專題81光電效應(yīng)玻爾理論（原卷版）

2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)夯練與提升專題81光電效應(yīng)、玻爾理論特訓(xùn)目標(biāo)特訓(xùn)內(nèi)容目標(biāo)1光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用（1T—5T）目標(biāo)2光電管加正向與反向電壓情況分析（6T—10T）目標(biāo)3光電效應(yīng)三類圖像（11T—15T）目標(biāo)4波爾理論和能級(jí)躍遷（16T—20T）【特訓(xùn)典例】光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用1．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬（）A．無(wú)論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B．超過(guò)極限頻率的入射光照射，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比。C．無(wú)論照射時(shí)間多長(zhǎng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能就越大2．微光夜視儀主要由微光光學(xué)系統(tǒng)和像增強(qiáng)器等部分組成。由目標(biāo)物反射的自然微光經(jīng)微光光學(xué)系統(tǒng)成像，輸入到像增強(qiáng)器的光電陰極面上，激發(fā)出光電子，光電子被加速、聚焦后在熒光屏上顯示增強(qiáng)的目標(biāo)圖像，輸出給人眼。甲圖中為微光夜視儀像增強(qiáng)器示意圖，乙圖為光電陰極激發(fā)光電子并被加速的簡(jiǎn)化原理圖，陰極K相當(dāng)于像增強(qiáng)器的光電陰極，則（）A．目標(biāo)物反射的可見(jiàn)光能在熒光屏上成像，則目標(biāo)物輻射的紅外線也一定能在熒光屏上成像B．將像增強(qiáng)器陰極K換成截止頻率更小的材料，可提高微光夜視儀的熒光屏的亮度C．乙圖中保持入射光強(qiáng)度不變，僅提高入射光頻率，電流表示數(shù)變小D．紅外夜視儀與微光夜視儀工作原理相同3．如圖所示，某種材料制成太陽(yáng)能電池的主體部分由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合而成。當(dāng)太陽(yáng)光照射到該材料上時(shí)，材料吸收光子發(fā)生內(nèi)光電效應(yīng)，自由電子向N型一側(cè)移動(dòng)，從而在兩端形成電勢(shì)差。已知該材料至少需要吸收能量為E的光子才能發(fā)生內(nèi)光電效應(yīng)，普朗克常量為h，光束為c，則（）A．通過(guò)負(fù)載的電流方向從上至下B．該材料發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長(zhǎng)為C．太陽(yáng)光的強(qiáng)度越強(qiáng)，則通過(guò)負(fù)載的電流越大D．改用紫外線照射該材料，則不能發(fā)生內(nèi)光電效應(yīng)4．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為的光照射光電管陰極，恰好發(fā)生了光電效應(yīng)。普朗克常量為h，電子電荷量為e，下列說(shuō)法正確的是（

）A．減弱入射光的強(qiáng)度，仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B．換用頻率為的光照射光電管陰極，光電子的最大初動(dòng)能為C．此光電管的逸出功為D．換用頻率為的光照射光電管陰極，遏止電壓為5．X射線管中，由陰極發(fā)射的電子被加速后打到陽(yáng)極，會(huì)產(chǎn)生包括X光在內(nèi)的各種能量的光，若只考慮電子被陽(yáng)極材料吸收后產(chǎn)生的光，其中光的能量最大值等于陰極發(fā)射電子的動(dòng)能。則（）（已知陽(yáng)極與陰極之間的電勢(shì)差為U、普朗克常量為h、電子電量為e和光速為c）A．X光的最大波長(zhǎng)為B．X光頻率是不連續(xù)的C．用X射線管發(fā)出的光入射鈉金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為D．用波長(zhǎng)為的X光照射鈉金屬，在散射光中有頻率比小的成分光電管加正向與反向電壓情況分析6．如圖所示為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)用能量為的光照射涂有某種金屬的陰極K時(shí)，電流表有示數(shù)。若陰極K與陽(yáng)極A間的電勢(shì)差，電流表示數(shù)剛好為零，電子的電荷量為e。下列說(shuō)法正確的是（）A．從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能為B．此金屬的逸出功為C．將P向右移動(dòng)，電流表的示數(shù)可能先增大后不變D．將P向右移動(dòng)，從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能增加7．