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2024 年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升
专题81 光电效应、玻尔理论
特训目标
特训内容
目标1
光电效应规律的理解和应用（1T—5T）
目标2
光电管加正向与反向电压情况分析（6T—10T）
目标3
光电效应三类图像（11T—15T）
目标4
波尔理论和能级跃迁（16T—20T）
【特训典例】
一、光电效应规律的理解和应用
1．光电效应的实验结论是：对于某种金属（ ）
A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B．超过极限频率的入射光照射，所产生的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比。
C．无论照射时间多长，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的初动能就越大
2．微光夜视仪主要由微光光学系统和像增强器等部分组成。由目标物反射的自然微光经微光光学系统成
像，输入到像增强器的光电阴极面上，激发出光电子，光电子被加速、聚焦后在荧光屏上显示增强的目标
图像，输出给人眼。甲图中为微光夜视仪像增强器示意图，乙图为光电阴极激发光电子并被加速的简化原
理图，阴极K 相当于像增强器的光电阴极，则（ ）
A．目标物反射的可见光能在荧光屏上成像，则目标物辐射的红外线也一定能在荧光屏上成像
B．将像增强器阴极K 换成截止频率更小的材料，可提高微光夜视仪的荧光屏的亮度
C．乙图中保持入射光强度不变，仅提高入射光频率，电流表示数变小
D．红外夜视仪与微光夜视仪工作原理相同
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3．如图所示，某种材料制成太阳能电池的主体部分由P 型半导体和N 型半导体结合而成。当太阳光照射
到该材料上时，材料吸收光子发生内光电效应，自由电子向N 型一侧移动，从而在两端形成电势差。已知
该材料至少需要吸收能量为E 的光子才能发生内光电效应，普朗克常量为h，光束为c，则（ ）
A．通过负载的电流方向从上至下
B．该材料发生光电效应的极限波长为
C．太阳光的强度越强，则通过负载的电流越大
D．改用紫外线照射该材料，则不能发生内光电效应
4．在光电效应实验中，用频率为
的光照射光电管阴极，恰好发生了光电效应。普朗克常量为h，电子电
荷量为e，下列说法正确的是（ ）
A．减弱入射光的强度，仍会发生光电效应现象
B．换用频率为
的光照射光电管阴极，光电子的最大初动能为
C．此光电管的逸出功为
D．换用频率为
的光照射光电管阴极，遏止电压为
5．X 射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X 光在内的各种能量的光，若只考虑电
子被阳极材料吸收后产生的光，其中光的能量最大值等于阴极发射电子的动能。则（ ）（已知阳极与
阴极之间的电势差为U、普朗克常量为h、电子电量为e 和光速为c）
A．X 光的最大波长为
B．X 光频率是不连续的
C．用X 射线管发出的光入射钠金属能产生光电效应，则产生光电子的最大初动能为
D．用波长为
的X 光照射钠金属，在散射光中有频率比
小的成分
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二、光电管加正向与反向电压情况分析
6．如图所示为研究光电效应的实验装置，当用能量为
的光照射涂有某种金属的阴极K 时，电流
表有示数。若阴极K 与阳极A 间的电势差
，电流表示数刚好为零，电子的电荷量为e。下列说
法正确的是（ ）
A．从金属表面逸出的光电子的最大初动能为
B．此金属的逸出功为
C．将P 向右移动，电流表的示数可能先增大后不变
D．将P 向右移动，从金属表面逸出的光电子的最大初动能增加
7．某实验小组用如图甲所示的实验装置探究不同金属发生光电效应时的实验规律，当用频率为
的入射光
照射金属
时电流表示数不为零，向右调节滑动变阻器的滑片P，直到电流表的示数刚好为零，此时电压
表的示数为
，该电压称为遏止电压，该实验小组得到
与的关系如图乙中的①所示，则下列有关说法
中正确的是（ ）
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A．实验时电源的右端为正极
B．分别用从氢原子能级2 到1 和能级3 到1 辐射的光照射金属
得到遏止电压
和
，则
C．换用不同的光照射逸出功更大的金属
时，得到的
关系可能如图乙中的②所示
D．当滑片P 向左滑动的过程中电流表的示数先增加后不变
8．如图所示，A、K 为光电管的两个电极，阴极K 由极限频率为
的钾制成，电压表V、电流计G 均为理
想电表。现用波长为
的光照射阴极K 发生光电效应，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，电子的电荷
量为e。则下列说法正确的是（ ）
A．阴极K 能发生光电效应，说明光具有粒子性
B．若电源N 端为正极，将滑片P 缓慢向右滑动，从K 板逸出的光电子最大初动能一定增大
C．若电源M 端为正极，电压表示数为
时，则电流表的示数恰好为0
D．若光电管两端的正向电压为U，则光电子到达A 的最大动能为
9．体温枪是测量人体体温常用的仪器。当红外线照射到某体温枪的温度传感器时，发生光电效应，将光
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信号转化为电信号，从而显示出人体的体温。已知人的体温正常时能辐射波长为
的红外线，用该红
外线照射光电管的阴极K 时，电路中有光电流产生，如图甲所示，光电流随电压变化的图像如图乙所示，
已知真空中的光速
，则（ ）
A．波长
的红外线在真空中的频率为
B．将图甲中的电源正负极反接，则一定不会产生电信号
C．光电子的最大初动能为0.02eV
D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增强，则光电管转换成的光电流增大
10．如图所示，电源的电动势为
，内阻不计。K 是光电管的阴极，A 是光电管的阳极，它们都是半径为
圆形金属板，两圆心间距离为，两圆心连线与两板垂直，当两板间存在电压时，板间的电场可视为匀强
电场。
为滑动变阻器，长度
。电压表
（0 刻度在表盘中间）和灵敏电流计
均为理想
表。频率为
的细激光束照射到K 的中心
上，使阴极发射光电子。合上开关S，当滑动变阻器的滑动触
头
从向左滑动到达
处时，灵敏电流计
读数刚好为0；当滑动变阻器的滑动触头
从向右滑动到
后，再向
滑动的过程中，电压表
读数增大而灵敏电流计
