1、一、选择题1(0分)ID：130628如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是（）A阴极K的逸出功为6.75eVB氢原子跃迁时共发出4种频率的光C保持入射光不变，向右移动滑片P，电流表示数一定变大D光电子最大初动能与入射光的频率成正比2(0分)ID：130605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
2、间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如下图。用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为的强激光照射阴极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（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）（）AU=BU=CU= 2hv-WDU=3(0分)ID：130601如图为玻尔理论的氢原子能级图，一群氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时会辐射光子，用发出的光子照射逸出功为2.49
3、eV的金属钠。以下说法中正确的是（）A能使金属发生光电效应的光有三种B在辐射光子过程中电子绕核运动的动能减小C由能级跃迁到能级时产生的光波长最长D金属钠表面所发出的光电子的最大初动能9.6eV4(0分)ID：130600下列哪组现象说明光具有波粒二象性（）A光的色散和光的干涉B光的衍射和光的干涉C泊松亮斑和光电效应D以上三组现象都不行5(0分)ID：130599如图所示为氢原子的能级图，现有大量处于n=4激发态的氢原子，当其向低能级跃迁时，下列说法正确的是（）A可以产生3种频率的光B由n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光波长最大C由n=4的能级跃迁到n=2能级辐射的光频率最大D电子绕核运动的动能
4、增大6(0分)ID：130575用不同频率的紫外线分别照射锌和钨的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能EK随入射光频率变化的EK图，已知锌的逸出功是3.24eV，钨的逸出功是3.28eV，若将两者的图线画在同一个EK坐标中，用实线表示锌，虚线表示钨，则正确反映这一过程的是如图所示的（）ABCD7(0分)ID：130572如图a为氢原子的能级图，大量处于n=2激发态的氢原子吸收一定频率的光子后跃迁到较高的能级，之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子。当用这些辐射出的光子去照射如图b所示光电管阴极K时，光电管发生了光电效应，改变电源的正负极并调节滑动变阻器滑片，发现遏止电压最大值为8
5、V。则（）A该光电管阴极K的逸出功为7.06eVB吸收的光子能量为2.86eVC跃迁过程中辐射出的光子能量是连续的D辐射出来的10种光子中只有3种能使该光电管发生光电效应8(0分)ID：130569电荷之间的引力会产生势能。取两电荷相距无穷远时的引力势能为零，一个类氢原子核带电荷为+q，核外电子带电量大小为e，其引力势能，式中k为静电力常量，r为电子绕原子核圆周运动的半径（此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动）。根据玻尔理论，原子向外辐射光子后，电子的轨道半径从减小到，普朗克常量为h，那么，该原子释放的光子的频率为（）ABCD9(0分)ID：130567如图所示是光电管的原理图，已知当有频率
6、为的光照到阴极K时，电路中有光电流，则（）A若换用频率为（）的光照射阴极K时，电路一定没有光电流B若换用频率为（）的光照射阴极K时，电路中光电流一定增大C若将变阻器触头P从图示位置向右滑一些，仍用波长为的光照射，则电路中光电流一定增大D若将变阻器触头P从图示位置向左滑过中心O点时，其他条件不变，则电路中仍可能有光电流10(0分)ID：130566如图所示为氢原子的能级示意图，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辐射光子，用这些光照射逸出功为1.90 ev的金属铯，下列说法正确的是（）A金属铯表面所逸出的光电子的初动能最大值为12.75eVB这群氢原子发出的光子均能使金属铯
