专题15 近代物理试题汇编
1.(2019·河北省邢台市调研)如图所示是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转.则以下说法正确的是( )
A.将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数一定增大 B.如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数
C.将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大
D.将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移动一些，电流表的读数可能不为零 【答案】 D
【解析】 将滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和光电流，则电流表的示数可能不变，故A错误.紫光的频率比绿光频率大，则改用紫光照射该金属时一定能发生光电效应，则电流表一定有示数，故B错误.将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间内通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间内从金属表面逸出的光电子数不变，饱和光电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，故C错误.将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移动一些，若此时的电压仍小于遏止电压，则电流表有示数，故D正确.
2.(2019·四川省成都市调研)氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm，下列判断正确的是( )
A.氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm
B.当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV的钾发生光电效应
C.一个处于n＝4的能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线 D.用能量为1.0 eV的光子照射处于n＝4能级的氢原子，可以使氢原子电离 【答案】 D
1
【解析】 氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时，辐射光的能量大于氢原子从n＝3的能级跃hc
迁到n＝2的能级时辐射光的能量，根据E＝可知，氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时，
λ辐射光的波长一定小于656 nm，故A错误；从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射出的光子能量为2.55 eV，大于金属钾的逸出功，能使钾发生光电效应，故B错误；一个处于n＝4的能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C错误；当处于n＝4能级的氢原子吸收的能量大于或等于0.85 eV时，将会被电离，故D正确.
3. (2019·广东省中山一中、仲元中学等七校第一次模拟)如图，实验中分别用波长为λ1、λ2的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，设电子的质量为m，带电荷量为e，真空中的光速为c，下列说法正确的是( )
A.若λ1>λ2，则U1>U2
B.根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率 C.用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU1 D.入射光的波长与光电子的最大初动能成正比 【答案】 C
hc
【解析】 根据爱因斯坦光电效应方程，有：－W0＝Ekm＝eUc，因此若λ1＞λ2，则U1＜U2，故A
λhchc
错误；根据－W0＝eU1；－W0＝eU2，其中的W0＝hνc，三式联立可求解h和νc，选项B错误；用
λ1λ2hc
λ1照射时，光电子的最大初动能为eU1，选项C正确；根据－W0＝Ekm可知入射光的波长与光电子
λ的最大初动能不成正比，故D错误.
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4.(2018·全国卷Ⅲ·14)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核13Al，产生了第一个人工放射性
核素X：α＋2713Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为( ) A.15和28 B.15和30 C.16和30 D.17和31 【答案】 B
27130【解析】 将核反应方程式改写成42He＋13Al→0n＋X，由电荷数和质量数守恒知，X应为15X.
5(2018·安徽省宿州市一质检)某实验小组用如图甲所示的电路研究a、b两种单色光的光电效应规律，通过实验得到的光电流I与电压U的关系如图乙所示.则( )
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A.a、b两种光的频率νa<νb
B.金属K对a、b两种光的逸出功Wa>Wb
C.a、b两种光照射出的光电子的最大初动能Eka>Ekb D.a、b两种光对应的遏止电压Ua>Ub 【答案】 A
【解析】 单色光b照射后遏止电压较大，根据Ekm＝eUc知，b光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0得，b光的频率大于a光的频率，故A正确，C、D错误；根据逸出功W0＝hνc，可知同一金属的极限频率相同，故逸出功相同，故B错误.
6.(2018·四川省第二次“联测促改”)如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节滑动变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为
4λ0的单色光重复上述实验，当电5
压表的示数增加到原来的3倍时，电流表的示数又恰好减小为零.已知普朗克常量为h，真空中光速为c.该金属的逸出功为( )
5hchc7hc7hcA. B. C. D. 4λ0λ08λ04λ0【答案】 C
【解析】 当电压表读数大于或等于U时，电流表读数为零，则遏止电压为U.根据光电效应方程，c
则光电子的最大初动能为：Ekm＝eU＝h－W0；
λ04λ0c
用波长为的单色光照射时，Ekm＝3eU＝h－W0；
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λ507hc
联立解得：W0＝，故C正确，A、B、D错误.
8λ0
6.(2018·山西省孝义市第一次模拟)从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量.他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，作出图乙所示的Uc－ν的图象，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性.已知电子的电荷量为e，则下列普朗克常量h的表达式正确的是( )
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e?Uc2－Uc1?A.h＝
ν2－ν1ν2－ν1
C.h＝
e?Uc2－Uc1?【答案】 A
hW0【解析】 根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0及动能定理eUc＝Ek，得Uc＝ν－，所以图象
eeUc2－Uc1he?Uc2－Uc1?
的斜率k＝＝，则h＝，故A项正确.
eν2－ν1ν2－ν1
7.(2018·广东省潮州市下学期综合测试)用如图甲所示的装置研究光电效应现象.用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν 的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是( )
Uc2－Uc1B.h＝
e?ν2－ν1?e?ν2－ν1?D.h＝ Uc2－Uc1
b
A.普朗克常量为h＝
a
B.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大
C.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变 D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数增大 【答案】 A
【解析】 根据Ekm＝hν－W0可得，图线纵截距的绝对值等于金属的逸出功，即等于b.当最大初动能b
为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为a，那么普朗克常量为h＝，故A正
a确；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与照射光的频率有关，与光的强度无关，故B错误；若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小，那么电流表G的示数会减小，故C、D错误.
8.(2018·河南省濮阳市第三次模拟)用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、频率等物理量的关系.图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知( )
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A.单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最大 B.单色光a和c的频率相同，且a光更强些，b光频率最大 C.单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最小 D.单色光a和c的频率不同，且a光更强些，b光频率最小 【答案】 B
【解析】 a、c两单色光照射后遏止电压相同，根据Ekm＝eUc，可知产生的光电子最大初动能相等，则a、c两单色光的频率相等，光子能量相等，由于a光的饱和光电流较大，则a光的强度较大，单色光b照射后遏止电压较大，根据Ekm＝eUc，可知b光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0得，b光的频率大于a光的频率，故A、C、D错误，B正确.
9.(2018·广西桂林、百色和崇左市第三次联考)金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如图所示.则由图象可知( )
A.入射光频率越大，该金属的逸出功越大 B.入射光的频率越大，则遏止电压越大(ν>ν0) UC.由图可求出普朗克常量h＝ ν0
D.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 【答案】 B
【解析】 当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0＝hν0，逸出功与入射光频率无关，是由金属材料决定的，故A错误；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0和eUc＝EkmhνW0得：Uc＝－，当入射光的频率大于等于极限频率时，入射光的频率越大，则遏止电压越大，故B
eehνW0heU
正确；由Uc＝－，知图线的斜率等于，由题图可以得出斜率的大小，则普朗克常量为h＝，
eeeν0故C错误；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，得光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，不是成正比，故D错误.
10.(2018·湖南省益阳市4月调研)关于下列物理史实与物理现象，说法正确的是( ) A.光电效应现象由德国物理学家赫兹发现，爱因斯坦对其做出了正确的解释 B.只有入射光的频率低于截止频率，才会发生光电效应
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2020届高考物理一轮复习 专题15近代物理
