人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性2 光电效应同步练习题

2020-2021学年人教版（2019）选择性必修第三册

4.2光电效应 同步课时作业（含解析）

1.下列有关黑体辐射和光电效应的说法中正确的是(   )
A.在黑体辐射中，随着温度的升高，波长较短的光辐射强度增加
B.借助能量子假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的规律
C.在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D.用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，换成红光照射一定能产生光电效应

2.关于康普顿效应和光电效应，下列说法正确的是(   )

A.康普顿效应说明光子有动量，即光具有波动性

B.对于某种金属，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

C.只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生

D.极限频率越大的金属材料逸出功越大

3.金属钙的逸出功为，普朗克常量，光速，以下

说法正确的是（   ）

A．用波长为的单色光照射金属钙，能产生光电效应

B．若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应，则增大光的强度将会使光电子的最大初动能增大

C．若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则在保持强度不变的情况下，增大入射光频率，则单位时间内发射的光电子数不变

D．若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则减小光的强度将会使单位时间内发射的光电子数减少

4.某种金属的遏止电压与入射光频率的关系如图所示。用分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（   ）

A.图中直线的斜率为

B.当入射光的频率为时，光电子的最大初动能为

C.当入射光的频率为2时，遏止电压为

D.即使入射光的频率低于，但只要光强够大也能发生光电效应

5.在图示的光电效应实验中，将滑动触头P移到a端。用单色光M照射阴极K时，电流计G的指针不会发生偏转；将滑动触头P移到b端，用单色光N照射阴极K时，电流计G的指针会发生偏转。下列说法正确的是(   )

A.M光的强度一定小于N光的强度

B.M光的频率一定大于N光的频率

C.用N光照射阴极K时将P移到a端，电流计G的指针一定会发生偏转

D.用M光照射阴极K时将P移到c处，电流计G的指针可能会发生偏转

6.某同学釆用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极时，会发生光电效应现象，闭合开关，在阳极和阴极之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值称为反向截止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为和设电子质量为，电荷量为，则下列关系式中错误的是(   )

A.频率为的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度

B.普朗克常量为

C.阴极金属的极限频率

D.阴极金属的逸出功

7.某实验小组利用如图甲所示电路研究光电效应现象，得到了如图乙所示的光电流与电压关系图像，下列说法中不正确的是(   )

A.黄光照射发射出光电子的最大初动能为

B.使用蓝光照射比黄光照射需要克服的逸出功更大

C.使用同种颜色的光照射发生光电效应时，光强越强，光电流越大

D.如果换用紫光照射该种材料也一定能够发生光电效应

8.某光源放出波长在500~600 nm之间的各种光子，若已知该光源的发光功率为1 mW，则它每秒钟发射的光子数可能是（普朗克常量）(   )

A. B. C. D.

9.在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初动能与入射光的频率的关系如图所示，由实验图象可求出(   )

A．该金属的逸出功  B．该金属的极限频率

C．单位时间内逸出的光电子数 D．普朗克常量

10.在光电效应实验中，某实验小组用某种频率的单色光照射锌极（K极），G表是电流表，下列说法正确的是（   ）

A．不管入射光频率多大，只要照射时间足够长，G表一定会有示数 

B．只有入射光频率大于某个值，才能使G表有示数 

C．当G表有示数时，调换电源的极性，可能使G表无示数 

D．当G表有示数时，滑片P端从图所示位置向右移动，G表的示数可能不变

11.用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关，用频率为的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率的关系图像，图线与横轴的交点坐标为，与纵轴的交点坐标为，下列说法中正确的是(   )

A.普朗克常量为

B.断开开关后，电流表的示数不为零

C.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大

D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表的示数保持不变

12.如图甲是研究光电效应的电路图，当用频率为的黄光照射阴极K发生了光电效应，测出光电流i随电压U的变化图象如图乙所示。已知普朗克常量为h，电子的电荷量为e。下列说法中正确的是（   ）

A.光电子的最大初动能为

B.该金属的逸出功为

C.随正向电压的增大，光电流将一直增大

D.若用强度较小的蓝光照射该金属，也可以发生光电效应

答案以及解析

1.答案：B
解析：A、在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射都增加，辐射强度极大值向波长较短的方向移动，故A错误;B、普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，即得出了黑体辐射的强度按波长分布的规律，故B正确;C、在光电效应中，根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hv﹣W，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而不能认为光电子的最大初动能与入射光的频率成正比，故C错误;D、用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，若换成红光来照射该金属，由于红光的频率小于绿光的频率，所以红光的频率有可能小于金属的极限频率，所以换成红光照射不一定能产生光电效应，故D错误。故选:B.