7、发生光电效应C这群氢原子最多能发出6种不同频率的光，其中从n=4能级跃迁到n=3 能级 所发出的光波长最长D金属铯表面所逸出的光电子的初动能最大值为10.19eV11(0分)ID：130564用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.0eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA，移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.8V时，电流表读数为0，则（）A电键K断开后，没有电流流过电流表GB所有光电子的初动能为0.8eVC光电管阴极的逸出功为2.20VD改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小12(0分)ID：130554某同学采用如图所示的装置来研究
8、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，直至电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为反向截止电压现分别用频率为v1和v2的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为U1和U2设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中不正确的是A频率为的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度B阴极K金属的极限频率C普朗克常量D阴极K金属的逸出功二、填空题13(0分)ID：130747太阳能光电直接转换的基本原理：利用光电效应，将太阳辐射直接转换成电能。如图所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压。那
9、么：（1）在图示中，入射太阳光应照射在_（选填“A”或“B”）极上，电源的_（选填“C”或“D”）端须是正极；（2）已知元电荷量为e，若电流表读数为I，则时间t内从光电管阴极发射出的光电子至少_个。14(0分)ID：130735某激光器能发射波长为的激光。设发射功率为P，用c表示真空中的光速，h表示普朗克常量，则激光器每秒钟发射的光子数为_。15(0分)ID：130724如图，一群处于n5能级的氢原子在向n1的能级跃迁的过程中，放出_种频率不同的光子；放出的光子的最小能量为 _eV.16(0分)ID：130701美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦
10、方程式在很小误差范围内的直接实验证据密立根的实验目的是：测量金属的遏止电压Uc与入射光频率，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性如图所示是根据某次实验作出的Uc-图象，电子的电荷量为1.610-19C根据图象求得这种金属的截止频率c=_，普朗克常量h=_（均保留三位有效数字）17(0分)ID：130699下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的遏止电压和入射光频率的几组数据已知电子电量在图中画出-图象_； 由图象可得该金属的截止频率_Hz；普朗克常量_（结果保留一位有效数字）18(0分)ID：130678如图所示是研究光电管产生
11、的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为，元电荷为e，普朗克常量为h。现将频率为（大于）的光照射在阴极上，则：（1）阴极材料的逸出功等于_。（2）加在A、K间的正向电压为U时，到达阳极的光电子的最大动能为_，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是_。（3）为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加上反向电压的最小值Uc=_。19(0分)ID：130677当光照射到光电管的阴极K时，电路中产生的电流流过电流表G的方向是_（选填“a流向b”或“b流向a”）若照射光的频率增大，强度不变，电流表G的读数_（选填“增大”“减小”或“不变”）。20(0分)
12、ID：130710如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线,普朗克常量 h=6.6310-34 Js,由图可知该金属的极限频率为 _Hz、逸出功为_ eV（结果保留两位有效数字）三、解答题21(0分)ID：130831我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为v的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm；(2)若每入射N个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能
