ![](/images/questions/ph...

17．十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进了＂近代原子物理学＂的建立和发展，关于以下 4 幅图中涉及物理知识说法正确的是 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-004.jpg) 图1 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-005.jpg) 图2 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-006.jpg) 图3 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-007.jpg) 图4 ## 念

  • A. A. 图1是黑体辐射实验规律，爱因斯坦为了解释此实验规律，首次提出了＂能量子＂概
  • B. B. 强激光的出现使一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，这已被实验证实。如图 2 所示，若用波长为 $\lambda$ 的光照射锌板，验电器指针不偏转；则换用波长也为 $\lambda$ 的强激光照射锌板，验电器指针可能偏转
  • C. C. 如图 3 所示，一个处于 $n = 4$ 能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以放出 6 种不同频率的光
  • D. D. 图 4 为天然放射现象中产生的三种射线在电场中偏转情况，其中（3）线代表的射线穿透能力最强

Answer: B

Solution: 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，并很好的解释了黑体辐射的实验规律， A 错误；若用波长为 $\lambda$ 的光照射锌板，验电器指针不偏转；则换用波长也为 $\lambda$ 的强激光照射锌板，锌板的电子可以在极短时间内吸收多个光子发生逃逸，固验电器指针可能偏转，B正确；一个处于 $n = 4$ 能级的氢原子向低能级跃迁，最多可放出 3 种不同频率的光，即从 $n = 4$ 到 $n = 3$ 再到 2 最后到 1 ，C 错误；从图中可知电场强度方向水平向右，而（3）粒子向右偏转，故带正电，为 $\alpha$ 粒子，其电离作用最强，D 错误。

Question 18: 18．现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光照射时，有光电流产生，下列说法正确的是

18．现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光照射时，有光电流产生，下列说法正确的是

  • A. A. 保持入射光的频率不变，射光的光强变大，饱和光电流变大
  • B. B. 入射光的频率变高，饱和光电流一定变大
  • C. C. 入射光的频率变高，光强不变，光电子的最大初动能不变
  • D. 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

Answer: A

Solution: A．根据光电效应实验得出的结论知，保持照射光的频率不变，照射光的强度变大，饱和电流变大，故 A 正确； B．根据光电效应方程 $\mathrm { E } _ { \mathrm { km } } = \mathrm { hv } - \mathrm { W } _ { 0 }$ 知，照射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，饱和光电流不一定变大，故 B 错误； C．入射光的频率变高，光强不变，光电子的最大初动能变大，选项 C 错误； D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于金属的截止频率，不会发生光电效应，不会有光电流产生，选项D错误；

Question 19: 19 ．激光器的发射功率为 $P$ ，发射出的激光在折射率为 $n$ 的介质中波长为 $\lambda$ ，已知光在真空中的传播速度为 $c$ ，普朗克常量为 $h$ ，则该激光器每秒钟能够发射的光子...

19 ．激光器的发射功率为 $P$ ，发射出的激光在折射率为 $n$ 的介质中波长为 $\lambda$ ，已知光在真空中的传播速度为 $c$ ，普朗克常量为 $h$ ，则该激光器每秒钟能够发射的光子数是

  • A. A. $\frac { h c } { \lambda n P }$
  • B. B. $\frac { \lambda n P } { h c }$
  • C. C. $\frac { \lambda P } { n h c }$
  • D. D. $\frac { \lambda P } { h c }$

Answer: B

Solution: 设激光在真空中波长为 ${ } ^ { \lambda _ { 0 } }$ ，则有 $$ n = \frac { \lambda _ { 0 } } { \lambda } $$ 该激光光子的能量为 $$ E = h v = \frac { h c } { \lambda _ { 0 } } $$ 故该激光器每秒钟能够发射的光子数为 $$ N = \frac { P } { E } $$ 联立解得 $$ N = \frac { \lambda n P } { h c } $$

Question 20: 21．图示为氢原子能级图。一群氢原子处于 $n = 4$ 的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以辐射出 6 种不同频率的光，其中有几种频率的光可以使逸出功为 6.20 eV的金属板发生光...

