第四章第2节光电效应基础过关练

第四章 第2节　光电效应 基础过关练
一、单选题
1．一金属表面，受蓝光照射时发射出电子，受绿光照射时无电子发射。下列有色光照射到这金属表面上时会引起光电子发射的是（　　）
A．紫光 B．橙光 C．黄光 D．红光
2．下列各种叙述中，符合物理学史事实的是（ ）．A．托马斯·杨通过对光的干涉的研究证实了光具有粒子性
B．普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说
C．赫兹首先通过实验证明了电磁波的存在
D．光电效应现象是爱因斯坦首先发现的
3．用一束单色光照射A、B两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大．则
A．若增大光照强度，则光电子的最大初动能增大
B．金属A的逸出功比金属B逸出功大
C．金属A的截止频率比金属B的截止频率低
D．得到的光电子在真空中运动的速度为光速
4．1921年爱因斯坦因为科学地解释了光电效应现象而获得了诺贝尔物理学奖。下列关于光电效应的说法正确的是（　　）
A．光电效应存在极限频率
B．光电流随着光强的增大而减小
C．只要光照时间足够长就能发生光电效应
D．光电子的最大初动能与入射光的频率无关
5．下列说法正确的是（　　）
A．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射
B．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大
C．卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过6次衰变和8次β衰变
6．关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是 （ ）
A．波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性
B．能量较大的光子其波动性越显著．
C．光波频率越高，粒子性越明显．
D．个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出显示波动性
7．氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射出a光，从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出b光．关于这两种光的下列说法正确的是
A．a光的光子能量比b光的光子的能量大
B．在同种介质中a光的传播速度比b光的传播速度小
C．若a光不能使某金属发生光电效应，则b光一定不能使该金属发生光电效应
D．在同一双缝干涉装置进行实验，所得到的相邻干涉条纹的间距，a光的比b的大一些
8．现有大量处于n=4能级的氢原子，当这些氢原子向低能级跃迁时会辐射出若干种不同频率的光，氢原子能级示意图如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．跃迁后核外电子的动能减小
B．最多可辐射出4种不同频率的光
C．由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光的波长最短
D．用n=4能级跃迁到n=2能级辐射的光照射逸出功为2.65eV的某种金属能发生光电效应
9．下列说法符合事实的是（ ）
A．α、β、γ射线比较，α射线的电离作用最弱
B．卢瑟福用α粒子散射实验，证明了原子核内存在质子
C．爱因斯坦提出光子说，从理论上成功解释了光电效应
D．某种元素的半衰期为两年，四年后该元素完全变成了另一种元素
10．下列说法正确的是（　　）
A．“康普顿效应”说明光具有能量，“光电效应”说明光具有动量
B．目前的核电站、核潜艇在利用核能时，发生的核反应方程均是
C．对于某种金属来说，其发生光电效应的极限频率是恒定的，且与入射光的强度无关
D．中子与质子结合成氘核时，需要吸收能量
11．一群氢原子处于基态时能量为，由于吸收某种单色光后氢原子产生能级跃迁，最多能产生3种不同波长的光。则在这3种不同波长的光中，最小波长为（普朗克常量为h，光速为c，激发态与基态之间的能量关系为）（　　）
A． B． C． D．
12．下列现象中，与原子核内部变化有关的是（　　）
A．天然放射现象 B．光电效应现象 C．粒子散射现象 D．原子发光现象
二、多选题
13．下列说法中正确的是______
A．光电效应和康普顿效应都揭示了光的波动性
B．运动粒子的物质波波长与其动量大小成反比
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长
D．研究原子核的结构是从α粒子的散射实验开始的
14．量子理论是现代物理学两大支柱之一．量子理论的核心观念是“不连续”．关于量子理论，以下说法正确的是（　　）
A．普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念，他被称为“量子之父”
B．爱因斯坦实际上是利用量子观念和能量守恒解释了光电效应
C．康普顿效应证明光具有动量，也说明光是不连续的
D．海森伯的不确定性关系告诉我们电子的位置是不能准确测量的
15．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
B．钛的极限频率为
C．光电子的最大初动能为
D．由图线可求得普朗克常量为
16．下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是________．
A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性
