4.1光電效應(yīng)基礎(chǔ)鞏固2021—2022學(xué)年高中物理粵教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)一、選擇題（共15題）1．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為v的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是（　?。?/span>A．增大入射光的強(qiáng)度，光電流保持不變B．減小入射光的照射時(shí)間，不能光電效應(yīng)C．改用頻率小于v的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D．改用頻率大于v的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大2．用頻率為的黃光照射金屬P時(shí)恰能發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率為的藍(lán)光照射金屬Q時(shí)也恰能發(fā)生光電效應(yīng)。已知普朗克常量為，則下列說(shuō)法正確的是（　?。?/span>A．金屬P的極限頻率大于金屬Q的極限頻率B．用頻率為的黃光照射金屬Q，照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，一定能使金屬Q發(fā)生光電效應(yīng)C．用頻率為的黃光照射金屬Q，且不斷增加黃光的光照強(qiáng)度，一定能使金屬Q發(fā)生光電效應(yīng)D．用頻率為的藍(lán)光照射金屬P時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為3．關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說(shuō)法正確的是（     ）A．只有入射光的波長(zhǎng)大于該金屬的極限波長(zhǎng)，光電效應(yīng)才能產(chǎn)生B．光電子的最大初動(dòng)能跟入射光的強(qiáng)度成正比C．發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于10-7sD．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目越多4．關(guān)于光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是(        )A．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多B．從金屬表面出來(lái)的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小C．只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．截止頻率越大的金屬材料逸出功越大5．與早期的電纜傳輸信息相比，光纖通信具有各方面壓倒性的優(yōu)勢(shì)。日前光纖信號(hào)傳輸主要采用以下三種波長(zhǎng)的激光：、、，均大于紅光波長(zhǎng)（）。下列說(shuō)法中正確的是（　?。?/span>A．光纖通信利用的是光的折射原理B．光纖中的激光能使熒光物質(zhì)發(fā)光C．若用紅光照射某光電管能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，光纖中的激光也一定可以D．若換用可見(jiàn)光傳輸信號(hào)，其在光纖中的傳播速度比現(xiàn)有的三種激光都慢6．當(dāng)用綠光照射光電管陰極時(shí)，可發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說(shuō)法中正確的是A．增大綠光照射強(qiáng)度，光電子最大初動(dòng)能增大B．增大綠光照射強(qiáng)度，電路中光電流增大C．改用比綠光波長(zhǎng)大的光照射光電管K極時(shí)，電路中一定有光電流D．改用比綠光頻率大的光照射光電管K極時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流7．在物理學(xué)的發(fā)展史上，許多科學(xué)家付出了艱辛的努力。下列說(shuō)法符合史實(shí)的是（　?。?/span>A．第谷經(jīng)過(guò)了大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)及推演，提出了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律B．密立根通過(guò)實(shí)驗(yàn)首先測(cè)得了元電荷的數(shù)值C．法拉第通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)資料的嚴(yán)格分析，得到“法拉第電磁感應(yīng)定律”D．愛(ài)因斯坦在研究電磁波的實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)8．如圖所示為研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)原理圖。已知光電管陰極材料的極限頻率為v0，現(xiàn)用頻率為v(v＞v0)的單色光照射光電管，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于圖示位置時(shí)，靈敏電流計(jì)的示數(shù)為零，下列說(shuō)法正確的是（　　）A．靈敏電流計(jì)的示數(shù)為零，是因?yàn)闆](méi)有發(fā)生光電效應(yīng)B．若不斷向左移動(dòng)滑片P，則靈敏電流計(jì)一定會(huì)有示數(shù)C．若不斷向右移動(dòng)滑片P，則靈敏電流計(jì)一定會(huì)有示數(shù)D．僅不斷增大入射光的光照強(qiáng)度，靈敏電流計(jì)一定會(huì)有示數(shù)9．下列哪些現(xiàn)象或者效應(yīng)能說(shuō)明光具有粒子性（　?。?/span>A．偏振現(xiàn)象 B．干涉現(xiàn)象C．康普頓效應(yīng) D．衍射現(xiàn)象10．