13、到达A，求回路的电流强度I。22(0分)ID：130818估算运动员跑步时的德布罗意波长，为什么我们观察不到运动员的波动性？23(0分)ID：130813一种测定电子比荷的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极发出的电子经阳极与阴极之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板、间的区域，若两极板、间无电压，电子将打在荧光屏上的点，若在两极板间施加电压，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的点；若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到点。已知极板的长度为，、间的距离为，极板区的中点到荧光屏中点的距离为，电压为，磁感应
14、强度为，点到点的距离为。试求电子的比荷。24(0分)ID：130794光照射金属铝时，能发生光电效应的最大波长为。当用波长为的光照射铝时发生光电效应，测得遏止电压为Uc，已知光速为c，光电子的电量为e。求（1）光电子的最大初动能；（2）普朗克常量h。25(0分)ID：130785已知氢原子处于基态能级时能量为E1，处于量子数为n的激发态能级时能量为，现有一群氢原子处于n=3的激发态能级，在向低能级跃迁过程中，能放出若干种频率的光子，用它们照射某金属表面，发现从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光恰能使该金属发生光电效应，普朗克常量为h，求：(1)该金属的极限频率；(2)能从该金属表面逸出的光
15、电子的最大初动能；(3)若用光照的办法使处于n=3能级的氢原子电离，则照射光频率至少多大（所有答案用题目中所给字母表示）。26(0分)ID：130773一光电管的阴极用极限波长0=4.010-7m的钠制成。现用波长=3.010-7m的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差UAK=2.0V，光电流的饱和值I=0.40A，普朗克常量，电子电量e=1.610-19C。(1)求每秒内由K极发射的光电子数；(2)求电子到达A极时的最大动能；(3)如果电势差UAK变为0，而照射光强度增到原值的2倍，此时电子到达A极时的最大动能是多少？【参考答案】2016-2017年度第*次考试试卷 参考答案*科
16、目模拟测试一、选择题1A2A3D4C5D6A7B8B9D10C11C12C二、填空题13BC14150311626-4281014Hz普朗克常量为62910-34Js17【解析】(1)根据表格数据通过一一描点并作出图象如图所示:(2)根据光电效应方程得：Ekm=hv-W0=hv-hv0又Ekm=eUC解得知图线的斜率为：解得：；当UC=0由图象与横坐标的交点则有【点18先逐渐增大后趋于稳定19a流向b减小203101418【解析】三、解答题2122232425262016-2017年度第*次考试试卷 参考解析【参考解析】*科目模拟测试一、选择题1A解析：AA由爱因斯坦光电效应方程和得则故A正确
17、；B大量氢原子跃迁时共发出种频率的光，故B错误；C保持入射光不变，向右移动滑片P，当光电流已到达饱和光电流时，电流表示数不再变化，故C错误；D由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，但不是成正比，故D错误。故选A。2A解析：A根据题意知，一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为的强激光照射阴极K，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为，n=2，3，4则有eU=nhv-W解得；n=2，3，4故A正确，BCD错误。故选A。3D解析：DA由n=3能级的激发态向低能级跃迁时，辐射出三种频率光子的能量分别为12.09eV、10.2eV、1.89eV， 其中1.
18、89eV2.49eV，根据光电效方程可知，能使金属发生光电效应的光有二种，故A错误；B在辐射光子过程中向外界辐射能量，库仑力提供向心力，由向心力公式得电子绕核运动的动能可知电子轨道半径变小，动能变大，故B错误；C由能级跃迁到能级时产生的光波能量最大，频率最大，波长最小，故C错误；D由能级跃迁到能级时产生的光波照射金属钠表面所发出的光电子的最大初动能最大，所以金属钠表面所发出的光电子的最大初动能故D正确。故选D。4C解析：CA光的色散现象，说明太阳光是复色光、光的干涉说明了光的波动性，不能说明粒子性，故A错误；B光的衍射、干涉现象只说明了光的波动性，不能说明粒子性，故B错误；CD泊松亮斑是由于光
