4.2光電效應(yīng)同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)一、選擇題（共15題）1．用光照射金屬表面，沒有發(fā)射光電子，這可能是由于（   ）A．入射光強(qiáng)度太小B．照射的時(shí)間太短C．光的波長(zhǎng)太短D．光的頻率太低2．已知某種金屬的極限頻率為，普朗克常量為h，電子的電荷量為e。若用頻率為的光照射此金屬板，則該金屬板的遏止電壓為（　?。?/span>A． B． C． D．3．用一束紫光照射某金屬表面時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，為使該金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可以采取的措施是（   ）A．延長(zhǎng)該紫光的照射時(shí)間B．改用頻率比該紫光高的紫外線照射C．增大該紫光的強(qiáng)度D．改用波長(zhǎng)比該紫光長(zhǎng)的藍(lán)光照射4．用光照射某種金屬，金屬表面有電子逸出。若保持入射光的頻率不變，減小入射光的強(qiáng)度，則（　　）A．光電子的最大初動(dòng)能減小 B．光電子的最大初動(dòng)能保持不變C．可能無電子從金屬表面逸出 D．單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目不變5．如圖所示為研究光電效應(yīng)的電路圖。開關(guān)閉合后，當(dāng)用波長(zhǎng)為的單色光照射光電管的陰極K時(shí)，電流表有示數(shù)。下列說法正確的是（　　） A．讓滑片P向D端移動(dòng)，電流表的示數(shù)一定增大B．增加該單色光的強(qiáng)度，電流表示數(shù)一定增大C．改用波長(zhǎng)大于的單色光照射陰極K，電流表一定有示數(shù)D．改用波長(zhǎng)小于的單色光照射陰極K，陰極K的逸出功變大6．非接觸式體溫測(cè)量?jī)x可以通過人體輻射的紅外線測(cè)量體溫，紫外線燈可以在無人的環(huán)境下消殺病毒。紅外線和紫外線相比較（　　）A．紅外線的光子能量比紫外線的大B．真空中紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的長(zhǎng)C．真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大D．紅外線的頻率比紫外線高7．某同學(xué)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置（電源正負(fù)極可調(diào)換）來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)分別用頻率為、的單色光照射光電管的陰極K時(shí)，測(cè)得遏止電壓之比為，則下列說法中正確的是（　　）A．若測(cè)遏止電壓，應(yīng)選擇電源右端為負(fù)極B．當(dāng)電源左端為正極時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)持續(xù)增大C．增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能也一定增大D．光電管金屬的截止頻率為8．如圖所示，在光電效應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)中，把一塊鋅板連在驗(yàn)電器上，并使鋅板帶負(fù)電，驗(yàn)電器指針張開。用紫外線燈照射鋅板，觀察到驗(yàn)電器的指針先閉合后又張開，此時(shí)（　?。?/span> A．鋅板帶負(fù)電，驗(yàn)電器指針帶正電B．鋅板帶負(fù)電，驗(yàn)電器指針帶負(fù)電C．鋅板帶正電，驗(yàn)電器指針帶正電D．鋅板帶正電，驗(yàn)電器指針帶負(fù)電9．環(huán)境監(jiān)測(cè)中通常需要監(jiān)測(cè)煙塵濃度。如圖所示為光電式煙塵濃度計(jì)的工作原理圖。光源1發(fā)出的光線經(jīng)聚光透鏡2后，再經(jīng)半透半反鏡3分成兩束強(qiáng)度相等的光線。其中一路光線經(jīng)反射鏡4后穿過被測(cè)煙塵，有部分光線被煙塵吸收或散射（光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，使光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象）后，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換電路6轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)U1.另一路光線直接到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路7（6、7完全相同）后，產(chǎn)生作為被測(cè)煙塵濃度的參比電壓信號(hào)U2.運(yùn)算電路通過U1和U2的比值計(jì)算出被測(cè)煙塵的濃度。根據(jù)上述信息應(yīng)用所學(xué)知識(shí)可以判斷（　　）A．沒有煙塵時(shí)，U1和U2的比值應(yīng)該為零B．散射過程中動(dòng)量守恒定律不成立C．