高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册6.2 光电效应的理论解释课时练习

6.2光电效应的理论解释基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最大的是（　　）

A．红光 B．橙光 C．黄光 D．绿光

2．“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a、b为两种折射出的单色光。以下说法正确的是（　　）

A．a光光子能量大于b光光子能量

B．在水珠中a光的传播速度小于b光的传播速度

C．用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比b光宽

D．如果b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应

3．如图所示，两束单色光，分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光，下列说法正确的是（　　）

A．光的光子频率较大

B．在真空中光传播的速度较小

C．从玻璃向真空中传播时，光发生全反射的临界角较小

D．若用光照射某金属没有光电子逸出，则光照射该金属时也没有光电子逸出

4．一盏电灯的发光功率为100 W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长为λ=6.0×10-7 m，普朗克常量为6.63×10-34 J·s，光速为3×108 m/s，在距电灯10 m远处，以电灯为球心的球面上，1 m2的面积每秒通过的光子（能量子）数约为（　　）

A．2.4×1017个 B．2.4×1016个 C．2.4×1015个 D．2.4×1010个

5．以下说法正确的是

A．汽车在有积雪的路面上快速转弯时容易发生侧滑，是因为汽车受到了离心力

B．在地球表面发射一个物体并使它绕月球运动，发射速度必须大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度

C．牛顿时空观认为时间和空间都是独立于物体及其运动而存在的

D．爱因斯坦认为光是一份一份的，每一份叫一个光子，光子的能量跟光的传播速度成正比

6．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则（　　）

A．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．逸出的光电子的最大初动能将减小

C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少

D．有可能不发生光电效应

7．一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（　　）

A．只有b光照射时，仅增加其强度，则对应的遏止电压增大

B．阴极金属的逸出功可能为eV

C．图乙中的a光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的

D．图乙中的c光光子能量为10.2eV

8．对于带电微粒在辐射和吸收能量时的特点，以下说法不正确的是（　　）

A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收

B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍

C．吸收的能量可以是连续的

D．辐射和吸收的能量是量子化的

9．利用半圆形玻璃砖的特殊形状研究光的折射和全反射现象非常方便。某同学为了探究光的折射和全反射的规律，专门到实验空做了以下实验，他用、两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心射向空气，其光路如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．该玻璃砖对光的折射率较大

B．在该玻璃砖中，光的传播速度大于光的传播速度

C．在真空中，、两种单色光相比，光的波长较长

D．、两种单色光相比，光的光子能量较小

10．大功率激光器通常都是脉冲式输出。我国第一台红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲。若其发射功率为，所发射的每个光脉冲持续的时间为，在真空中的波长为。已知真空中的光速为，普朗克常量，，下列说法正确的是（　　）

A．发射的激光频率为

B．每列光脉冲在真空中的长度为

C．每个光子的能量为

D．每列光脉冲含有的光子数为个

11．单色光从真空射入玻璃时，它的（　　）

A．波长变长，速度变小，光量子能量变小

B．波长变短，速度变大，光量子能量变大

C．波长变长，速度变大，光量子能量不变

D．波长变短，速度变小，光量子能量不变

12．氢原子能级示意图如图所示。处于能级的一群氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子再照射到逸出功为4.54eV的钨板上，下列说法正确的是（　　）

A．跃迁过程中，共有10种不同频率的光子辐射出来

B．共有6种不同频率的光子能使钨板发生光电效应现象

C．从钨板逸出的光电子的最大初动能为8.21eV

D．从钨板逸出的光电子的最大初动能为12.75eV

13．下列说法中正确的是（　　）

A．图甲是由于海面下层空气的折射率比上层空气的折射率小形成的，其中是蜃楼

B．图乙中平行光、经过三棱镜后交于点，则、光以相同入射角从空气斜射入平行玻璃砖时，光侧移量大

C．图丙为分别用、、三束光照射同一光电管得到的电流随电压变化图像，则、、三束光的频率

D．图丁中是偏振片，是光屏，白炽灯照射时，缓慢转动，光屏上亮度发生变化，说明光波是横波

14．先后用甲、乙两种不同的单色光，在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中甲光间距较大．则甲光比乙光（   ）

①在真空中的波长短

②在玻璃中传播速度大

③在玻璃中传播时，玻璃的折射率大

④其光子能量小

A．①②③④ B．①③ C．②④ D．①③④

15．用红光照射某一光电管发生光电效应时，测得光电子的最大初动能为E1；若改用紫光照射该光电管时，测得光电子的最大初动能为E2，则（　　）

A．E2＝E1 B．E2>E1 C．E2<E1 D．无法确定

二、填空题（共4题）

16．如图所示，原来不带电的锌板与验电器相连，用紫外线照射锌板，验电器指针张开一个角度，说明锌板带电了。这种现象称为___________，验电器指针带________电（选填“正”或“负”）。

17．判断下列说法的正误。

（1）任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应。（____）

（2）金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关。（____）

（3）“光子”就是“光电子”的简称。（____）

（4）逸出功的大小与入射光无关。（____）

（5）光电子的最大初动能与入射光的频率成正比。（____）

18．某同学用验电器、锌板等探究光电效应的产生条件，如图所示。用导线将验电器金属球与洁净的锌板连接，触摸锌板验电器的箔片闭合。用紫外线灯照射锌板，验电器的箔片缓慢张开，移走紫外线灯触摸锌板后，再改用红外线灯照射锌板，结果发现验电器的箔片始终闭合，试回答下列问题：

（1）用紫外线灯照射锌板后验电器的箔片缓慢张开，是因为锌板带______（填“正”或“负”）电；

（2）用红外线灯照射锌板时验电器的箔片始终闭合，说明红外线的频率______（填“小于”或“大于”）锌的极限频率。

19．光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。

（1）锌板带的是______电荷，请解释锌板带电的原因；______

（2）将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角会发生什么变化？______

（3）使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯或强度更大的红外线灯照射锌板，观察到的实验现象是怎样的？______

三、综合题（共4题）

20．经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为94 μm处，根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少。

21．用波长为λ0绿光照射某金属表面，恰好能有光电子从金属表面逸出。现在用波长为λ的紫光照射该金属，期中普郎克常数为h，光速为c，电子电荷量为e。求：

(1)金属的逸出功；

(2)光电子的最大初动能；

(3)紫光照射时的遏止电压。

22．在半径r＝10m的球壳中心有一盏功率为P＝40W的钠光灯（可视为点光源），发出的钠黄光的波长为λ＝0.59μm，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108m/s。试求每秒钟穿过S＝1cm2球壳面积的光子数目。

23．2021年7月7日消息，6月份全国用电量同比增长10%左右。LED灯的优势为节能、长寿、安全等，10瓦的LED灯，有30%的能量转化为可见光。设所发射的可见光的平均频率为5.17×1014Hz，那么该LED灯每秒钟辐射的光子数为多少？（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）

参考答案

1．D

2．C

3．D

4．A

5．C

6．C

7．D

8．C

9．B

10．D

11．D

12．C

13．C

14．C

15．B

16．光电效应    正   

17．错误    错误    错误    正确    错误   

18．正    小于   

19．正    用紫外线照射锌板，锌板发生光电效应，有光电子射出，锌板失去电子带正电    验电器指针偏角将减小   

改用强度更大的弧光灯照射锌板，入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，所以锌板所带的正电变多，验电器的指针偏角将增大；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，红外线照射不一定发生光电效应，所以指针不一定偏转。

20．36 ℃，2.12×10-21 J

21．(1)；(2)；(3)

22．9.4×1012个

23．8.75×1018个