21．图示为氢原子能级图。一群氢原子处于 $n = 4$ 的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以辐射出 6 种不同频率的光，其中有几种频率的光可以使逸出功为 6.20 eV的金属板发生光电效应（ ） | $n$ | $E / \mathrm { eV }$ <br> $\infty$ <br> 4 <br> 3 <br> 2 | | :---: | :---: | | | - 1.51 | | - | - 3.40 | 1 $\_\_\_\_$ －13．6

  • A. A. 4
  • B. B. 3
  • C. C. 2
  • D. D. 1

Answer: B

Solution: 一群氢原子处于 $n = 4$ 的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以释放 6 种不同能量的光子： 从 $n = 4$ 跃迁到 $n = 1$ ，辐射的光子能量为 12.75 eV ， 从 $n = 4$ 跃迁到 $n = 2$ ，辐射的光子能量为 2.55 eV ， 由 $n = 4$ 跃迁到 $n = 3$ ，辐射的光子能量为 0.66 eV ， 从 $n = 3$ 跃迁到 $n = 1$ ，辐射的光子能量为 12.09 eV ， 从 $n = 3$ 跃迁到 $n = 2$ ，辐射的光子能量为 1.89 eV ， 由 $n = 2$ 跃迁到 $n = 1$ ，辐射的光子能量为 10.2 eV ， 可见有 3 种光子能量大于金属板的逸出功 6.20 eV ，所以有 3 种频率的光能使金属板发生光电效应，故选B。

Question 21: 22 ．以下现象能说明光具有粒子性的是

22 ．以下现象能说明光具有粒子性的是

  • A. A. 用紫外线照射锌板时有电子射出
  • B. B. 白光照射肥皂膜呈现彩色图样
  • C. C. 贴有增透膜的相机镜头呈现淡紫色
  • D. D. 泊松亮斑

Answer: A

Solution: A．用紫外线照射锌板时有电子射出，这是光电效应现象，说明光的粒子性，选项 A 正确； B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样，这是薄膜干涉现象，说明光的波动性，选项 B 错误； C．贴有增透膜的相机镜头呈现淡紫色，这是光的干涉现象，说明光的波动性，选项 C 错误； D．泊松亮斑，这是光的衍射现象，说明光的波动性，选项 D 错误；

Question 22: 23．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，发生的现象正确的是 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-008...

23．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，发生的现象正确的是 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-008.jpg)

  • A. A. 有光子从锌板逸出
  • B. B. 有电子从锌板逸出
  • C. C. 验电器带负电
  • D. D. 锌板带负电

Answer: B

Solution: 用紫外线照射锌板时，发生光电效应，有电子从锌板逸出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电而张开一定角度。

Question 23: 24．关于下列几个重要的物理实验，说法正确的是

24．关于下列几个重要的物理实验，说法正确的是

  • A. A. $\alpha$ 粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
  • B. B. $\alpha$ 粒子散射实验中提出正电荷均匀分布在整个原子中
  • C. C. 电子的发现揭示了原子核有更复杂的结构
  • D. D. 光电效应证明光具有波动性又有粒子性

Answer: A

Solution: A．$\alpha$ 粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础，选项 A 正确； B．$\alpha$ 粒子散射实验中提出正电荷全部集中在原子核上，不是均匀分布在整个原子中，选项B错误； C．电子的发现揭示了原子有更复杂的结构，选项 C 错误； D．光电效应证明光具有粒子性，选项 D 错误。

Question 24: 25 ．现用如图甲所示的装置做有关光的特性的实验，$a 、 b$ 两种单色光在光屏上得到的图样如图乙所示，下列说法正确的是（ ） ![](/images/questions/phys-photoele...

25 ．现用如图甲所示的装置做有关光的特性的实验，$a 、 b$ 两种单色光在光屏上得到的图样如图乙所示，下列说法正确的是（ ） ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-009.jpg)

  • A. A. P 为单缝，$a$ 光的频率高于 $b$ 光的频率
  • B. B. P为双缝，$a$ 光的频率低于 $b$ 光的频率
  • C. C. 真空中 $a$ 光的传播速度比 $b$ 光的快
  • D. D. $a$ 光的光子能量比 $b$ 光的小

Answer: D

Solution: B．单缝衍射图样的中央亮条纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，所以 P 为单缝，故 B 错误； A．光的波长越长，单缝衍射中央亮条纹越宽，所以 $a$ 光的波长大于 $b$ 光的波长，则 $a$ 光的频率低于 $b$ 光的频率，故 A 错误； C．各种色光在真空中的传播速度都相等，故 C 错误； D．由于 $a$ 光的频率低于 $b$ 光的频率，由 $\varepsilon = h v$ 可知 $a$ 光的光子能量比 $b$ 光的小，故 D 正确。故选 D。

Question 25: 26 ．眼睛发生病变时，会使眼球内不同部位对光的折射率发生变化。现用一个玻璃球模拟眼球，研究对光传播的影响。玻璃球用两个折射率不同、半径均为 $R$ 的半球左右拼合在一起，拼合面为 ${ } ^ { ...