B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分
C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象
D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性
17．如图是涉及不同物理知识的四幅图，下列说法正确的是　　
A．图甲中，低频扼流圈的作用是“通高频阻低频”
B．图乙中，康普顿效应说明了光子具有波动性
C．图丙中，发生衰变时粒子在原子核中产生的方程为
D．图丁中，铀块的大小是图中链式反应能否进行的重要因素
18．蓝光相比红光具有频率高、能最大的特点，则以下叙述正确的是
A．发生全反射时红光的临界角小于蓝光的临界角
B．用同一干涉装置可看到红光的干涉条纹间距比蓝光宽
C．在同一均匀介质中蓝光的传播速度小于红光的传播速度
D．如果蓝光能使某种金属发生光电效应，红光也一定能使该金属发生光电效应
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
蓝光照射金属发生光电效应，说明蓝光的频率大于金属的极限频率，而绿光照射金属不能发生光电效应，说明绿光的频率小于金属的极限频率，而电磁波中的可见光部分按红橙黄绿蓝靛紫的顺序为频率逐渐增大，则红光、橙光、黄光的频率均小于金属的极限频率，不能发生光电效应，而紫光的频率大于蓝光的频率，则照射金属一定能发生光电效应而有光电子飞出，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．C
【解析】
【详解】
A．托马斯·杨通过对光的干涉的研究证实了光具有波动性。故A不符合题意。
B．为了解释光电效应实验现象爱因斯坦提出了光子说。故B不符合题意。
C．赫兹首先通过实验证明了电磁波的存在。故C符合题意。
D．光电效应是由赫兹首先发现的。故D不符合题意。
故选C。
3．C
【解析】
【详解】
A、根据光电效应方程和照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大，可知金属A的逸出功比金属B的逸出功小，金属A的截止频率比金属B的截止频率低，增大光照强度，单色光的频率不变，则光子的最大初动能不变，得到的光电子在真空中的速度小于光速，故C正确，ABD错误．
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
AC．每种金属都有它的极限频率，只有入射光子的频率大于该金属的极限频率时，才会发生光电效应，如果入射光子的频率小于该金属的极限频率，则无论光照强度多强，光照时间多么长，都不能发生光电效应，A正确，C错误；
B．当入射光子的频率大于金属的极限频率时，发生光电效应，产生光电流，入射光的强度越大，单位时间内发出光电子的数目越多，形成的光电流越大，B错误；
D．根据爱因斯坦光电效应方程
可知光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，D错误。
故选A。
5．B
【解析】
【详解】
A．紫光照射金属时有电子向外发射，发生了光电效应，说明紫光的频率大于金属的极限频率，但是红光比紫光的频率低，所以红光照射金属时不一定发生光电效应，不一定有电子向外发射，A错误；
B．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，根据库仑力提供向心力有
根据动能表达式有
解得，故当半径r增大时，动能减小；由于发生跃迁时要吸收光子，故原子的总能量增加，B正确；
C．卢瑟福通过粒子散射实验证实了原子的核式结构模型，C错误；
D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，质量数减少32，质子数减少10。根据质量数和核电荷数守恒，经过一次衰变，质量数减少4，质子数减少2，所以要经过8次衰变；经过一次β衰变，质量数不变，质子数增加1，所以要经过6次β衰变，D错误。
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
光的波粒二象性是指光波同时具有波和粒子的双重性质，但有时表现为波动性，有时表现为粒子性．故A正确．在光的波粒二象性中，频率越大的光，光子的能量越大，粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著，故C正确、B错误．光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故D正确．本题选择不正确的，故选B．
点睛：光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义．波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量．个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．频率越大的光，光子的能量越大，粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著．
7．D
【解析】
【详解】
辐射光子能量a小于b则A错，a光频率小所以在同一介质中a光传播速度大则B错，频率越高越容易使金属发生光电效应则C错，频率越小条纹间距越大则D对．
8．C
【解析】
【详解】
A．氢原子向低能级跃迁时，库仑力做正功，核外电子的电势能减小、动能增大，故A错误；
B．大量处于n=4能级的氢原子，当这些氢原子向低能级跃迁时会辐射出
种不同频率的光，故B错误；