的读数保持不变。不计光电子之间的相互作
用和重力，普朗克常量为，电子带电量为
（为元电荷），电子质量为
，下列说法正确的是
（ ）
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A．光电子的最大初动能为
B．阴极K 的金属材料的逸出功为
C．阳极A 的半径不小于
D．换用光强更大的同种激光照射阴极K，滑动变阻器的滑动触头P 从向右滑动到
后，再向
滑动
的过程中，电压表
读数增大，灵敏电流计
的读数也增大
三、光电效应三类图像
11．下图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K 和阳极A 上的电压的关系图像，下列说
法正确的是（ ）
A．只要增大电压，光电流就会一直增大
B．遏止电压越大，说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越大
C．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定
D．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大
12．对于钠和钙两种金属，其遏止电压Uc与入射光频率
的关系如图所示。用h、e 分别表示普朗克常量
和电子电荷量，下列说法正确的是（ ）
A．钠的逸出功大于钙的逸出功
B．图中直线的斜率为
C．在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同
D．若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较低
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13．从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压
与入射光的频率
的关系，由此算出普朗克常量
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的正确性。按照密立根的方法
我们利用图1 所示的装置进行实验，得到了某金属的
图像如图2 所示。下列说法正确的是（ ）
A．该金属的截止频率约为4.32×1014Hz
B．该金属的截止频率约为5.50×1014Hz
C．该图像的斜率为普朗克常量
D．这种金属的逸出功约为1.83eV
14．用某单色光照射金属钛表面，发生光电效应。从钛表面放出光电子的最大初动能与入射光频率的关系
图线如图。则下列说法正确的是（ ）
A．钛的逸出功为6.67×10-19J
B．钛的极限频率为1.0×1015Hz
C．由图线可知光电子的最大初动能和入射光频率成正比
D．由图线可求得普朗克常量为6.67×10-34J•s
15．某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电效应的规律。根据实验数据，小刚同学作出了光电子的最大
初动能与入射光频率的关系图线如图乙所示，小娜同学作出了遏止电压与入射光频率的关系图线如图丙所
示。已知光电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（ ）
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A．如果图乙、图丙中研究的是同一金属的光电效应规律，则
B．如果研究不同金属光电效应的规律，在图乙中将得到经过（b，0）点的一系列直线
C．如果研究不同金属光电效应的规律，在图丙中将得到一系列平行的倾斜直线
D．普朗克常量
四、波尔理论和能级跃迁
16．如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于
能级，下列说法中正确的是（ ）
A．这群氢原子跃迁时能够发出4 种不同频率的光子
B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为
C．这群氢原子发出的光子中，从
能级跃迁到
能级时发出的光波长最长
D．这群氢原子跃迁时发出的光子频率连续
17．氢原子的能级图如图所示，则下列说法正确的是（ ）
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A．一群处于
能级的激发态的氢原子，最多能发出2 种不同频率的光子
B．一个处于
能级的激发态的氢原子，最多能发出2 种不同频率的光子
C．用能量为
的光子照射处于基态的氢原子，可以使氢原子激发
D．用能量为
的电子轰击静止的氢原子，可以使氢原子激发
18．氢原子的部分能级图如图所示，氢原子从
能级跃迁到
能级时，释放的光子的波长为
，从
能级跃迁到
能级时，释放的光子的波长为
。下列说法正确的是（ ）
A．用动能为
的电子碰撞处于基态的氢原子时，氢原子可能会发生跃迁
B．用
的光子照射大量处于基态的氢原子时，氢原子可能跃迁并发出一种频率的光
C．氢原子从
能级跃迁到
能级时，释放的光子的波长为
D．氢原子从
能级跃迁到
能级后，电子的动能增加，氢原子的能量减少
19．如图甲所示为氢原子光谱的巴耳末系（其光谱线是由
的能级向
的能级跃迁时发出的），四
条可见光谱线的波长已在图甲中标出。氢原子能级图如图乙所示。几种金属的逸出功如表所示。则下列说
法中正确的是（ ）
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金属
钨
钙
钾
铷
4.54
3.20
2.25
2.13
A．用
光照射时可让表中的两种金属发生光电效应
B．
谱线对应光子的能量小于
谱线对应光子的能量
C．
谱线对应的光子是氢原子从
能级向
能级跃迁发出的
D．氢原子从
能级向
能级跃迁时发出的光属于
射线
20．如图为氢原子的能级图，已知可见光光子的能量范围为1.62～3.11eV，锌板的电子逸出功为3.34eV，
那么对氢原子在能级跃迁的过程中辐射或吸收光子的特征认识正确的是（ ）
A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板，一定不能产生光电效应现象
B．用能量为11.0eV 的自由电子轰击，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C．处于n=2 能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线
D．处于n=3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离
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