如果用全反射棱鏡作為反射鏡4，其折射率至少為2D．煙塵濃度越高時(shí)，U1和U2的差值越大10．如圖所示為光電管工作原理圖，當(dāng)有波長(zhǎng)(均指真空中的波長(zhǎng)，下同)為的光照射陰極 時(shí)，電路總有光電流，則(          )A．換用波長(zhǎng)為 的光照陰極 時(shí)，電路中一定沒有光電流B．換用波長(zhǎng)為 的光照射陰極 時(shí)，電路中一定有光電流C．增大電路中電源的端電壓，電路中的光電流一定增大D．將電路中電源的極性反接，電路中一定沒有光電流11．a、b兩束單色光分別用同一雙縫干涉裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩次實(shí)驗(yàn)雙縫與屏的距離相等，在屏上得到如圖所示的干涉圖樣，圖中白色區(qū)域?yàn)榱翖l紋，圖甲和圖乙分別是a光和b光照射時(shí)形成的干涉圖樣，兩圖樣的尺寸都是原始尺寸。下列關(guān)于a、b兩束單色光的說法正確的是（　?。?/span>A．a光的光子能量較大B．在水中a光傳播的速度較小C．玻璃對(duì)a光的折射率較大D．若用b光照射某金屬?zèng)]有光電子逸出，則a光照射該金屬時(shí)也沒有光電子逸出12．分別用波長(zhǎng)為λ和??的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為2:3，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為（　　）A． B． C． D．13．如圖所示，陰極K用極限波長(zhǎng)λ0=0.66μm的金屬銫制成，現(xiàn)用綠光照射陰極K，調(diào)整兩個(gè)極板電壓，當(dāng)A極板電壓比陰極高出2.5V時(shí)，光電流達(dá)到飽和，電流表示數(shù)為I=0.64μA，當(dāng)A極板電壓比陰極低0.6V時(shí)，光電流恰好為零，電子的電荷量e=1.60×10﹣19C，以下說法正確的是（　　）A．每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)6.4×1012個(gè)B．光電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能為9.6×10﹣20JC．如果把照射陰極的綠光的光強(qiáng)增大為原來的2倍，飽和光電流仍然不變D．現(xiàn)改用波長(zhǎng)為0.74μm的紅光照射，從陰極飛出的光電子的最大初動(dòng)能會(huì)增大14．實(shí)驗(yàn)得到金屬鈣的光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示．下表中列出了幾種金屬的截止頻率和逸出功,參照下表可以確定的是　(　　) A．如用金屬鎢做實(shí)驗(yàn)得到的Ekm-ν圖線也是一條直線,其斜率比圖中直線的斜率大B．如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)得到的Ekm-ν圖線也是一條直線,其斜率比圖中直線的斜率大C．如用金屬鎢做實(shí)驗(yàn),當(dāng)入射光的頻率ν<ν1時(shí),可能會(huì)有光電子逸出D．如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)得到的Ekm-ν圖線也是一條直線,設(shè)其延長(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,-Ek2),則Ek2<Ek115．一束可見光a由三種單色光m、p、n組成．光束a通過三棱鏡后的情況如圖所示，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)單色光p能使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，下列敘述正確的是（       ）A．真空中單色光m的波長(zhǎng)小于n的波長(zhǎng)B．單色光m的頻率大于n的頻率C．單色光n一定可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．在三棱鏡中，單色光m的傳播速度小于n的傳播速度二、填空題（共4題）16．在光照射下物體表面逸出________的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)．17．用單色光a照射某金屬表面，單位時(shí)間內(nèi)飛出的光電子數(shù)為m?，F(xiàn)改用頻率更大、強(qiáng)度較弱的單色光b照射該金屬，則b光的光子能量_____a光的光子能量，單位時(shí)間內(nèi)飛出金屬表面的光電子數(shù)_____m（均選填“大于”，“小于”或“等于”）。18．下表是按照密立根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的某金屬的遏止電壓和入射光頻率的幾組數(shù)據(jù)．已知電子電量⑴在圖中畫出-圖象_______________； ⑵由圖象可得該金屬的截止頻率________Hz；普朗克常量________．（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）19．