26 ．眼睛发生病变时，会使眼球内不同部位对光的折射率发生变化。现用一个玻璃球模拟眼球，研究对光传播的影响。玻璃球用两个折射率不同、半径均为 $R$ 的半球左右拼合在一起，拼合面为 ${ } ^ { M N }$ ，球心为 ${ } ^ { O } , ~ Q$ 为 ${ } ^ { M O }$ 的中点，${ } ^ { P Q }$ 垂直 ${ } ^ { M N }$ 交左半球于 $P$ 点。一束复色光从 $P$ 点以 $60 ^ { \circ }$ 的入射角射入，分成 $a 、 b$ 两束光。若左、右半球对 $a$ 光的折射率分别为 $\sqrt { 3 }$和 ${ } ^ { \sqrt { 2 } }$ ，真空中的光速为 $c$ 、下列说法正确的是（ ） ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-010.jpg)

  • A. A. $a$ 光从右半球射出时的出射角也为 $60 ^ { \circ }$
  • B. B. $a$ 光在该玻璃球中传播的时间为 $\frac { R } { 2 c } ( \sqrt { 6 } + 3 )$
  • C. C. 通过同一装置发生双缝干涉，$b$ 光的条纹间距大
  • D. D. 照射同一光电管时，$a$ 光使其逸出的光电子最大初动能大

Answer: B

Solution: A．根据题意可知，$a$ 光在左半球的折射角等于在右半球的入射角，由于 $a$ 光在左右半球的折射率不同，则 $a$ 光从右半球射出时的出射角不等于 $60 ^ { \circ }$ ，故 A 错误； B．根据题意，由公式 $n = \frac { c } { v }$ 可得，$a$ 光在左半球的传播速度为 $v _ { 1 } = \frac { c } { \sqrt { 3 } } = \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } c a$ 光在右半球的传播速度为 $$ v _ { 2 } = \frac { c } { \sqrt { 2 } } = \frac { \sqrt { 2 } } { 2 } c $$ 由几何关系可知，$a$ 光在左右半球的传播距离均为 $\frac { \sqrt { 3 } } { 2 } R$ ，则 $a$ 光在该玻璃球中传播的时间 为 $$ t = \frac { \frac { \sqrt { 3 } } { 2 } R } { \frac { \sqrt { 3 } } { 3 } c } + \frac { \frac { \sqrt { 3 } } { 2 } R } { \frac { \sqrt { 2 } } { 2 } c } = \frac { 3 R } { 2 c } + \frac { \sqrt { 6 } R } { 2 c } = \frac { R } { 2 c } ( 3 + \sqrt { 6 } ) $$ 故B正确； CD．根据折射定律，由图可知，$a$ 光在左半球的折射率小于 $b$ 光在左半球的折射率，则 $a$光的频率小于 ${ } ^ { b }$ 光的频率，${ } ^ { a }$ 光的波长大于 ${ } ^ { b }$ 光的波长，由 ${ } ^ { E _ { \mathrm { km } } } = h v - W _ { 0 }$ 可知，照射同一光电管时，$a$ 光使其逸出的光电子最大初动能小，由 $\Delta x = \lambda \frac { l } { d }$ 可知，通过同一装置发生双缝干涉，$b$ 光的条纹间距小，故 CD 错误。

Question 26: 27 ．用某单色光照射金属表面，金属表面有光电子飞出。下列说法正确的是

27 ．用某单色光照射金属表面，金属表面有光电子飞出。下列说法正确的是

  • A. A. 若照射光的强度减弱，则光电子飞出的时间一定会变长
  • B. B. 若照射光的频率减小，则单位时间飞出的光电子数目一定会减少
  • C. C. 若照射光的频率减小，则可能不再有光电子飞出
  • D. D. 若照射光的频率不变而强度减弱到原来的一半，则飞出的光电子，动能可能会减半