19、的衍射形成的，能说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故C正确，D错误。故选C。5D解析：DA大量氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，可以向外辐射出种不同频率的光，故A错误；B由n=4能级跃迁到n=3能级时，能级间差值最小，光子能量最小，由可知光的波长最大，因此氢原子n=2能级跃迁到n=1能级时，光的波长不是最大，故B错误；C由n=4的能级跃迁到n=1能级时，能级间差值最大，光子能量最大，由可知，光的频率最大。因此由n=4的能级跃迁到n=2能级辐射的光频率不是最大，故C错误；D电子受的库仑力提供电子做圆周运动的向心力解得电子的动能氢原子向低能级跃迁时，轨道半径变小，故电子动能增大，故D正
20、确。故选D。6A解析：A根据光电效应方程有其中为金属的逸出功，则有由此可知在图像中，斜率表示普朗克常数，横轴截距大小表示该金属极限频率的大小，由题意可知，锌的逸出功大于钨的逸出功，因此由可知，锌的极限频率小于钨的极限频率，故A正确，BCD错误。故选A。7B解析：BA跃迁过程中所放出的光子最大能量为由光电效应方程可得该光电管的逸出功故A错误；B从跃迁到较高能级后能辐射出10种不同频率的光子，由故吸收的光子能量故B正确；C根据玻尔理论可知跃迁过程中辐射出的光子能量是不连续的，故C错误；D由该光电管的逸出功可知，辐射出的光子能使其发生光电效应的有能级5到基态，能级4到基态，能级3到基态，能级2到基态
21、4种，故D错误。故选B。8B解析：B电子在r轨道上圆周运动时，静电引力提供向心力所以电子的动能为所以原子和电子的总能为再由能量关系得 即故选B。9D解析：DA由题意知入射光的频率为时，能发生光电效应，若换用频率为()的光照射阴极K时，若大于K的极限频率时仍能产生光电效应，电路中仍有光电流，故A错误；B光电流的强度与入射光的强度有关，若换用频率为( )的光照射阴极K时，一定发生光电效应，电路中一定有光电流，但由于不知频率为( )的光的光照强度，电路中光电流不一定增大，故B错误；C图中光电管加的是正向电压，若将变阻器滑动头从图示位置向右滑一些，正向电压增加，仍用频率为的光照射，若光电流已经达到饱和
22、值，光电流将不增大，故C错误；D若将变阻器滑动头从图示位置向左滑过中心点时，其它条件不变，光电管加的是反向电压，由于光电子有一定的初动能，若反向电压小于截止电压，光电子仍然能到达另一端，电路中仍有光电流，故D正确。故选D。10C解析：CAD从n=4跃迁到n=1发出的光子频率最高，发出的光子能量为-0.85eV-（-13.60eV）=12.75eV，根据光电效应方程Ekm=hv-W0得，最大初动能为Ekm=12.75eV-1.90eV=10.85eV故AD错误；B从n=4跃迁到n=3发出的光子能量值最小，-0.85eV-（-1.51eV）=0.66eV1.90eV，不能使金属铯发生光电效应，因此
23、并不是这群氢原子发出的光子均能使金属铯发生光电效应，故B错误；C一群氢原子处于n=4的激发态，可能发出种不同频率的光子，因为n=4和n=3间能级差最小，所以从n=4跃迁到n=3发出的光子频率最小，波长最长，故C正确。故选C。11C解析：CA当电键K断开后，用光子能量为3.0eV的光照射到光电管上时，光电管还是会由光电子逸出，光电子逸出表面时有初动能，会到达阳极与电流计和电压表形成回路，形成电流，所以A错误；B由图可知，光电管接的是反向电压，当电压表的示数大于或等于0.8V时，电流表读数为0，说明此时没有光电子到达阳极，即0.8V是遏止电压，由可知，光电子的最大初动能是0.8eV，不是所有光电子
24、的初动能都是0.8eV，所以B错误；C由爱因斯坦的光电效应方程，可得光电管阴极的逸出功为所以C正确；D由C选项可知，阴极的逸出功为2.2eV，而要想发生光电效应，要求入射光的能量大于逸出功，所以当用能量为1.5eV的光子照射时，不会由光电子逸出，不会形成光电流，所以D错误。故选C。12C解析：CA.光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：则得光电子的最大初速度：故A不符题意；BCD.根据爱因斯坦光电效应方程得：联立可得普朗克常量为：代入可得金属的逸出功：阴极金属的极限频率为：故C符合题意，B、D不符题意二、填空题13BC解析：B C (1)12 在图示中，入射太阳光应照射在B极上，此时光电管