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究不同金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，當(dāng)用頻率為的入射光照射金屬時(shí)電流表示數(shù)不為零，向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，直到電流表的示數(shù)剛好為零，此時(shí)電壓表的示數(shù)為，該電壓稱為遏止電壓，該實(shí)驗(yàn)小組得到與的關(guān)系如圖乙中的①所示，則下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)時(shí)電源的右端為正極B．分別用從氫原子能級(jí)2到1和能級(jí)3到1輻射的光照射金屬得到遏止電壓和，則C．換用不同的光照射逸出功更大的金屬時(shí)，得到的關(guān)系可能如圖乙中的②所示D．當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)的過(guò)程中電流表的示數(shù)先增加后不變8．如圖所示，A、K為光電管的兩個(gè)電極，陰極K由極限頻率為的鉀制成，電壓表V、電流計(jì)G均為理想電表?，F(xiàn)用波長(zhǎng)為的光照射陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，電子的電荷量為e。則下列說(shuō)法正確的是（）A．陰極K能發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明光具有粒子性B．若電源N端為正極，將滑片P緩慢向右滑動(dòng)，從K板逸出的光電子最大初動(dòng)能一定增大C．若電源M端為正極，電壓表示數(shù)為時(shí)，則電流表的示數(shù)恰好為0D．若光電管兩端的正向電壓為U，則光電子到達(dá)A的最大動(dòng)能為9．體溫槍是測(cè)量人體體溫常用的儀器。當(dāng)紅外線照射到某體溫槍的溫度傳感器時(shí)，發(fā)生光電效應(yīng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而顯示出人體的體溫。已知人的體溫正常時(shí)能輻射波長(zhǎng)為的紅外線，用該紅外線照射光電管的陰極K時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生，如圖甲所示，光電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，已知真空中的光速，則（）A．波長(zhǎng)的紅外線在真空中的頻率為B．將圖甲中的電源正負(fù)極反接，則一定不會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)C．光電子的最大初動(dòng)能為0.02eVD．若人體溫度升高，輻射紅外線的強(qiáng)度增強(qiáng)，則光電管轉(zhuǎn)換成的光電流增大10．如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻不計(jì)。K是光電管的陰極，A是光電管的陽(yáng)極，它們都是半徑為圓形金屬板，兩圓心間距離為，兩圓心連線與兩板垂直，當(dāng)兩板間存在電壓時(shí)，板間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。為滑動(dòng)變阻器，長(zhǎng)度。電壓表（0刻度在表盤中間）和靈敏電流計(jì)均為理想表。頻率為的細(xì)激光束照射到K的中心上，使陰極發(fā)射光電子。合上開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從向左滑動(dòng)到達(dá)處時(shí)，靈敏電流計(jì)讀數(shù)剛好為0；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從向右滑動(dòng)到后，再向滑動(dòng)的過(guò)程中，電壓表讀數(shù)增大而靈敏電流計(jì)的讀數(shù)保持不變。不計(jì)光電子之間的相互作用和重力，普朗克常量為，電子帶電量為（為元電荷），電子質(zhì)量為，下列說(shuō)法正確的是（）A．光電子的最大初動(dòng)能為B．陰極K的金屬材料的逸出功為C．陽(yáng)極A的半徑不小于D．換用光強(qiáng)更大的同種激光照射陰極K，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從向右滑動(dòng)到后，再向滑動(dòng)的過(guò)程中，電壓表讀數(shù)增大，靈敏電流計(jì)的讀數(shù)也增大光電效應(yīng)三類圖像11．下圖甲是光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖乙是光電流與加在陰極K和陽(yáng)極A上的電壓的關(guān)系圖像，下列說(shuō)法正確的是（）A．只要增大電壓，光電流就會(huì)一直增大B．遏止電壓越大，說(shuō)明從該金屬中逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大C．由圖線①、②、③可知對(duì)某種確定的金屬來(lái)說(shuō)，其遏止電壓只由入射光的頻率決定D．由圖線①、③可知在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大12．對(duì)于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率的關(guān)系如圖所示。用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，下列說(shuō)法正確的是（）A．鈉的逸出功大于鈣的逸出功B．圖中直線的斜率為C．