Answer: C

Solution: AD．光的强弱不影响光电子的能量，只影响单位时间内发出光电子的数目，不影响光电子飞出的时间，则若仅减小强度，飞出光电子的能量不变，数量减小，故 AD 错误； BC．发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率。若入射光的频率减小后小于截止频率，则不能发生光电效应，没有光电子飞出；若入射光的频率减小后仍大于于截止频率，则能发生光电效应，由于光强不变，则单位时间飞出的光电子数目增多，故 B 错误，C 正确。

Question 27: 28．下列关于光学现象的说法正确的是

28．下列关于光学现象的说法正确的是

  • A. A. 用标准平面检查工件表面的平整程度利用了光的反射现象
  • B. B. 阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的衍射现象
  • C. C. 照相机镜头加增透膜是利用光电效应原理
  • D. D. 唐诗＂潭清疑水浅，荷动知鱼散＂中＂疑水浅＂是由于发生了光的折射

Answer: D

Solution: A．用标准平面检查工件表面的平整程度利用了两个工件间的空气薄膜形成的光的干涉，即薄膜干涉现象，故 A 错误 ； B．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的薄膜干涉现象，故 B 错误； C．照相机镜头加增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，故 C 错误 ； D．人看到的水底是光从水中斜射入空气中时发生折射形成的虚像，属于光的折射，像的位置比实际物体要浅，所以看上去水底浅，实际上很深，故 D 正确。

Question 28: 29．用波长为 200 nm 的紫外线照射钨的表面，电子逸出钨表面的最大初动能为 $4.7 \times 10 ^ { - 19 } \mathrm {~J}$ 。已知普朗克常量为 $6.63 \ti...

29．用波长为 200 nm 的紫外线照射钨的表面，电子逸出钨表面的最大初动能为 $4.7 \times 10 ^ { - 19 } \mathrm {~J}$ 。已知普朗克常量为 $6.63 \times 10 ^ { - 34 } \mathrm {~J} \cdot \mathrm {~s}$ ，真空中的光速为 $3.00 \times 10 ^ { 8 } \mathrm {~m} \cdot \mathrm {~s} ^ { - 1 }$ ．能使钨产生光电效应的单色光的最低频率约为

  • A. A. $5.0 \times 10 ^ { 4 } \mathrm {~Hz}$
  • B. B. $8.0 \times 10 ^ { 14 } \mathrm {~Hz}$
  • C. C. $1.0 \times 10 ^ { 15 } \mathrm {~Hz}$
  • D. D. $1.2 \times 10 ^ { 15 } \mathrm {~Hz}$

Answer: B

Solution: 根据光电效应方程：$E _ { K m } = h \gamma - W _ { O }$ ；光速、波长、频率之间关系为：$\gamma = \frac { c } { \lambda }$ ，将数据代入上式，则有 $$ W _ { 0 } = h \gamma - E _ { K m } = 6.63 \times 10 ^ { - 34 } \mathrm {~J} \cdot \mathrm {~s} \times \frac { 3 \times 10 ^ { 8 } } { 300 \times 10 ^ { - 9 } } \mathrm {~s} ^ { - 1 } - 1.28 \times 10 ^ { - 19 } \mathrm {~J} = 5.35 \times 10 ^ { - 19 } \mathrm {~J} $$ 根据逸出功 $W _ { 0 } = h \gamma _ { 0 }$ ，得 $$ \gamma _ { 0 } = \frac { W _ { 0 } } { h } = \frac { 5.35 \times 10 ^ { - 19 } } { 6.63 \times 10 ^ { - 34 } } \mathrm {~Hz} \approx 8 \times 10 ^ { 14 } \mathrm {~Hz} $$

Question 29: 30 ．下列说法正确的有

30 ．下列说法正确的有

  • A. A. 如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射这种金属一定发生光电效应
  • B. B. $\alpha$ 粒子散射实验中少数 $\alpha$ 粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一
  • C. C. 由玻尔理论可知，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，同时电子的动能减小，电势能增大
  • D. D. 原子核发生 $\alpha$ 衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了 4

Answer: B

Solution:

Question 30: 31．在研究光电效应规律的实验中，用频率为 $v$ 的单色光照射光电管，测得遏止电压为 $U$

31．在研究光电效应规律的实验中，用频率为 $v$ 的单色光照射光电管，测得遏止电压为 $U$

  • A. A. 若仅增大该单色光的强度，则遏止电压一定大于 $U$
  • B. B. 若改用频率为 $2 ^ { v }$ 的单色光照射，则遏止电压一定大于 $2 U$
  • C. C. 若改用频率为 $2 ^ { v }$ 的单色光照射，则饱和光电流一定变为原来的 2 倍
  • D. D. 若改用频率为 $0.5 v$ 的单色光照射，则一定不可能照射出光电子

Answer: B

Solution: A．根据题意有 $$ e U = E _ { k m } = h v - W _ { 0 } $$ 可知遏止电压与单色光的强度无关，若仅增大该单色光的强度，则遏止电压不会增大，故 A 错误 ； B．若改用频率为 $2 v$ 的单色光照射，则有 $$ 2 h v - W _ { 0 } = 2 h v - 2 W _ { 0 } + W _ { 0 } = 2 e U + W _ { 0 } > 2 e U $$ 可知若改用频率为 $2 v$ 的单色光照射，则遏止电压一定大于 $2 U$ ，故 B 正确； C．发生光电效应后，饱和光电流的大小取决于入射光的强度，与入射光频率无关，所以若改用频率为 $2 v$ 的单色光照射，则饱和光电流不变，故 C 错误； D．根据光电效应的产生条件可知，入射光的频率大于极限频率才能发生光电效应，若改用频率为 $0.5 v$ 的单色光照射，也可能发生光电效应，故 D 错误；

Question 31: 32．以下有关近代物理学的知识，正确的是

32．以下有关近代物理学的知识，正确的是

  • A. A. 光电效应现象中逸出的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比
  • B. B. 根据玻尔模型，激发态氢原子向基态跃迁时，核外电子动能增大
  • C. C. $\beta$ 衰变属于强相互作用过程
  • D. D. 原子核的核子平均质量越大，原子核就越稳定

Answer: B

Solution: A．根据光电效应方程 $E _ { \mathrm { k } } = k - W _ { 0 }$ ，可知逸出的光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系，而非正比例关系，故 A 错误； B．氢原子从激发态跃迁到基态时，电子轨道半径 $r$ 减小，由库仑力提供向心力得 $\frac { k e ^ { 2 } } { r ^ { 2 } } = \frac { m v ^ { 2 } } { r }$ 可得电子的动能为 $E _ { \mathrm { k } } = \frac { k e ^ { 2 } } { 2 r }$ 可知 $r$ 减小时，核外电子动能增大，故 B 正确； C．$\beta$ 衰变属于弱相互作用过程，故 C 错误； D．原子核的稳定性由比结合能决定，核子平均质量越大，比结合能越低，原子核越不稳定，故 D 错误。

Question 32: 33．甲、乙两幅图是氢原子的能级图，图中箭头表示出核外电子在两能级间跃迁的方向；在光电效应实验中，分别用蓝光和不同强度的黄光来研究光电流与电压的关系，得出的图像分别如丙、丁两幅图像所示．则甲乙图中，电...

33．甲、乙两幅图是氢原子的能级图，图中箭头表示出核外电子在两能级间跃迁的方向；在光电效应实验中，分别用蓝光和不同强度的黄光来研究光电流与电压的关系，得出的图像分别如丙、丁两幅图像所示．则甲乙图中，电子在跃迁时吸收光子的是 图 ；丙丁图中，能正确表示光电流与电压关系的是 $\_\_\_\_$图 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-011.jpg) 甲 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-012.jpg) 乙 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-013.jpg) 丙 ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-014.jpg) 丁

  • A. A. 甲 丙
  • B. B. 乙 丙
  • C. C. 甲 丁
  • D. D. Z 丁

Answer: D

Solution: 电子在跃迁时吸收光子，能量变大，从低能级向高能级跃迁，故为乙图；蓝光的频率大于黄光的频率，根据方程 $E _ { k m } = h v - W _ { 0 } , e U _ { c } = E _ { k m }$ 可知，频率大的蓝光的遏止电压 ${ } ^ { U }$ 大于黄光的遏止电压，故为丁图，故 D 正确，ABC 错误。

Question 33: 34．分别用频率为 $v$ 和 $2 v$ 的甲、乙两种单色光照射某金属，逸出光电子的最大初动能之比为 $1 : 3$ ，已知普朗克常量为 $h$ ，真空中光速为 $c$ ，电子电量为 $e$ ．下列...