25、中的电场对电子有加速作用，则A端的电势应高于B端的电势，故电源的C端须是正极。(2)3设时间t内从光电管阴极发射出的光电子至少m个，根据得14每个光子的能量激光器在每秒钟内发出的能量故激光器每秒发出的光子数为15031解析：0.31 1根据，可知，放出10种频率不同的光子，从能级5跃迁到能级1放出的光子能量最大，从能级5跃迁到能级4放出的光子能量最小，即。1626-4281014Hz普朗克常量为62910-34Js解析：26-4.281014Hz 普朗克常量为6.2910-34Js 1由爱因斯坦光电效应方程h=W+Ek得：h=hc+eUc变形得Uc=（-c）由题图可知，Uc=0对应的频率即为截
26、止频率c得c=4.271014Hz2图线的斜率为=3.9310-15Vs代入电子电量计算得h=6.2910-34Js点睛：此题要根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系，通过图线的斜率求出普朗克常量遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率17【解析】(1)根据表格数据通过一一描点并作出图象如图所示:(2)根据光电效应方程得：Ekm=hv-W0=hv-hv0又Ekm=eUC解得知图线的斜率为：解得：；当UC=0由图象与横坐标的交点则有【点解析： 【解析】(1)根据表格数据，通过一一描点，并作出图象，如图所示:(2)根据光电效应方程得：Ekm=hv-W0=hv-hv0,又Ekm=eUC,解得
27、，知图线的斜率为：，解得：；当UC=0，由图象与横坐标的交点，则有.【点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程以及最大初动能与遏止电压的关系，并学会描点作图法，注意图象是解题的关键18先逐渐增大后趋于稳定解析： 先逐渐增大，后趋于稳定 （1）1阴极材料逸出功与极限频率的关系为（2）2根据爱因斯坦光电效应方程可知，从阴极K逸出的光电子最大初动能为具有最大初动能的光电子从阴极K到阳极A的过程中，根据动能定理有解得到达阳极A的光电子的最大初动能为3当正向电压从零开始逐渐增加时，单位时间内到达阳极A的光电子数随着电压的增加而增加，光电流逐渐增大，当电压增大到某一值后，所有的光电子均被阳极A吸收，这时即使再
28、增大电压，光电流也不会再增大。故电流表的示数的变化情况是：先逐渐增大，后趋于稳定。（3）4当从阴极K逸出的具有最大初动能的光电子都不能到达阳极A时，反向电压取最小值，为19a流向b减小解析：a流向b 减小 12光照射到光电管的阴极K时，从K极打出光电子到达A极，则电子的流动方向是bGa，则电路中产生的电流流过电流表G的方向是a流向b；若照射光的频率增大，强度不变，则单位时间内逸出光电子数减小，则电流表G的读数减小。203101418【解析】解析：31014 1.8 【解析】1根据爱因斯坦光电效应方程，图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为；2由得知，该图线的斜率表示普朗克常
29、量h当时，逸出功为点睛：解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道逸出功与极限频率的关系，结合数学知识即可进行求解三、解答题21(1) ；(2) (1)根据光电效应方程可知逸出的电子在电场中加速向A运动，根据动能定理联立解得(2)每秒钟到达K极的光子数量为n，则每秒钟逸出电子个数为a个，则回路的电流强度联立得22，理由见解析设运动员的质量为60kg，跑步时的速度为10m/s，则运动员跑步时的德布罗意波长为因为实际的障碍物或小孔的尺寸远大于运动员跑步时的德布罗意波长，所以观察不到干涉和衍射等波动特性。23设电子刚进入平行板电容器极板间区域时的速度为v0，加上磁场B后，荧光屏上的光点重新回到O点，表
30、示在电子通过平行板电容器的过程中电子所受的电场力和磁场力相等，即qE=qv0B解得两极板只加电场时，电子的加速度电子通过两极板所用的时间电子在极板间偏转的距离电子射出偏转电场时竖直方向的速度vy=at射出电场速度方向与水平方向的夹角为，则电子射出偏转电场后在竖直方向位移y2=LtanOP间的距离y=y1+y2由以上各式解得比荷代入数据解得24（1）；（2）（1）光电子的最大初动能（2）因为根据光电效应方程解得25(1)；(2)；(3)(1)由即得解得(2)氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁辐射出的光子能量最大，此时从金属表面逸出的光电子的最大初动能为Ekm，则有由得(3)因为放出的光子能量满足，可知，从n=3能级跃迁到无穷远需要的最小能量为那么对应的频率为26(1)；(2)；(3)(1)由分析得代入数据得(2)由光电效应方程可得到达A极时的最大动能为解得(3)增大光强，增加了光电子的数目，但不变，则不变，即到达阳极A时的最大动能仍然为
