高中第6章 波粒二象性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．利用如图所示的实验装置研究光电效应现象，用一束紫外线照射光电阴极材料，电流表无示数。则（　　）

A．增大入射光的强度，电流表一定有示数 B．增大入射光的频率，电流表一定有示数

C．减小入射光的频率，电流表可能有示数 D．减小入射光的波长，电流表可能有示数

2．如图所示，两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面，进入玻璃砖中后形成复合光束c，则下列说法中正确的是）

A．a光的能量较大

B．玻璃对a光的折射率较大

C．在穿过玻璃砖的过程中a光所用时间较长

D．在相同的条件下，a光更容易发生衍射

3．甲.乙光子的能量之比为，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能为，该金属的逸出功为（     ）

A． B． C． D．

4．光电效应现象证明了光具有（     ）

A．粒子性 B．波动性 C．衍射的特性 D．干涉的特性

5．如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象正确的是（　　）

A．有光子从锌板逸出 B．有电子从锌板逸出

C．验电器带负电 D．锌板带负电

6．图甲为某实验小组探究光电效应规律的实验装置，使用a、b、c三束单色光在同一光电管中实验，得到光电流与对应电压之间的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．a光频率最大，c光频率最小

B．a光与c光颜色不同，但a光的光照强度大

C．a光波长大于b光波长

D．a光与c光照射同一金属，逸出光电子的初动能都相等

7．光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在光度测量、有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图（a）所示，图（b）是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的I-U图线，Uc1、Uc2表示遏止电压，下列说法中正确的是（　　）

A．图（a）中光电管两端所加的电压为反向电压

B．甲、乙是相同频率的光，甲比乙在单位时间内发射的光子数多

C．如果适当减小丙光的照射强度，则可能导致光电效应不能发生

D．甲光照射时光电子的最大初动能比丙光照射时光电子的最大初动能大

8．用甲、乙、丙三种单色光在同一个光电管上做光电效应实验，发现光电流I与电压U的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙两种单色光的强度相同

B．单色光甲的频率大于单色光丙的频率

C．三种单色光在真空中传播时，丙的波长最短

D．三种单色光中，丙照射时逸出光电子的最大初动能最小

9．如图所示的装置可以利用光电管把光信号转换为电信号，A和K分别是光电管的阳极和阴极，电源电压为U，用发光功率为P的激光器发出频率为的光全部照射在K上。两平行光滑金属轨道倾角为 ，导轨间距为d，平行导轨间存在着垂直于轨道平面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为B，导体棒垂直导轨放置且恰好能静止在磁场中。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。假设每个入射的光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到A，则下列判断正确的是（　　）

A．光电子到达A时的最大动能

B．光电子到达A时的最小动能

C．回路的电流为

D．导体棒受到的安培力方向沿斜面向上

10．如图甲所示，合上开关，用光子能量为的一束光照射阴极，发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于时，电流表计数仍不为零，当电压表读数大于或等于时，电流表读数为零。把电路改为图乙，当电压表读数为2V时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为（　　）

A．    B．    C．    D．   

11．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　）

A．伽利略通过“理想斜面实验”得出“力是维持物体运动的原因”

B．库仑通过扭秤装置得出了库仑定律并测出了元电荷e的数值

C．玻尔为了解释原子结构理论提出了玻尔原子理论，玻尔理论能较好解释氦原子光谱

D．发生光电效应时，如入射光的频率一定，则单位时间内从金属逸出的光电子数目与入射光强度成正比

12．下列与能量有关的说法正确的是（     ）

A．卫星绕地球做圆周运动的半径越大，动能越大

B．从同种金属逸出的光电子的最大初动能随照射光波长的减小而增大

C．做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同

D．在静电场中，电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高

13．1921年，爱因斯坦因光电效应的研究而获得诺贝尔物理学奖，他的研究推动了量子力学的发展。如图所示为研究光电效应的装置，当分别利用波长为2λ、λ的单色光照射锌板时，从锌板表面逸出的光电子的最大初速度之比为1∶3，电流计的示数均不为零。已知单色光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则（　　）

A．锌板的逸出功为

B．锌板的极限频率为

C．用波长为2λ的光照射锌板时，电流计的示数较大

D．用波长为2λ、λ的单色光分别照射锌板时，二者遏止电压之比为1∶3

14．一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，人体有体温，每时每刻都在发射红外线，人体红外辐射主要在3~50μm之间。红外测温仪利用人体热辐射原理测温。已知人体正常体温（ ）下辐射波长为9μm的红外光，如图甲所示，用该红外光照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，该光电流随电压变化的图象如图乙所示，已知电子的电荷量大小为e，普朗克常量为h，则下列说法正确的是（　　）

A．若辐射红外线的强度增强，遏止电压U0减小

B．若辐射红外线的强度增强，光电流减小

C．波长9μm的红外光在真空中的传播速度为2×108m/s

D．将图甲中的电源反接，电流表的示数可能不为零

15．人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6 个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以10W的功率均匀地向各个方向发射波长为5.3×10-7m的绿光，已知瞳孔的直径为4mm，普朗克常量为 ，光速为3×108m /s，不计空气对光的吸收，则眼睛能够看到这个光源的最远距离约为（　　）

A．2×107m B．2×106m  C．2×105m  D．2×104m

二、填空题（共2题）

16．能量为Ei的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子，这一能量Ei称为氢的电离能。现用一频率为的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为          （用光子频率、电子质量m、氢的电离能Ei与普朗克常量h表示）

17．某实验小组利用如图甲所示电路探究光电效应规律并测定某金属的极限频率。当频率为的可见光照射到光电管的阴极（由待测金属薄膜做成）上时，电流表中有电流通过。

（1）当变阻器的滑动端向______（填“左”或“右”）端滑动时，通过电流表的电流将会减小。

（2）继续移动滑动片，当电流表示数减小到零时，电压表的示数为，则光电子的最大初动能为______（已知电子电荷量为）。

三、综合题（共4题）

18．研究光电效应的装置如图甲所示，通过实验记录电流表和电压表示数，绘制出I-U图像如图乙所示，图中Uc、I0、Im均为已知。已知入射光的频率为v0，普朗克常量为h，电子电量为e，求：

（1）时间t内从阴极K表面射出的光电子数n；

（2）该光电管阴极K的极限频率。

19．如图是光电效应实验示意图．当能量为E＝3.1 eV的光照射金属K时，产生光电流．若K的电势高于A的电势，且电势差为0.9 V，光电流刚好截止．那么当A的电势高于K的电势，且电势差也为0.9 V时．

(1)光电子从金属中逸出时的最大初动能为多少电子伏特？

(2)光电子到达A极的最大动能是多少电子伏特？

(3)此金属的逸出功是多少电子伏特？

20．光子的动量p与波长 的关系为。静止的原子核放出一个波长为λ的光子。已知普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c，求:

(1)质量为M的反冲核的速度为多少？

(2)反冲核运动时物质波的波长是多少？

21．研究光电效应的规律实验的原理图如图（a）所示，按图（a）所示的电路将图（b）中实物连线．

参考答案：

1．D

2．D

3．C

4．A

5．B

6．C

7．B

8．C

9．D

10．C

11．D

12．B

13．B

14．D

15．B

16．

17．     右    

18．（1）；（2）

19．(1) 0.9 eV (2) (3) 2.2 eV

20．(1)；(2)λ

21．