如圖所示，一束可見(jiàn)光穿過(guò)平行玻璃磚后，變?yōu)?/span>a、b兩束單色光，則A．a光的頻率大于b光的頻率B．若a光是藍(lán)色光，則b光可能是黃色光C．若兩種光通過(guò)相同雙縫，則a光產(chǎn)生的干涉條紋間距比b光大D．若a光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)11．光電子飛出金屬表面的動(dòng)能大小取決于（　　）A．入射光的頻率 B．入射光的強(qiáng)度C．金屬板的表面積 D．入射光與金屬板之間的夾角12．用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。下列說(shuō)法中正確的是（　　）A．a光的頻率大于b光 B．a光的強(qiáng)度小于b光C．a光的遏制電壓小于b光 D．a光照射產(chǎn)生的光電流一定大于b光13．如圖所示發(fā)生光電效應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，那么下列選項(xiàng)中正確的是（     ）A．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子是從K極跑出來(lái)的B．靈敏電流計(jì)不顯示讀數(shù)，可能是因?yàn)槿肷涔鈴?qiáng)度太小C．靈敏電流計(jì)不顯示讀數(shù)可能是因?yàn)殡妷哼^(guò)低D．如果把電池極性接反，肯定不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)了14．愛(ài)因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出了光子說(shuō)，以下對(duì)光電效應(yīng)的解釋，正確的是（ ）A．金屬內(nèi)的每個(gè)電子可以吸收一個(gè)或一個(gè)以上的光子，當(dāng)它積累的動(dòng)能足夠大時(shí)，就能逸出金屬B．如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力逸出時(shí)需要做的最小功，只要照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，光電效應(yīng)也能發(fā)生C．由于不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的最低頻率也不相同D．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光子的能量就越大，光電子的最大初動(dòng)能就越大15．關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（　?。?/span>A．光電子來(lái)源于原子核內(nèi)部B．愛(ài)因斯坦最早發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)現(xiàn)象C．入射光頻率一定，光強(qiáng)越大飽和光電流越大D．愛(ài)因斯坦在研究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)首次提出了能量子的假說(shuō)二、填空題（共4題）16．鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子。光電子從金屬表面逸出的過(guò)程中，其動(dòng)量的大小___________（選填“增大”、“減小”或“不變”），原因是___________。17．用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為5eV的光照射到光電管上時(shí)，測(cè)得電流計(jì)上的示數(shù)隨電壓變化的圖像如圖乙所示，則金屬的逸出功為____eV，當(dāng)光電管上加正向電壓U=2V時(shí)，電子到達(dá)A極板的最大動(dòng)能為___eV.18．下列說(shuō)法中正確的是（       ）A．光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度成正比B．通過(guò)一個(gè)狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋，是屬于光的衍射現(xiàn)象C．一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的速度變慢，波長(zhǎng)變短D．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用黃光作為入射光．為了增大干涉條紋的間距，在不改變其它條今年下，該同學(xué)可以采用紅光作為入射光E．使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做解調(diào)19．如圖所示，在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，用弧光燈發(fā)出的紫外光照射鋅板，發(fā)現(xiàn)與鋅板導(dǎo)線相連接的驗(yàn)電器的指針張開(kāi)一個(gè)角度，此時(shí)鋅板帶________（選填“正電”、“負(fù)電”），若用下列電磁波照射鋅板也一定能使驗(yàn)電器指針張開(kāi)的是___________（選填“紅外光”、“γ射線”、“無(wú)線電波”）。三、綜合題（共3題）20．(1)有一條橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線，通過(guò)的電流I=1A，已知銅的密度?=8.9×103kg/m3、摩爾質(zhì)量M=6.4×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol－1，電子的電量e=1.6×10－19C。在這個(gè)問(wèn)題中可以認(rèn)為導(dǎo)線中每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子。求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率?