2.答案：D

解析：康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性，故A错误;从光电效应方程知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是成正比，B错误;发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，只有入射光的波长小于该金属的极限波长，光电效应才能产生，故C错误;根据知，金属的极限频率越大，逸出功越大.故D正确。

3.答案：D

解析：发生光电效应的截止波长为，得λ=460nm，则波长为500nm的光不可以产生光电效应现象，A错，根据光电效应规律，光电子的最大初动能决定于入射光的频率而与其强度无关，但频率一定时，光强决定了单位时间内发射的光电子数的多少，但光强一定，频率越大，则单位时间产生的光电子数少，正确选项为D.

4.答案：C

解析：由图可知，这种金属的截止频率为，逸出功，光电子的最大初动能。根据爱因斯坦光电效应方程有：。

5.答案：C

解析：能否发生光电效应与光的强度无关，故A错误；滑动触头P移到a端时，A极的电势高于K极的电势，用M光照射时电流计G的指针不会发生偏转，说明M光不能使阴极K发生光电效应，即M光的频率低于阴极K的极限频率，因此P移到任何位置，电流计G的指针均不会发生偏转，故D错误；滑动触头P移到b端时，A极的电势低于K极的电势，用单色光N照射阴极K时电流计G的指针会发生偏转，说明N光照射时会产生光电效应，即N光的频率高于极限频率，因此M光的频率低于N光的频率，故B错误；滑动触头P移到a端时，加的是正向电压，用N光照射阴极K时电流计G的指针一定会发生偏转，故C正确。

6.答案：B

解析：光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：，则得光电子的最大初速度，故A对；根据爱因斯坦光电效应方程得：，，联立可得普朗克常量，代入可得金属的逸出功，阴极K金属的极限频率，故B错，C、D对。本题选错误的，故选B。

7.答案：B

解析：根据爱因斯坦光电效应方程有，当两极板之间所加反向电压恰好可以使光电子不能到达A极板时，对应的电压就是遏止电压.根据动能定理可知，解得，由题图乙可知，选项A正确；同种材料的逸出功相同，与入射光的颜色无关，是由材料本身的性质决定的，选项B错误；光强越强，单位时间内照射在材料上的光电子数越多，射出的光电子数越多，对应的光电流越大，选项C正确；因为紫光频率大于黄光和蓝光的频率，紫光光子具有的能量大于黄光和蓝光光子的能量，故换用紫光照射该种材料一定能够发生光电效应，选项D正确.

8.答案：BC

解析：每秒内该光源发光的能量，而波长为λ的光子的能量为，则每秒钟发射的光子数为，代入数值得，故选项BC正确。

9.答案：ABD

解析：根据光电效应方程知，图线的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量。横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，根据可求出逸出功。单位时间内逸出的光电子数无法从图象中获知。故A.B.D正确，C错误。

故选ABD

10.答案：BCD

解析：A、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的光照时间无关，故A错误；

B、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当入射光频率大于极限频率，则一定会发生光电效应，那么一定有光电流，则G表有示数，故B正确；

C、当G表有示数时，调换电源的极性，则在AK之间加入反向电压，逸出光电子若不能到达K极，则不会形成光电流，那么G表无示数，故C正确；

D、当G表有示数时，滑片P端从图所示位置向右移动，则AK之间正向电压增大，若已达到饱和电流，则G表的示数会不变，若没有达到饱和电流，则G表的示数会变大，故D正确。

故选：BCD。

11.答案：AB

解析：A.根据得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于。当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为，那么普朗克常量为。故A正确；

B.电键断开后，因光电效应现象中，光电子存在最大初动能，因此电流表的示数不为零，故B正确。

C.根据光电效应方程可知，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关。故C错误。

D.若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小，那么电流表的示数会减小。故D错误。

故选：AB.

12.答案：BD

解析：根据爱因斯坦光电效应方程可得，光电子的最大初动能，A错误；将代入光电效应方程可得，B正确；未饱和的光电流会随着正向电压的增大而增大，但达到饱和后，光电流大小将保持不变，C错误；蓝光的频率比黄光的频率高，照射该金属时可以发生光电效应，是否发生光电效应与光的强度无关，D正确。