4.1光電效應基礎(chǔ)鞏固2021—2022學年高中物理粵教版（2019）選擇性必修第三冊一、選擇題（共14題）1．在光電效應實驗中，將一塊不帶電的鋅板與靈敏驗電器相連，當紫外線燈照射鋅板時，驗電器的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖所示，這時（　　）A．鋅板帶正電，指針帶正電B．若僅增大紫外線的頻率，則鋅板的逸出功增大C．若僅減小紫外線燈照射的強度，則可能不發(fā)生光電效應D．若僅增大紫外線燈照射的強度，則單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少2．如圖所示，是四個光學實驗現(xiàn)象，下列敘述錯誤的是（　?。?/span>A．甲圖光導纖維內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射B．乙圖研究光的干涉現(xiàn)象時，減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離減小C．丙圖一束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為a、b兩種單色光，a光的光子能量小于b光的光子能量D．丁圖光電效應實驗中，使驗電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷3．關(guān)于光電效應，下列說法正確的是（   ）A．光電子的動能越大，光電子形成的電流強度就越大B．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比C．對于任何一種金屬，都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應D．用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬逸出的光電子的初動能大4．銅焰色反應發(fā)綠色光，綠光對應的輻射波長為500~570nm．用該光照射下表金屬表面，一定能發(fā)生光電效應的是(        ) 已知普朗克常數(shù)h=6.63×10-34J·s．金屬鎢鈣鉀銣W0(×10-19J)7.265.123.603.41A．鎢B．鈣C．鉀D．銣5．關(guān)于光電效應，以下說法正確的是（       ）A．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比B．光電子的最大初動能越大，形成的光電流越強C．能否產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量是否大于或等于金屬的逸出功D．用頻率是的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應，改用頻率是v2的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應6．如圖所示，用綠光照射一光電管，能產(chǎn)生光電效應。欲使光電子從陰極K逸出時的最大初動能增大，下列方法可行的是（　　）A．增加綠光照射時間B．改用紫光照射C．增大光電管上的加速電壓D．增大綠光的強度7．關(guān)于光電效應，下列說法正確的是（　?。?/span>A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B．只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應C．從金屬表面逸出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小D．入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少8．如圖所示為氫原子能級的示意圖?，F(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)。當向低能級躍遷時將輻射出若干不同頻率的光。關(guān)于這些光，下列說法正確的是（　?。?/span>A．頻率最大的光是由n=4能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的B．頻率最小的光是由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D．用n=3能級躍遷到n=2能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬箔能發(fā)生光電效應9．對光電效應的理解，以下說法正確的是（   ）A．金屬內(nèi)的每個電子可以吸收一個或一個以上的光子，當它積累的動能足夠大時，就能從金屬逸出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需要做的最小功，光電效應便不能發(fā)生了．但如換用波長更長的入射光子，則有可能發(fā)生光電效應C．發(fā)生光電效應時，入射光越強，光子的能量就越大，光電子的最大初動能越大D．由于不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應的入射光的最低頻率也不相同10．在物理學發(fā)展過程中，許多物理學家的科學研究推動了人類文明的進程，以下幾位物理學家所作的科學貢獻或者研究方法中，正確的說法是（　?。?/span>A．菲涅爾發(fā)現(xiàn)了光的干涉現(xiàn)象B．愛因斯坦最早引入了能量子概念，并成功解釋了光電效應現(xiàn)象C．麥克斯韋預言了電磁波的存在，還揭示了電、磁、光現(xiàn)象的統(tǒng)一性，并且通過實驗進行了證實D．惠更斯發(fā)現(xiàn)單擺做簡諧運動的周期與擺長的二次方根成正比，與重力加速度的二次方根成反比11．如圖所示為氫原子的能級圖，下列說法正確的是（　?。?/span> A．用光子能量為11eV的光照射處于基態(tài)的氫原子，可使其發(fā)生躍遷B．一個氫原子從n=4能級躍遷，最多能夠發(fā)出6種不同頻率的光C．大量氫原子從n=4能級躍遷發(fā)出的光，都可以使逸出功為10.2ev的金屬發(fā)生光電效應。D．大量氫原子從n=4能級躍遷發(fā)出的光，其中n=4能級躍遷到n=1能級發(fā)出的光波長最短12．顏色不同的a光和b光由某介質(zhì)射向空氣時，臨界角分別為Ca和Cb，且Ca＞Cb ．當用a光照射某種金屬時發(fā)生了光電效應，現(xiàn)改用b光照射，則（       ）A．不一定能發(fā)生光電效應B．光電子的最大初動能增加C．單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)增加D．入射光強度增加13．