（保留1位有效數(shù)字）(2)由上述計(jì)算結(jié)果可知：自由電子靠定向移動(dòng)通過(guò)一條1m長(zhǎng)的導(dǎo)線需要很長(zhǎng)時(shí)間?？墒请姛糸_(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電燈瞬間就亮了，感覺(jué)不到延遲。如何解釋這個(gè)現(xiàn)象？(3)進(jìn)一步研究表明：金屬內(nèi)自由電子在常溫下熱運(yùn)動(dòng)的速率為105m/s這個(gè)量級(jí)，其動(dòng)能用Ek0表示?？紤]這個(gè)動(dòng)能之后，光電效應(yīng)方程應(yīng)該是Ek0+h?=W0+Ekm，可是教材上光電效應(yīng)方程并沒(méi)有Ek0這一項(xiàng)。試通過(guò)定量計(jì)算說(shuō)明其原因。（已知電子質(zhì)量m=9.1×10－31kg，銅的截止頻率為1.06?1015Hz，普朗克常量h=6.63?10－34J?s，某次實(shí)驗(yàn)中單個(gè)光子能量約75eV=1.2?10－17J）21．如圖所示是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的原理圖。當(dāng)頻率為v0的可見(jiàn)光照射到陰極K上時(shí)，靈敏電流計(jì)中有電流通過(guò)，則（   ）（1）若將滑動(dòng)觸頭P逐漸由A端移向B端時(shí)，觀察到的現(xiàn)象是怎樣的？請(qǐng)分析其原因。（2）調(diào)換電源兩極，將滑動(dòng)觸頭P逐漸由A端移向B端，觀察到的現(xiàn)象是怎樣的？請(qǐng)分析其原因。22．如圖甲為氫原子的能級(jí)圖，設(shè)一群處于n=4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，頻率最大的光照射光電管陰極K.陰極K在極短時(shí)間內(nèi)吸收頻率最大的光子后逸出光電子，實(shí)驗(yàn)測(cè)得其反向遏止電壓為10.92V (如圖乙所示)．求:(1)一群處于n=4能級(jí)氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)能發(fā)出多少種頻率不同的光子?其中頻率最大的光子能量為多少電子伏特?(2)陰極K逸出的光電子的最大初動(dòng)能為多少電子伏特?(3)陰極K的逸出功為多少電子伏特?23．已知使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)的光的極限波長(zhǎng)為λ0=372mm．按照玻爾的理論,氫原子的基態(tài)能量為-13．6eV,試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明利用氫原子光譜中的光能否使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)（真空中的光速為c=3．00×108m/s,普朗克常數(shù)h=6.63×10-34J·s）
參考答案：1．D2．D3．D4．D5．D6．B7．B8．C9．C10．C11．A12．C13．A14．C15．C16．     減小     光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用（或需要克服逸出功）17．     3     418．BCD19．     正     γ射線20．(1)；(2)閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電路中的各個(gè)位置迅速建立了恒定電場(chǎng)，在恒定電場(chǎng)的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)開(kāi)始定向移動(dòng)，整個(gè)電路也就幾乎同時(shí)形成了電流，所以電燈瞬間就亮，感覺(jué)不到延遲；(3)電子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為銅的逸出功為自由電子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與銅的逸出功相比小2個(gè)數(shù)量級(jí)，與入射光子能量相比，小3到4個(gè)數(shù)量級(jí)，故在光電效應(yīng)方程中可以忽略。21．（1）觀察到：靈敏電流計(jì)中的電流先增大后不變。其原因?yàn)椋河妙l率為v0的可見(jiàn)光照射陰極K時(shí)，靈敏電流計(jì)中有電流通過(guò)，說(shuō)明產(chǎn)生了光電效應(yīng)，當(dāng)將滑動(dòng)觸頭P逐漸由A端移向B端時(shí)，增加了光電管兩端的電壓，使單位時(shí)間內(nèi)參與導(dǎo)電的，光電子數(shù)增多，所以光電流增大，當(dāng)光電流達(dá)到飽和光電流后，再增大電壓則光電流不會(huì)增大，所以將滑動(dòng)觸頭P逐漸由A端移向B端時(shí)，靈敏電流計(jì)中的電流先增大后不變。（2）觀察到：靈敏電流計(jì)中的電流先減小，減為零后不再隨反向電壓的增大而變化。其原因?yàn)椋赫{(diào)換電源兩極，將滑動(dòng)觸頭P逐漸由A端移向B端時(shí)，光電管兩端加了反向電壓，使光電管中的光電子減速運(yùn)動(dòng)，隨著電壓的增大，單位時(shí)間內(nèi)參與導(dǎo)電的光電子數(shù)減少，所以靈敏電流計(jì)中的電流會(huì)減小，當(dāng)反向電壓達(dá)到遏止電壓時(shí)，所有光電子都不能到達(dá)陽(yáng)極，此時(shí)光電流為零，所以將滑動(dòng)觸頭P逐漸由A端移向B端時(shí)，靈敏電流計(jì)中的電流先減小，減為零后不再隨反向電壓的增大而變化。22．（1）6種；12.75eV（2）10.92eV（3）1.83eV23．能 

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高中物理粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊(cè)電子課本

第一節(jié) 光電效應(yīng)

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