2021学年6.2 光电效应的理论解释测试题

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．图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。已知金属钾的逸出功为2.22 eV。在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有（　　）

A．两种 B．三种 C．四种 D．五种

2．在科学发展的过程中，许多物理学家做出了贡献，下列有关表达中与事实相符的是（　　）

A．库仑提出了库仑定律并测出了静电力常量

B．第谷总结了行星运动的规律，提出行星的轨道是椭圆

C．普朗克为了解释黑体辐射现象提出了能量量子化理论并解释了光电效应

D．伽利略利用科学实验和逻辑推理相结合的方法得出自由落体运动是匀变速直线运动

3．、两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示．用、两束光

A．先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波

B．先后照射某金属，光照射时恰能逸出光电子，光照射时也能逸出光电子

C．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若光不能进入空气，则光也不能进入空气

D．从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，光的反射角比光的反射角大

4．美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压与入射光频率,算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以验证爱因斯坦方程的正确性。下图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压与入射光须率关系图象，两金属的逸出功分别为、，如果用频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为、，则下列关系正确的是（    ）

A．， B．，

C．， D．，

5．硅光电池是将光辐射的能量转化为电能。若有个波长为的光子打在硅光电池极板上，这些光子的总能量为为普朗克常量，为真空中的光速（　　）

A． B． C． D．

6．关于下列物理常量，单位正确的是（　　）

A．引力常量G ：N·kg2/m2 B．静电常量k： N·m2/C2

C．动摩擦因数µ ：N/kg D．普朗克常量h ：J/s

7．下列关于光电效应的叙述不正确的是（　　）

A．对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于等于这个频率，才能产生光电效应

B．光电流的大小与入射光的强度有关

C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大

D．光电效应几乎是瞬时发生的

8．用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动变阻器的触头c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表G示数为0，则下列说法正确的是（　　）

A．光电子的最大初动能为1.05eV

B．光电管阴极的逸出功为1.7eV

C．当滑动触头向a端滑动时，电流增大

D．改用能量为2.5eV的光子照射，移动变阻器的触头c，电流表G中也可能有电流

9．如图所示，a、b两束单色光（距中心线距离均为）平行入射到一半圆柱体玻璃砖，入射光线与AOB面垂直，若从圆面射出时，两光束交于P点，下列说法正确的是：（ ）

A．a光束的光子能量大

B．在同一玻璃中a光传播速度小

C．若b光照射某一光电管能发生光电效应，那么用a光照射也一定能发生光电效应

D．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光较大

10．如图所示，为某金属在光的照射下，逸出的光电子的最大初动能与入射光频率v的关系图像，普朗克常量h为已知，由图像可知（　　）

A．该金属的逸出功等于

B．普朗克常量

C．入射光的频率为时，逸出的光电子的最大初动能为

D．当入射光的频率大于时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

11．如图甲所示为探究光电效应规律的实验装置图，在实验中测得截止电压Uc与入射光频率之间的关系如图乙所示，已知电子的电荷量为e，则（   ）

A．普朗克常量为

B．该金属的逸出功为eU1

C．光电子的最大初动能为eU1

D．电源的左端为正极

12．在光电效应实验中，分别用频率为、的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为和，光电子的最大初动能分别为和。h为普朗克常量。下列说法正确的是（　　）

A．若，则一定有

B．若，则一定有

C．若，则一定有

D．若，则一定有

13．如图所示发生光电效应的演示实验，那么下列选项中正确的是（   ）

A．发生光电效应时，光电子是从K极跑出来的

B．灵敏电流计不显示读数，可能是因为入射光强度太小

C．灵敏电流计不显示读数可能是因为电压过低

D．如果把电池极性接反，肯定不会发生光电效应了

14．爱因斯坦由于创造性地提出了光子说，成功解释了光电效应实验规律，从而获得1921年诺贝尔物理学奖．在探究光电效应实验规律的过程中，用三束光分别照射同一光电管得到三条光电流与电压之间的关系图线如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．光电子的最大初动能

B．光电子的最大初动能

C．三种光的频率关系是

D．三种光的频率关系是

15．在图示研究光电效应的装置中，电路一切完好，一束单色光照射到光电管上，但电路中没有电流，要让电路中产生电流，可行的做法是（　　）

A．换用电动势更高的电源 B．换用频率更高的单色光

C．换用波长更长的单色光 D．把电源的正负极颠倒后重新接入电路

二、填空题（共4题）

16．光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为_______，其中h为普朗克常量．这些能量子后来称为_______。

17．某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。当用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之间加上反向电压，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，此时电压表的电压值U称为反向遏止电压，根据反向遏止电压可以计算光电子的最大初动能Ekm。现分别用频率为、的单色光照射阴极，测量的反向遏止电压分别为U1与U2，设电子质量为m，电荷量为e，则用频率为的单色光照射阴极时光电子的最大初速度为________，用上述符号表示普朗克常量为_______。

18．小明用某种金属作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

（1）图甲中电极K为光电管的___________（选填“阴极”或“阳极”）；

（2）小明给光电管加上正向电压，在光照条件不变时（入射光的频率大于金属的截止频率），小明将滑片P从最左端向右慢慢滑动过程中，电流表的读数变化情况是___________；

（3）用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙。则a光光子的频率___________b光光子的频率；a光的强度___________b光的强度。（均选填“大于”“小于”或“等于”）

19．某研究性学习小组设计了利用光电效应测量普朗克常量的实验，实验原理图如图甲所示，实验中通过测定遏止电压UC和对应入射光频率v的数据，即可求出普朗克常量h。该小组的一次实验数据记录如下：

（1）建立UC-v的坐标系，根据表中的数据，在图乙中描绘UC随v变化的图线______；

（2）已知元电荷e=1.6×10-19C，利用图乙画出的图线求出普朗克常量h______J·s（保留两位有效数字）；

（3）由于多种因素的影响，各条谱线对应的遏止电压和理论值相比都相差了ΔU，试分析对普朗克常量h的测量有没有大的影响：______。

三、综合题（共4题）

20．在光电效应中，电子获得光子的能量后最终成为光电子，其中一部分能量用于克服金属的阻碍做功，剩下的能量就是光电子的初动能．能量为6.0 eV的光子射入某金属表面后，逸出光电子的最大初动能为2.5 eV，已知h=6.6×J·s，元电荷电荷量为e=1.6×C。求：

（1）金属的逸出功W；

（2）该条件下的遏止电压Ue；

（3）这种金属发生光电效应的极限频率v。（结果保留2位有效数字）

21．波长的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知。试求：

（1）光电子的最大初动能；

（2）金属的逸出功。‍

22．请说明当原子吸收了一个光子时，能量是如何守恒的。

23．人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个光量子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常数为6.63×10-34 J·s，光速为3×108 m/s。人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为多少？

参考答案

1．C

2．D

3．C

4．A

5．B

6．B

7．C

8．D

9．D

10．C

11．B

12．B

13．A

14．A

15．B

16．hν    光子   

17．       

18．阴极    先增大后不变    大于    大于   

19．    6.0×10-34~6.8×10-34   

各条谱线对应的遏止电压和理论值相比都增加ΔU，相当于在描出的图线向一侧平移了些许，不影响图像的斜率计第，对h的测量没有大的影响。

20．（1）3.5eV；（2）2.5V；（3）

21．（1）；（2）

22．

原子吸收了一个光子后，光子的一部分能量被电子用来脱离原子核的束缚，剩下的能量提供电子逸出后的初动能。

23．2.3×10-18 W