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了利用光電效應(yīng)測(cè)量普朗克常量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中通過測(cè)定遏止電壓UC和對(duì)應(yīng)入射光頻率v的數(shù)據(jù)，即可求出普朗克常量h。該小組的一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：頻率v（1014Hz）8.2137.4086.8795.4905.196遏止電壓UC（V）1.6001.2781.0740.4880.378（1）建立UC-v的坐標(biāo)系，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖乙中描繪UC隨v變化的圖線______；（2）已知元電荷e=1.6×10-19C，利用圖乙畫出的圖線求出普朗克常量h______J·s（保留兩位有效數(shù)字）；（3）由于多種因素的影響，各條譜線對(duì)應(yīng)的遏止電壓和理論值相比都相差了ΔU，試分析對(duì)普朗克常量h的測(cè)量有沒有大的影響：______。三、綜合題（共14題）20．一光電管的陰極K用截止頻率為ν的金屬銫制成，光電管陽極A和陰極K之間的正向電壓為U，用波長(zhǎng)為λ的單色光射向陰極，產(chǎn)生了光電流，已知普朗克常量為h，電子電荷量為e，真空中的光速為c.求：（1）金屬銫的逸出功W；（2）光電子到達(dá)陽極的最大動(dòng)能；（3）用波長(zhǎng)為λ的光照射金屬的表面，當(dāng)遏止電壓取某個(gè)值時(shí)，光電流便被截止，當(dāng)光的波長(zhǎng)改變?yōu)樵ㄩL(zhǎng)的，已查明使電流截止的遏止電壓必須增大到原值的η倍，試計(jì)算原入射光的波長(zhǎng)λ。（已知該金屬的逸出功為W0）21．如圖所示，一光電管的陰極用極限波長(zhǎng)λ0=500nm的鈉制成。用波長(zhǎng)λ=300nm的紫外線照射陰極，光電管陽極A和陰極K之間的電勢(shì)差U=2.1V，飽和光電流的值（當(dāng)陰極K發(fā)射的電子全部到達(dá)陽極A時(shí)，電路中的電流達(dá)到最大值，稱為飽和光電流）I=0.56μA。（普朗克常量h=6.63×10-34J·s，真空中光速c=3.0×108m/s，電子電荷量的絕對(duì)值e=1.6×10-19C，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（1）求每秒鐘內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目。（2）求電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能。（3）如果電勢(shì)差U不變，而照射光的強(qiáng)度增到原值的三倍，此時(shí)電子到達(dá)A極的最大動(dòng)能是多大？22．某電臺(tái)發(fā)射功率為10kW，在空氣中波長(zhǎng)為200 m的電磁波。（結(jié)果均保留1位有效數(shù)字）求：(1)該電臺(tái)每秒鐘從天線發(fā)射多少個(gè)光子？（h=6.63×10-34 J。s，取6.63×3=20）(2)若發(fā)射的光子四面八方視為均勻的，求在離天線2.5 km處，直徑為2 m的環(huán)狀天線每秒接收的光子數(shù)和天線的接收功率？23．某科技小組買到幾個(gè)光電管，想測(cè)量這種光電管材料的截止頻率，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室找到了幾塊標(biāo)有波長(zhǎng)數(shù)值的濾光片（如圖所示），請(qǐng)據(jù)此設(shè)計(jì)可行的測(cè)量方案。
參考答案：1．D2．A3．B4．B5．B6．B7．D8．C9．D10．B11．D12．A13．B14．D15．C16．電子（光電子）17．     大于     小于18．               19．          6.0×10-34~6.8×10-34     見解析20．（1）W＝hν；（2）；（3）21．（1）（個(gè)）；（2）；（3）22．(1)1×1031個(gè)；(2) 個(gè)，4×10-4W23．光電管材料截止頻率的測(cè)量方案如下：（1）選取某一標(biāo)稱波長(zhǎng)（如460 nm）的濾光片，使射入光電管的光為該波長(zhǎng)的單色光。（2）按圖所示連接好電路，選擇反向電壓，調(diào)節(jié)滑動(dòng)光、變阻器，使電路中的電流剛好為零，此時(shí)電壓表示數(shù)為遏止電壓。（3）根據(jù)動(dòng)能定理得到光電子最大初動(dòng)能．（4）根據(jù)光電效應(yīng)方程其中得到光電管材料逸出功。（5）根據(jù)可得材料截止頻率。（6）更換濾光片，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，最后將測(cè)量結(jié)果取平均值。 

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2 光電效應(yīng)

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