2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-5）
第六部分 原子物理
一．选择题
1. （2020年5月重庆调研测试）在某次光电效应实验中，得到了入射光频率v与遏止电压Uc的关系如图所示。该直线的斜率为k，电子电荷量为e,则下列说法正确的是( ) A.实验所用金属材料的逸出功可表示为
B.普朗克常量可表示为ke
C.若换另外一种金属实验，则k会发生变化
D.若换另外-种金属实验，则b不会发生变化
【参考答案】A
【名师解析】光电效应实验中，入射光频率 v 与遏止电压 Uc 的关系是：,,式中W0为金属的逸出功,， 而，联立求解得：，选项A正确；普朗克常量可表示为，选项B错误；若换另外一种金属实验，斜率k不变，选项C错误;不同金属的逸出功不同，极限频率不同，选项D错误。
2.（2020湖南长沙期末）如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（ ）
A. 若仅增大光照强度，电路中光电流一定增大 |
B. 若仅将电源极性反接，电路中一定没有光电流 |
C. 若仅换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流 |
D. 若仅将电路中滑动变阻器的滑片向右滑动，电路中光电流一定增大 |
|
【参考答案】A
【名师解析】图中光电管加的是正向电压，若仅增大光照强度，电路中光电流一定增大，故A正确。
若将电源极性反接，其电压值小于截止电压时仍有电流，故B错误。由题意，入射光的波长为λ0时，能发生光电效应，若换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，入射光的频率减小，仍然可能发生光电效应，电路中可能有光电流，故C错误。若仅将电路中滑动变阻器的滑片向右滑动，光电管两端电压增大，如果已经达到饱和光电流，则光电流不会增大，故D错误。
【关键点拨】。
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，或入射光的波长小于金属的极限波长。
光电子有初动能，光电管加反向电压时，仍可能有光电流。
go to the goal本题的解题关键是掌握光电效应产生的条件、光电流强度与入射光的强度有关，知道截止电压等等光电效应的基本规律。
3.（2020河北唐山一模）某次光电效应实验中发现，入射光频率为ν时，刚好发生光电效应现象，将入射光频率变为3ν时，此时光电流的遏止电压为
A．3hν/e
B．2hν/e
C．hν/2e
D．hν/3e
【参考答案】：B
【命题意图】 本题综合考查光电效应及其相关知识点。
【解题思路】入射光频率为ν时，刚好发生光电效应现象，由光电效应规律可知，W=hν；将入射光频率变为3ν时，由爱因斯坦光电效应方程可得Ek=h·3ν-W，解得：Ek=2hν，由动能定理，Ek=eUC，解得此时光电流的遏止电压为UC=2hν/e，选项B正确。
4．(2019·上饶模拟)在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用频率为ν1、ν2的单光照射真空管的钠阴极(阴极K)，钠阴极发射出的光电子最大速度之比为2∶1，光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了两条光电流与电压之间的关系曲线(为甲光、乙光)，如图所示，普朗克常量用h表示。则以下说法正确的是( )
A．甲光对应单光的频率为ν2
B．乙光的强度大于甲光的强度
C．该金属的逸出功为h(2ν2－ν1)
D．该金属的截止频率为
【参考答案】：D
【名师解析】 根据eU截＝mv＝hν－W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大，因此乙光的频率小于甲光的频率，则甲光对应的单光频率为ν1，故A错误；由图可知，甲的饱和电流大于乙的饱和电流，而甲光的频率高，所以甲光的光强大于乙光的光强，故B错误；根据mv＝hν－W，钠阴极发射出的光电子最大速度之比为2∶1，则最大初动能之比为4∶1，解得该金属的逸出功为(4ν2－ν1)，故C错误；根据逸出功和截止频率的关系可知，(4ν2－ν1)＝hν截，解得：ν截＝(4ν2－ν1)，故D正确。
5.[多选](2019·天津南开区三模)某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某一频率的光照射光电管的阴极uhlsportK时，会发生光电效应现象，电流计中有电流通过。闭
合电键S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，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好为零，此时电压表的电压值称为反向截止电压。现用频率为ν的绿光照射阴极，测量到反向截止电压为U，设电子电量为e，普朗克常量为h，则( )
A．逸出的光电子的最大初动能为eU
B．阴极K的逸出功W＝hν－eU
C．如改用紫光照射，则光电子的最大初动能一定增大
D．如改用紫光照射，则阴极K的逸出功一定增大
【参考答案】：ABC
【名师解析】 由于反向截止电压为U，电子逸出后，根据动能定理可得eU＝Ek，即逸出的电子的最大初动能为eU，故A正确；根据公式hν＝W＋Ek可得，阴极K的逸出功W＝hν－Ek，由于eU＝Ek，则逸出功W＝hν－eU，故B正确； 由于紫光的频率大于绿光的频率，逸出功不变，根据公式可得hν＝W＋Ek改用紫光照射，光电子的最大初动能Ek一定增加，故C正确；由于金属的逸出功由金属本身决定，与照射光的频率无关，所以改用紫光照射，则阴极K的逸出功不变，故D错误。