34．分别用频率为 $v$ 和 $2 v$ 的甲、乙两种单色光照射某金属，逸出光电子的最大初动能之比为 $1 : 3$ ，已知普朗克常量为 $h$ ，真空中光速为 $c$ ，电子电量为 $e$ ．下列说法正确的是

  • A. A. 用频率为 $2 v$ 的单色光照射该金属，单位时间内逸出的光电子数目一定较多
  • B. B. 用频率为 $\frac { 1 } { 4 } ^ { v }$ 的单色光照射该金属不能发生光电效应
  • C. C. 甲、乙两种单色光照射该金属，只要光的强弱相同，对应光电流的遏止电压就相同
  • D. D. 该金属的逸出功为 $\frac { 1 } { 4 } h v$

Answer: B

Solution: A、单位时间内逸出的光电子数目与光的强度有关，由于光的强度关系未知，故选项 A 错误 ； BD 、光子能量分别为：$E _ { 1 } = h v _ { \text {和 } } E _ { 2 } = 2 h v$ ，根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大 初动能为：$E _ { k 1 } = h v - W _ { \text {和 } } E _ { k 2 } = 2 h v - W$ ，逸出光电子的最大初动能之比为 $1 : 3$ ，联立可得逸出功为：$W = \frac { 1 } { 2 } h v$ ，用频率为 $\frac { 1 } { 4 } h v$ 的单色光照射该金属不能发生光电效应，故选项 B 正确，D 错误 ； C、两种光的频率不同，光电子的最大初动能不同，由动能定理可知对应的遏止电压是不同的，故选项 C 错误；

Question 34: 37．光电管是一种将光信号转换为电信号的器件，在通信、医疗、安防监控等领域应用广泛。将光电管接入图示电路中，用频率为 $v$ 的光照射 K 板，调节滑动变阻器的滑片 P ，当灵敏电流计 G 的示数为 ...

37．光电管是一种将光信号转换为电信号的器件，在通信、医疗、安防监控等领域应用广泛。将光电管接入图示电路中，用频率为 $v$ 的光照射 K 板，调节滑动变阻器的滑片 P ，当灵敏电流计 G 的示数为 0 时，电压表 V 的示数分别为 $U$ ，此电压通常也称为遏止电压。已知普朗克常量为 $h$ ，电子电荷量为 $e$ ，下列说法正确的是（ ） ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-015.jpg)

  • A. A. 光电子从 K 板逸出后的初动能与遏止电压成反比
  • B. B. 若增大入射光的强度，遏止电压会增大
  • C. C. K 板材料的逸出功为 $h ^ { v } - e U$
  • D. D. 若仅增大入射光的频率，使 G 的示数为 0 ，则需向左调节滑片 P

Answer: C

Solution: A．由动能定理可得 $$ - e U = 0 - E _ { \mathrm { km } } $$ 所以光电子从 K 极逸出后的最大初动能与遏止电压 $U$ 成正比，故 A 错误； B．由爱因斯坦光电效应方程得 $$ E _ { \mathrm { km } } = h v - W _ { 0 } , - e U = 0 - E _ { \mathrm { km } } $$ 化简得 $$ e U = h v - W _ { 0 } $$ 遏止电压与入射光的强度无关，故 B 错误； C．由 $$ e U = h v - W _ { 0 } $$ 可知 $$ W _ { 0 } = h v - e U $$ 故 C 正确； D．由 $$ e U = h v - W _ { 0 } $$ 可知，增大入射光的频率，遏止电压也增大，若使 $G$ 的示数为 0 ，需向右调节滑片 $P$ ，故 D 错误。

Question 35: 38．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是

38．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是

  • A. A. 硅光电池是把电能转化为光能的一种装置
  • B. B. 硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出
  • C. C. 逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关
  • D. D. 光电效应现象说明光具有波动性

Answer: C

Solution: A．硅光电池是把光能转化为电能的一种装置，故 A 错误； B．硅光电池中吸收了光子能量的电子只有光子的能量大于逸出功才能逸出，故 B 错误； C．由 $E _ { \mathrm { k } } = h v - W _ { 0 }$ ，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，随着入射光的频率增大而增大，故 C 正确； D．光电效应现象说明光具有粒子性，故 D 错误。

Question 36: 39．已知可见光的光子能量范围约为 $1.62 \mathrm { eV } : 3.11 \mathrm { eV }$ ，氢原子能级图如图所示，大量处在 $n = 4$ 能级的氢原子向低能级跃迁时...

