高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 波粒二象性第一节 光电效应课后测评

A级　合格达标

1.光电效应的实验规律中，经典电磁理论能解释的是（　　）

A.入射光的频率必须大于被照金属的极限频率时才能产生光电效应

B.光电子的最大初动能与入射光强度无关，只与入射光的频率有关

C.入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s

D.当入射光频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比

解析：解决这类问题的关键是理解光电效应的产生条件、规律，还要知道经典电磁理论解释的局限性.

答案：D

2.某不可见光照射到钠银锌的合金光电管表面上发生了光电效应，若入射光的强度减弱且时间缩短，但频率保持不变，那么以下说法正确的是（　　）

A.光照射到光电管表面到发射出光电子之间的时间间隔明显增加

B.逸出的光电子到达阳极的困难增大

C.单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少

D.有可能不再产生光电效应

解析：由光电效应的基本规律知，光的频率不变，逸出的光电子的最大初动能不变；入射光的强度减弱，单位时间内照射到金属上的光子数减少，因而单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少；只要入射光的频率大于金属的极限频率，就能产生光电效应，并且是瞬时的，不会因入射光的强度减弱而延长时间.

答案：C

3.在光电效应实验中，如果需要增大光电子到达阳极时的速度，可采用的方法是（　　）

A.增加光照时间　　　 B.增大入射光的波长

C.增大入射光的强度   D.增大入射光的频率

解析：在正向电压一定的情况下，光电子到达阳极的速度应取决于光电子逸出金属表面时的最大初动能，与入射光的强度和光照时间无关，所以选项A、C错误.而最大初动能与入射光的频率有关，频率越大，最大初动能越大，所以选项B错误，选项D正确.

答案：D

4.当光照射在某种金属表面时，金属表面有电子逸出.如果该入射光的强度减弱，则（　　）

A.可能不再有电子逸出金属表面

B.单位时间内逸出金属表面的电子数减少

C.逸出金属表面的电子的最大初动能减小

D.从光入射到光电子逸出的时间间隔延长

解析：入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应，A错误；入射光的强度减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，光电流减弱，B正确；入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变，C错误；光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，并不影响单个光电子的逸出时间，D错误.

答案：B

5.利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则   （　　）

A.用紫外线照射，电流表一定有电流通过

B.用红光照射，电流表一定无电流通过

C.用红外线照射，电流表一定无电流通过

D.用频率为ν的可见光照射K极，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过

解析：因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项A正确.因不知阴极K的截止频率，所以用红光或红外线照射时，也可能发生光电效应，所以选项B、C错误.即使UAK＝0，电流表中也可能有电流通过，所以选项D错误.

答案：A

6.研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生.由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动.光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出.当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为遏止电压Uc.在下列表示光电效应实验规律的图像中，错误的是（　　）

解析：当反向电压U与频率ν一定时，光电流与入射光强度成正比，A正确.遏止电压Uc与入射光频率的关系图像应为一条不过坐标原点的倾斜直线，B错误.当光强I和频率ν一定时，反向电压增大，光电流减小，若反向电压超过遏止电压Uc，则光电流为零，C正确.光电效应发生所需的时间小于10－9 s，D正确.

答案：B

B级　等级提升

7.现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>λb>λc，用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应.若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定   （　　）

A.a光束照射时，不能发生光电效应

B.c光束照射时，不能发生光电效应

C.a光束照射时，释放出的光电子数目最多

D.c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小

解析：由a、b、c三束单色光的波长关系λa>λb>λc知，三束单色光的频率关系为νa<νb<νc.故当b光恰能使金属发生光电效应时，a光必然不能使该金属发生光电效应，用a光束照射时，不能释放出光电子，c光必然能使该金属发生光电效应，A正确，B、C错误；而光电子的最大初动能与入射光频率有关，频率越高，最大初动能越大，所以c光照射时释放出的光电子的最大初动能最大，D错误.

答案：A

8.（多选）如图所示，C为一真空光电管，管的内壁K涂有碱金属，用可见光照射可产生光电效应.正常使用时将它和电源、电流计相连.下列说法中正确的是（　　）

A.当开关断开时，用光照射光电管的内半壁K后，K极带负电

B.正常使用时，a处为电源的正极，b处为电源的负极

C.正常使用时，通过电流计G的电流方向是自上而下的

D.在其他条件不变的情况下，增大可见光的照射强度，通过电流计的电流可能增大

解析：开关断开时，由于光照射K极后可产生光电效应，故有电子从K极逸出，K极带正电；正常使用时，电源应给光电管加正向电压，a就应为电源正极，电路中电流沿顺时针方向，自上而下通过G；增大光强，逸出的光电子可能增多，光电流可能增大.

答案：BCD

9.太阳能光—电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射直接转换成电能.如图所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压.

（1）电源左边是　　　　极，右边是　　　　极，电流表上边是　 　　极，下边是　　 　极.（均选填“正”或“负”）

（2）入射光应照射在　　　　极上.

（3）若电流表读数是10 μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少　　　　个.

解析：（1）要形成光电流，应加正向电压，即电源左边是正极，右边是负极.电流表是上正下负.（2）由题图可以看出，光电管的B极为阴极，所以光应照在B极上.（3）Q＝It＝10×10－6×1 C＝10－5 C，而n＝，所以含有6.25×1013 个光电子.

答案：（1）正　负　正　负　（2）B　（3）6.25×1013