选择性必修 第三册第四章 波粒二象性第一节 光电效应课后作业题

4.1光电效应同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．用单色光照射一光电管的阴极时，有无光电效应现象发生取决于该单色光的（　　）

A．频率 B．强度 C．照射时间 D．光子数目

2．科学家们对光电效应的深研究对发展量子理论起了根本性的作用，下列说法正确的是（　　）

A．爱因斯坦最先发现了光电效应现象，并提出光电效应方程，成功解释了此现象

B．光电效应中遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关

C．光电效应现象揭示了光具有波粒二象性

D．不同频率的光照射同一种金属时，若均能发生光电效应，光电子的最大初动能相等

3．关于光电效应，下列说法不正确的是（　　）

A．极限频率越大的金属材料逸出功越大

B．只要光照射时间足够长，任何金属都能产生光电效应

C．入射光的频率越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能也越大

D．若发生了光电效应且入射光的频率一定时，光强越强，单位时间内逸出的光电子数就越多

4．如图所示，两束单色光a、b射向一块半圆柱形玻璃砖圆心O，经折射后沿Oc射出玻璃砖．下列说法正确的是（ ）

A．b在真空中的波长比a短

B．b的光子能量比a大

C．b穿过玻璃所需的时间比a长

D．若b光能使某金属发生光电效应，则a也一定能

5．1916年，美国著名实验物理学家密立根，完全肯定了爱因斯坦光电效应方程，并且测出了当时最精确的普朗克常量h的值，从而赢得1923年度诺贝尔物理学奖．若用如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压与入射光频率，作出如图乙所示的的图象，电子电荷量，则下列说法正确的是

A．图甲中电极A连接电源的正极

B．普朗克常量约为

C．该金属的遏止频率为

D．该金属的逸出功约为

6．下列说法不正确的是（　　）

A．奥斯特发现电流的磁效应

B．法拉第发现电磁感应现象

C．摩擦生电，说明摩擦能创造电荷

D．当光照射在金属上时，有时会有电子从金属表面逸出，这是光电效应现象

7．下列有关光现象的说法正确的是（　　）

A．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大

B．以相同入射角从水中射向空气，红光能发生全反射，紫光也一定能发生全反射

C．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射

D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度

8．某同学采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K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K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U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U1和U2。设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是

A．两种单色光照射阴极时，光电子的最大初动能之比

B．阴极K金属的极限频率

C．普朗克常量

D．阴极K金属的逸出功

9．光电效应的实验结论是：对于某种金属（　　）

A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应

B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应

C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小

D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电流就越大

10．利用如图所示的装置观察光电效应现象，将光束照射在金属板上，发现验电器指针没有张开。欲使指针张开，可（　　）

A．改用逸出功更大的金属板材料

B．改用频率更大的入射光束

C．增加该光束的照射时间

D．增大该光束的强度

11．可见光的波长的大致范围是400～760 nm。下表给出了几种金属发生光电效应的极限波长，下列说法正确的是（　　）

A．表中所列金属，钾的逸出功最大

B．只要光照时间足够长或强度足够大，所有波长的可见光都可以使钠发生光电效应

C．用波长为760 nm的光照射金属钠、钾，则钠逸出的光电子的最大初动能较大

D．用波长为400 nm的光照射金属钠、钾，则钾逸出的光电子的最大初动能较大

12．对光电效应现象的理解，下列说法正确的是（　　）

A．当某种单色光照射金属表面时，能产生光电效应，如果入射光的强度减弱，从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

B．若发生了光电效应且入射光的频率一定时，光强越强，单位时间内逸出的光电子数就越多

C．无论光强多强，只要光的频率小于截止频率就能产生光电效应

D．以上说法都不正确

13．两束不同频率的单色光a、b从空气彼此平行射入水中，发生了如图所示的折射现象（）。下列结论中正确的是（　　）

A．光束a在水中的传播速度比光束b在水中的传播速度小

B．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大

C．若单色光a照射某金属时能发生光电效应，那单色光b照射该金属时也一定能发生光电效应

D．用单色光a和单色光b分别做双缝干涉实验，在其他条件一定的情况下，单色光a的条纹间距比单色光b的条纹间距小

14．氢原子的能级示意图如图所示，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，氢原子受激发后辐射出6种频率的光。若让这6种光照射到逸出功为10.19eV的某金属表面，则能使金属发生光电效应的光的种数为（　　）

A．2 B．3 C．4 D．5

15．蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统光盘需要光头发出红色激光来读取或写入数据．对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统光盘的存储容量大很多。如图所示，一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成两束，则下列说法正确的是（　　）

A．如果用a光照射不能使某金属发生光电效应，则用b光照射就一定能使该金属发生光电效应

B．用a光可在光盘上记录更多的数据信息

C．使用同种装置，用a光做双缝干涉实验得到的条纹比用b光得到的条纹宽

D．b光在水中传播的速度较a光大

二、填空题（共4题）

16．逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的_______值，用W0表示，不同种类的金属，其逸出功的大小_______（填“相同”或“不相同”）。

17．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开一个角度，如图所示，这时锌板带________电，指针带________电．(正或负)

18．如图所示为氢原子的能级示意图．一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2. 49eV的金属钠．这群氢原子能发出________种不同频率的光，其中有________种频率的光能使金属钠发生光电效应．

19．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量．（计算结果均保留3位有效数字）

（1）实验中测得铷的遏止电压与入射光频率v之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率___________Hz，逸出功___________J；

（2）如果实验中入射光的频率，则产生的光电子最大初动能______J．

三、综合题（共4题）

20．查阅表中五种金属的截止频率和截止波长，当用波长为375nm的光照射它们时，哪些可以发生光电效应？

21．太阳能电池的原理就是光电效应，太阳能发电有两种方式，简述这两种发电方式的特点。

22．氢原子处于基态的能级值为，普朗克常量为h。原子从能级n＝2向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应。有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。求：

(1)该金属的截止频率；

(2)产生光电子最大初动能。

23．已知锌发生光电效应的逸出功等于W=3.3eV，求

（1）锌发生光电效应的的极限频率应该多少？

（2）若照射锌板的入射光的光子能量为5eV，那么从锌板放出的光电子的最大初动能为多少．（普朗克常数取h=6.6×10-34J s     1 eV=1.60×10-19J ）

参考答案：

1．A

2．B

3．B

4．D

5．C

6．C

7．B

8．D

9．A

10．B

11．D

12．B

13．C

14．B

15．C

16．     最小     不相同

17．正　正

18．     3     2

19．     ；     ；    

20．铯Cs和钠Na

21．

太阳能发电有两种方式，光热发电和光伏发电：

1．光热发电是利用太阳的直接辐射，采用聚光技术将太阳光聚焦在吸热器上，加热吸热器中的传热介质，通过高温的传热介质在蒸发器和过热器中使水转变为高温、高压蒸汽，再通过汽轮发电机组进行发电。根据电网用电负荷的需要，可快速的调节汽轮发电机组的出力，即参与电网一次调频和二次调频；根据电网无功功率的平衡情况，参与电网无功功率调解；配置足够容量的储能系统，机组可实现24小时连续运行；稳定的电力输出和良好的调节性能，适于集中大规模建设太阳能发电基地。

2．光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。其特点无枯竭危险、安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）、不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势，例如，无电地区，以及地形复杂地区、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电等。

22．(1)；(2)

23．（1）8×1014Hz（2）1.7eV