6.如图所示是实验室用来研究光电效应原理的装置图，电表均为理想电表，当入射光的能量等于9 eV时，灵敏电流表检测到有电流流过，当电压表示数等于5.5 V时，灵敏电流表示数刚好等于0。则下列说法正确的是（ ）
A. 若增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大
B. 若入射光的能量小于3.5 eV，改变电源的正负极方向，则电流表示数可能会不等于0
C. 光电管材料的逸出功等于3.5 eV
D. 增大入射光的波长，在电压表示数不变的情况下，电流表示数会变大
【参考答案】：C
【名师解析运动控制器】
根据光电效应方程EKm=hγ-W0，可知光电子的最大初动能与光的强度无关．故A错误；该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于5.5V时，电流表示数为0，知道光电子的最大初动能为5.5eV，根据光电效应方程EKm=hγ-W0，可得W0=3.5eV．若入射光的能量小于3.5 eV，则不能发生光电效应，电流表示数一定会等于0．故B错误，C正确；增大入射光的波长，则光的频率减小，根据光电效应方程EKm=hγ-W0，则光电子的最大初动能减小，在电压表示数不变的情况下，电流表示数可能会变小，故D错误．故选C.
17．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌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ν变化的Ekν图象，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个Ek ν图象中，如图所示，用实线表示钨的Ek ν图象，虚线表示锌的Ek ν图象，则正确反映这一过程的是( )
公务员保障机制研究
【参考答案】 A
【名师解析】
依据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek ν图线的斜率代表普朗克常量h，因此钨和锌的Ek ν图线应该平行。图线在横轴的截距代表极限频率ν0，而ν0＝，因此钨的极限频率ν0小些。综上所述，A图正确。
10．(2019·湖南长沙市一模)(多选)如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的
输液管单光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的函数关系图象。对于这两个光电管，下列判断正确的是 ( )
A．因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压Uc不同
B．光电子的最大初动能不同
C．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同
D．两个光电管的Ucν图线的斜率可能不同
【参考答案】 ABC
【名师解析】
根据光电效应方程Ek＝hν－W0和eUc＝Ek得出，相同频率，不同逸出功，则遏止电压也不同，A正确；根据光电效应方程Ek＝hν－W0得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同，B正确；虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流可能相同，C正确；因为Uc＝－知图线的斜率为，即只与h和e有关，为常数，一定相同，D错误。
11．(2019·领航高考冲刺卷)(多选)小宇同学参加学校科技嘉年华，设计了一个光电烟雾探测器。如图，S为光源，可以发出一束光束，当有烟雾进入探测器时，来自S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面时(钠的极限频率为6.00×1014Hz)会产生光电子，当光电流大于10－8 A时，便会触发报警系统报警。下列说法正确的是( )
A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光的波长不能小于0.5 μm
B．金属钠的最小逸出功为4 eV
C．光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，光电烟雾探测器灵敏度越高
D．若射向光电管C的光子有5%会产生光电子，当报警器报警时，每秒射向C的钠表面的光子最少数目N＝1.25×1012个
【参考答案】 CD
【名师解析】 华西医科大学
光源S发出的光波最大波长λmax＝＝ m＝5×10－7 m＝0.5 μm，即要使该探测器正常工作，光源S发出的光的波长不能大于0.5 μm，故A错误；由于钠的极限频率为6.00×1014 Hz，根据W0＝hνc＝ eV＝2.5 eV，故B错误；光源S发出的光能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，故C正确；光电流等于10－8A时，每秒产生的光电子的个数n＝＝个＝6.25×1010个，每秒射向C的钠表面的光子最少数目N＝＝个＝1.25×1012个，故D正确。
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