C．由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光的能量最大即光子的频率最大，则光的波长最短，故C正确；
D．n=4能级跃迁到n=2能级辐射的光的能量为
则不能发生光电效应，故D错误。
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
射线比较，α射线的电离能力最强，A错误；卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子的核式结构，故B错误；爱因斯坦提出光子说，从理论上成功解释了光电效应，C正确；四年后还剩下四分之一该元素，D错误．
10．C
【解析】
【详解】
A．“康普顿效应”说明光具有动量，“光电效应”说明光具有能量，故A错误；
B．目前的核电站、核潜艇在利用核能时，发生的核反应方程均是核裂变方程，故B错误；
C．对于某种金属来说，其发生光电效应的极限频率只和金属本身有关，是恒定的，与入射光的强度无关。故C正确；
D．中子与质子结合成氘核时，核聚变放出能量，故D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
基态的氢原子吸收光子能量，最多能产生3种不同波长的光，说明基态的氢原子吸收光子能量后跃迁到了第3能级，当氢原子从第3激发态向基态跃迁时，辐射能量最大，波长最小。
基态的氢原子能量为，能级的原子能量为，因此从第三能级跃迁到基态
解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
12．A
【解析】
【详解】
A．天然放射现象是原子核内部发生变化自发地放射出射线或射线，从而发生衰变或衰变，反应的过程中核内核子数、质子数、中子数发生变化，A正确；
B．光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及原子核的变化，B错误；
C．粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及核内部的变化，C错误；
D．原子发光是原子跃迁形成的，没有涉及原子核的变化，D错误。
故选A。
13．BC
【解析】
【详解】
A．光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外，还具有动量，故A错误；
B．根据德布罗意波的波长公式可知，物质波的波长与其动量成反比，故B正确；
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为光子频率较小，波长太长，故C正确；
D．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，研究原子核的结构是从天然放射现象的发现，故D错误．
14．ABC
【解析】
【详解】
普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念，他被称为“量子之父”，选项A正确；爱因斯坦实际上是利用量子观念和能量守恒解释了光电效应，选项B正确； 康普顿效应证明光的粒子性，光具有动量，也说明光是不连续的，选项C正确； 海森伯的不确定性关系告诉我们，在微观领域，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量．故D错误；故选ABC.
15．ABD
【解析】
【分析】
根据光电效应方程得出光电子的最大初动能与入射光频率的关系，结合图线的斜率求出普朗克常量，结合横轴截距求出金属的极限频率，从而得出逸出功。
【详解】
AB．当最大初动能为零时，入射光的频率等于金属的极限频率，则金属的极限频率为
可以知道逸出功
故AB正确；
C．入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，根据该图无法得出光电子的最大初动能，故C错误；
D．根据光电效应方程知，图线的斜率等于普朗克常量，则
故D正确。
故选ABD。
16．CD
【解析】
【详解】
A．该选项解释光电效应现象，不能说明粒子的波动性；选项A错误；
B．该选项是康普顿效应，说明X射线具有粒子性；选项B错误；
C．该选项是说干涉现象，说明电子具有波动性；选项C正确；
D．晶体做电子束衍射实验说明电子具有波动性，选项D正确；
故选CD．
17．CD
【解析】
【分析】
高频扼流圈的作用是，通高频阻低频；低频扼流圈的作用，通直流阻交流；康普顿效应说明了光子具有粒子性；发生衰变时中子变成质子，粒子在原子核中产生的方程为，铀块达到一定体积才可发生链式反应．
【详解】
A．高频扼流圈的作用是“通低频阻高频”，低频扼流圈的作用是“通直流阻交流”，则A错误；
B．康普顿效应说明了光子具有粒子性，则B错误；
C．发生衰变时中子变成质子，粒子在原子核中产生的方程为，则C正确；
D．铀块达到一定体积才可发生链式反应，则D正确；
故选CD．
【点睛】
本题考查原子及原子物理，属于I级要求，重在平时的积累．
18．BC
【解析】
【详解】
A、红光的折射率比蓝光的折射率小，由可知红光的临界角比蓝光的大；故A错误；
B、根据，当用同一装置做双缝干涉实验时，双缝干涉条纹间距与光的波长成正比，红光的波长比蓝光长，所以红光的双缝干涉条纹间距大于蓝光双缝干涉条纹间距，故B正确；
C、红光的折射率比蓝光的折射率小，根据知，红光在介质中传播速度大于蓝光的传播速度，故C正确；
D、红光的折射率小，则红光的频率小，蓝光能使某金属发生光电效应，红光不一定能使该金属发生光电效应，故D错误．
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