在得到這兩條直線時(shí)，必須保證入射光的光強(qiáng)相同D．若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到鈉的光頻率較低13．從1907年起，密立根就開(kāi)始測(cè)量金屬的遏止電壓與入射光的頻率的關(guān)系，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗(yàn)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。按照密立根的方法我們利用圖1所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了某金屬的圖像如圖2所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．該金屬的截止頻率約為4.32×1014Hz B．該金屬的截止頻率約為5.50×1014HzC．該圖像的斜率為普朗克常量 D．這種金屬的逸出功約為1.83eV14．用某單色光照射金屬鈦表面，發(fā)生光電效應(yīng)。從鈦表面放出光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖。則下列說(shuō)法正確的是（）A．鈦的逸出功為6.67×1019JB．鈦的極限頻率為1.0×1015HzC．由圖線可知光電子的最大初動(dòng)能和入射光頻率成正比D．由圖線可求得普朗克常量為6.67×1034J?s15．某興趣小組用如圖甲所示的電路探究光電效應(yīng)的規(guī)律。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小剛同學(xué)作出了光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖乙所示，小娜同學(xué)作出了遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖丙所示。已知光電子的電荷量為e，則下列說(shuō)法正確的是（）A．如果圖乙、圖丙中研究的是同一金屬的光電效應(yīng)規(guī)律，則B．如果研究不同金屬光電效應(yīng)的規(guī)律，在圖乙中將得到經(jīng)過(guò)（b，0）點(diǎn)的一系列直線C．如果研究不同金屬光電效應(yīng)的規(guī)律，在圖丙中將得到一系列平行的傾斜直線D．普朗克常量波爾理論和能級(jí)躍遷16．如圖是氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于能級(jí)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．這群氫原子躍遷時(shí)能夠發(fā)出4種不同頻率的光子B．這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為C．這群氫原子發(fā)出的光子中，從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)D．這群氫原子躍遷時(shí)發(fā)出的光子頻率連續(xù)17．氫原子的能級(jí)圖如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．一群處于能級(jí)的激發(fā)態(tài)的氫原子，最多能發(fā)出2種不同頻率的光子B．一個(gè)處于能級(jí)的激發(fā)態(tài)的氫原子，最多能發(fā)出2種不同頻率的光子C．用能量為的光子照射處于基態(tài)的氫原子，可以使氫原子激發(fā)D．用能量為的電子轟擊靜止的氫原子，可以使氫原子激發(fā)18．氫原子的部分能級(jí)圖如圖所示，氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)，釋放的光子的波長(zhǎng)為，從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)，釋放的光子的波長(zhǎng)為。下列說(shuō)法正確的是（）A．用動(dòng)能為的電子碰撞處于基態(tài)的氫原子時(shí)，氫原子可能會(huì)發(fā)生躍遷B．用的光子照射大量處于基態(tài)的氫原子時(shí)，氫原子可能躍遷并發(fā)出一種頻率的光C．氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)，釋放的光子的波長(zhǎng)為D．氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)后，電子的動(dòng)能增加，氫原子的能量減少19．如圖甲所示為氫原子光譜的巴耳末系（其光譜線是由的能級(jí)向的能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的），四條可見(jiàn)光譜線的波長(zhǎng)已在圖甲中標(biāo)出。氫原子能級(jí)圖如圖乙所示。幾種金屬的逸出功如表所示。則下列說(shuō)法中正確的是（

）金屬鎢鈣鉀銣4.543.202.252.13A．用光照射時(shí)可讓表中的兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)B．譜線對(duì)應(yīng)光子的能量小于譜線對(duì)應(yīng)光子的能量C．譜線對(duì)應(yīng)的光子是氫原子從能級(jí)向能級(jí)躍遷發(fā)出的D．氫原子從能級(jí)向能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光屬于射線20．如圖為氫