39．已知可见光的光子能量范围约为 $1.62 \mathrm { eV } : 3.11 \mathrm { eV }$ ，氢原子能级图如图所示，大量处在 $n = 4$ 能级的氢原子向低能级跃迁时，下列说法中正确的是（ ） | $n$ | $E / \mathrm { eV }$ | | :--- | :--- | | $\infty$ | 0 | | 5 | - 0.54 | | 4 | - 0.85 | | 3 | - 1.51 | | 2 | - 3.4 | 1

  • A. A. 会辐射出三种频率的光
  • B. B. 向 $n = 3$ 能级跃迁时，辐射的光的波长最短
  • C. C. 向 $n = 3$ 能级跃迁时，辐射的光会具有显著的热效应
  • D. D. 向 $n = 3$ 能级跃迁时，辐射的光能使逸出功为 4.2 eV 的铝发生光电效应

Answer: C

Solution: A．大量处在 $n = 4$ 能级的氢原子向低能级跃迁时，能辐射出不同频率的光子数为 $$ C _ { 4 } ^ { 2 } = 6 $$ A 错误 ； B．由 $$ \Delta E = h v = h \frac { c } { \lambda } $$ 可知，向 $n = 3$ 能级跃迁时，辐射的光子频率最低，波长最长，B 错误； C．向 $n = 3$ 能级跃迁时，辐射的光子能量为 0.66 eV ，小于红光，故波长大于红光，属于红外线，具有显著的热效应，C正确； D．向 $n = 3$ 能级跃迁时，辐射的光子能量小于逸出功，故无法使铝发生光电效应，D 错误。

Question 37: 40．某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极 K 时，会发生光电效应现象，闭合开关 $S$ ，在阳极 $A$ 和阴极 $K$ 之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐...

40．某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极 K 时，会发生光电效应现象，闭合开关 $S$ ，在阳极 $A$ 和阴极 $K$ 之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直到电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值 $U$ 称为遏止电压。现分别用频率为 ${ } ^ { v _ { 1 } }$ 和 ${ } ^ { v _ { 2 } }$ 的单色光照射阴极，测量到的遏止电压分别为 $U _ { 1 }$ 和 $U _ { 2 }$ ，设电子质量为 $m$ ，电荷量为 $e$ ，则下列关系式中正确的是（ ） ![](/images/questions/phys-photoelectric-effect/image-016.jpg) 《2025年10月30日高中物理作业》

  • A. A. 普朗克常量 $h = \frac { e \left( U _ { 2 } - U _ { 1 } \right) } { v _ { 1 } - v _ { 2 } }$
  • B. B. 阴极 K 金属的截止频率 $v _ { 0 } = \frac { v _ { 1 } U _ { 2 } - v _ { 2 } U _ { 1 } } { U _ { 1 } - U _ { 2 } }$
  • C. C. 阴极 K 金属的逸出功 $W _ { 0 } = \frac { e \left( v _ { 2 } U _ { 1 } - v _ { 1 } U _ { 2 } \right) } { v _ { 1 } - v _ { 2 } }$
  • D. D. 频率为 $v _ { 2 }$ 的单色光照射阴极 K 时光电子的最大初速度 $v _ { \mathrm { m } 2 } = \sqrt { \frac { 2 e U _ { 1 } } { m } }$

Answer: C

Solution:
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光电效应

37 练习题

知识点概述

光电效应是光照射金属表面时，电子吸收光子能量而逸出的现象。其核心规律包括截止频率、瞬时性、光电流与光强成正比等。在考试中常结合爱因斯坦光电方程、遏止电压等概念进行定量计算，并考查对量子物理思想的理解。

题目数量:37

重点内容

  • 1爱因斯坦光电方程：光子能量与逸出功、最大初动能的关系
  • 2遏止电压的物理意义及其与电子最大初动能的换算
  • 3截止频率（极限波长）与逸出功的定量关系
  • 4光子说对经典波动理论无法解释现象（如瞬时性）的说明

学习建议

重点掌握光电方程中各物理量的含义及单位换算，结合图像理解遏止电压、截止频率等实验规律。

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