圖甲和乙是兩個著名物理實驗的示意圖，這兩個實驗使人們對光的本性有了全面、深刻的認識．有關(guān)這兩個實驗，下列說法正確的是A．圖甲為單縫衍射實驗的示意圖，實驗證明了光具有波動性B．圖乙為光電效應實驗的示意圖，實驗證明了光具有粒子性C．圖甲實驗中光屏上接收到的條紋是與雙縫垂直的豎條紋D．圖乙實驗中用紫外線照射鋅板，驗電器的指針張開，若改用黃光照射，驗電器的指針也張開14．如圖所示，一束復色光從空氣中射入水中，分成兩束單色光a和b，則下列說法中正確的是（　?。?/span>A．在水中，a光的頻率大于b光的頻率B．在水中，a光的光速大于b光的光速C．在水中，a光的波長大于b光的波長D．若a光照射到某金屬上能發(fā)生光電效應，則b光照射該金屬上也一定能發(fā)生光電效應二、填空題（共4題）15．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程中，其動量的大小___________（選填“增大”、“減小”或“不變”），原因是___________。16．如圖所示，一塊銅板暴露在紫外線中，觀測到有電子e從銅板下表面逸出。當在銅板所在空間加一方向垂直于板面、大小為E的勻強電場時，電子能運動到距板面的最大距離為d，則電場對電子所做的功是__________；若紫外線的頻率為，普朗克常量為h，則銅板的截止頻率為___________。17．圖示是氫原子能級示意圖，一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，若它們自發(fā)地躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)時，核外電子的動能______ （填“增大”或“減小”）；若這一群氫原子都躍遷到基態(tài)，則放出的光子中有______種光子能使金屬鉀（逸出功為2.25eV）發(fā)生光電效應。18．如右圖所示，一驗電器與鋅板相連，在A處用一紫外線燈照射鋅板，關(guān)燈后，指針保持一定偏角．（1）驗電器指針帶____________電（填“正”或“負”）．（2）使驗電器指針回到零，再用相同強度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉(zhuǎn)．那么，若改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗電器指針____________（填“有”或“無”）偏轉(zhuǎn)．（3）實驗室用功率P=1 500 W的紫外燈演示光電效應．紫外線波長λ=2 53 nm，陰極離光源距離d=0.5 m，原子半徑取r=0.5×10-10 m，則陰極表面每個原子每秒鐘接收到的光子數(shù)為________________．(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s) 三、綜合題（共4題）19．如圖所示電路可研究光電效應的規(guī)律。圖中標有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極。理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現(xiàn)接通電源，用光子能量為9.5eV的光照射陰極K，電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為5.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，求：(1)光電管陰極材料的逸出功；(2)若改用光子能量為12.5eV的光照射陰極K，則到達陽極A時光電子的動能的最大值。20．(1)有一條橫截面積S=1mm2的銅導線，通過的電流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。在這個問題中可以認為導線中每個銅原子貢獻一個自由電子。求銅導線中自由電子定向移動的速率?（保留1位有效數(shù)字）(2)由上述計算結(jié)果可知：自由電子靠定向移動通過一條1m長的導線需要很長時間?？墒请姛糸_關(guān)閉合時，電燈瞬間就亮了，感覺不到延遲。如何解釋這個現(xiàn)象？(3)進一步研究表明：金屬內(nèi)自由電子在常溫下熱運動的速率為105m/s這個量級，其動能用Ek0表示。考慮這個動能之后，光電效應方程應該是Ek0+h=W0+Ekm，可是教材上光電效應方程并沒有Ek0這一項。試通過定量計算說明其原因。（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，某次實驗中單個光子能量約75eV=1.210－17J）21．如圖所示，當開關(guān)S斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當電壓表讀數(shù)為0.60 V時，電流表讀數(shù)恰好為零，已知普朗克常量，試求：（1）光電子的最大初動能Ek； （2）該金屬的極限頻率νC．22．幾種金屬的溢出功W0見下表：用一束可見光照射上述金屬的表面，請通過計算說明哪些能發(fā)生光電效應．已知該可見光的波長范圍為4.0×10-7~7.6×10-7m，普朗克常數(shù)h=6.63×10-34J·s．
參考答案：1．A2．B3．C4．C5．C6．B7．A8．A9．D10．D11．D12．B13．B14．A15．     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）16．          17．     增加     418．     正．     無     5個19．(1)4.5eV；(2)3.0eV20．(1)；(2)閉合開關(guān)的瞬間，電路中的各個位置迅速建立了恒定電場，在恒定電場的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時開始定向移動，整個電路也就幾乎同時形成了電流，所以電燈瞬間就亮，感覺不到延遲；(3)電子熱運動的動能為銅的逸出功為自由電子熱運動動能與銅的逸出功相比小2個數(shù)量級，與入射光子能量相比，小3到4個數(shù)量級，故在光電效應方程中可以忽略。21．（1）0.6eV（2）4.6×1014Hz22．納、鉀、銣 

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高中物理粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊電子課本

第一節(jié) 光電效應

版本： 粵教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第三冊

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