《2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训》专题81 光电效应、玻尔理论（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训
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．很多商店装有光电池电子眼探测设备，当顾客到来时，门会自动打开。这种设备的原理是：当光的强
度变化时，传感器产生的电流发生改变。这是光电效应的一种应用。下列说法正确的是（）
A．光电效应说明光具有波动性
B．发生光电效应时，饱和光电流与入射光的强度无关
C．发生光电效应时，其他条件不变，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大
D．发生光电效应时，其他条件不变，入射光的频率越大，光电子形成的电流越大
【答案】C
【详解】A．光电效应说明光具有粒子性，故 A项错误。
B．入射光的强度越大，单位时间内光电子的数目越多，饱和光电流越大，故 B项错误。
CD．根据光电效应方程 Ek＝h－W0可知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能也越大，但单位时间
内的光电子数量不变，因此形成光电流的大小不变，故 C项正确，D项错误。故选 C。
2．光伏发电是提供清洁能源的方式之一、光伏发电的原理是光电效应，设频率为 的入射光照射某金属
A时刚好发生光电效应，照射某金属 B时光电子的最大初动能为 。已知普朗克常量为 h，电子电荷量大
小为 e，下列说法正确的是（　　）
A．让金属 A发生光电效应的入射光的截止频率是金属 B的2倍
B．持续增大照射金属 A的入射光的强度，可以不断增大光电子的最大初动能
C．以频率为 的入射光照射金属 A，当光强增加一倍，光电流的大小也增加一倍
D．若用频率为 的光分别照射 A、B两种金属，光电子的最大初动能之比为 2 1∶
【答案】A
【详解】A．根据题意，由光电效应方程可知，金属 A的截止频率为 ，又有
可得 则金属 B的截止频率为 ，即让金属 A发生光电效应的入射光的截止频率是金属 B的2倍，
故A正确；
B．由光电效应方程可得，光电子的最大初动能 可见，最大初动能与入射光的强度无关，故 B
错误；
C．由于 小于金属 A的极限频率 ，则用频率为 的入射光照射金属 A，无论光照强度如何，不会发生
光电效应，不会有光电流产生，故 C错误；
D．由光电效应方程可知，用频率为 的光分别照射 A、B两种金属，光电子的最大初动能之比为
故D错误。故选 A。
3．如图所示，由波长为 1和2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射
光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分
别是波长为 1和2的光形成的距离 O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一
侧面 M和N位置射出。已知两束光照射某种金属时均可以发生光电效应。则（　　）
A．1<2B．波长为 1的光对应的折射率大
C．N是波长为 1的光的出射位置 D．波长为 1的光对应的电子最大初动能大
【答案】C
【详解】AB．由双缝干涉条纹间距的公式 可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长
条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知 可知两束光频率 折射率 n1<n2
，
AB 错误；
C．反射光经过三棱镜后分成两束色光，由图可知进入三棱镜时 N光的折射角大，又由折射定律可知，N
光的折射率小，所以是波长为 的光的出射位置，C正确；
D．两束光照射同种金属发生光电效应，入射光频率越小，电子的最大初动能越小，波长为的 的光对应
的电子最大初动能小，D错误。故选 C。
4．某种火灾报警装置的工作电路图如图所示，它的核心部件为紫外线光电管，其中 A为阳极，K为阴
极，发生火灾时c、d端有输出电压实施报警。已知地表附近太阳光中紫外线光子的能量介于3.1eV~3.9eV
之间，明火中的紫外线光子的能量介于4.4eV~6.2eV 之间。几种金属单质的逸出功如下表所示，若光电管
阴极材料 K选用金属铝，则下列说法正确的是（
　　
）
金属单
质
钾钠锌铝
逸出功
/eV
2.2
5
2.29
3.3
8
4.21
A．太阳光照射时 c、d端有输出电压
B．明火照射时 c、d端有输出电压
C．若阴极K材料选用金属锌，能实现有效报警
D．明火中紫外线波长越长，光电子的最大初动能越小
【答案】BD
【详解】A．因为太阳光中紫外线光子能量介于3.1eV~3.9eV之间，小于金属铝的逸出功4.21eV，不发生
光电效应，c、d端没有输出电压，故 A错误；
B．明火中的紫外线光子能量介于4.4eV~6.2eV 之间，大于金属铝的逸出功，会发生光电效应，c、d端有
输出电压，故 B正确；
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