人教版 (2019)选择性必修 第三册2 光电效应达标测试

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2.光电效应A级 必备知识基础练1.(2022广西柳州二模)用一种单色光照射某金属,产生光电子的最大初动能为Ek,单位时间内发射光电子数量为n,若增大该入射光的强度,则(　　)A.Ek增加,n增加B.Ek增加,n不变C.Ek不变,n不变D.Ek不变,n增加2.(多选)用频率为ν的光照射在某金属表面时产生了光电子,当光电子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动时,其最大半径为R,若以W表示逸出功,m、e表示电子的质量和电荷量,h表示普朗克常量,则电子的最大初动能是(　　)A.hν+W B.C.hν-W D.3.(2022广东模拟预测)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件,下列表述正确的是(　　)A.硅光电池是把电能转化为光能的一种装置B.逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度有关C.在频率一定的情况下,光照强度越强,饱和光电流越大D.只要有光照射到硅光电池,就一定能够发生光电效应4.(2022山西晋中高三期末)1887年赫兹发现了光电效应现象;1905年爱因斯坦用光量子理论对光电效应进行了全面的解释;现在利用光电效应原理制成的光电器件已经被广泛应用于生产、生活、军事等领域。用图示电路图研究光电效应,用频率为ν的单色光照射光电管,能发生光电效应现象,则(　　)A.此电路可用于研究光电管的饱和光电流B.用频率小于ν的单色光照射阴极K时,金属的截止频率不同C.增加入射光的强度,遏止电压U不变D.滑动变阻器滑片P从左端缓慢向右移动时,电流表示数逐渐增大5.(2022辽宁高三开学考试)爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释了光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示,其中ν0为截止频率。由图可知(　　)A.逸出功与入射光频率ν有关B.截止频率与金属的逸出功无关C.当入射光频率ν>ν0时,会逸出光电子D.最大初动能Ekm与入射光强度成正比6.(2022广东湛江一模)如图甲所示,阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极,阴极K在受到光照时能够发射光电子。阴极K与阳极A之间电压U的大小可以调整,电源的正负极也可以对调。闭合开关后,阳极A吸收阴极K发出的光电子,在电路中形成光电流。现分别用蓝光、弱黄光、强黄光照射阴极K,形成的光电流与电压的关系图像如图乙所示,图中a、b、c光依次为(　　)A.蓝光、弱黄光、强黄光B.弱黄光、蓝光、强黄光C.强黄光、蓝光、弱黄光D.蓝光、强黄光、弱黄光7.(2022福建厦门教育科学研究院二模)某同学探究光电效应实验中遏止电压Uc随入射光频率ν变化的关系如图甲所示。现用单色光照射光电管的阴极K,发生了光电效应。图乙为测得的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的关系图像。已知图线的横坐标截距为ν0,斜率为k,普朗克常量为h,则该光电管阴极材料的逸出功为　　　　,若换用不同阴极材料制成的光电管,Uc-ν图像的斜率　　　　(选填“不变”或“改变”)。 B级 关键能力提升练8.(2022山东菏泽一模)A、B两种光子的能量之比为3∶2,他们都能使某种金属发生光电效应,且产生的光电子最大初动能分别为EA、EB,关于A、B两种光子的动量之比pA∶pB和该金属的逸出功W0,下列关系式成立的是(　　)A.pA∶pB=2∶3B.pA∶pB=C.W0=2EA-3EBD.W0=3EA-2EB9.(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点的横坐标为4.27,与纵轴交点的纵坐标为0.5)。由图可知(　　)A.该金属的截止频率为4.27×1014 HzB.该金属的截止频率为5.5×1014 HzC.该图线的斜率的物理意义是普朗克常量D.该金属的逸出功为0.5 eV10.(2022辽宁沈阳一模)如图所示,先后用波长为λ1、λ2的单色光照射阴极K均可产生光电流。调节滑片P,当电压表示数分别为U1、U2时,λ1、λ2的光电流恰好减小到零。已知U1<U2,电子电荷量为e,真空中的光速为c。下列说法正确的是(　　)A.两种单色光光子的动量p1>p2B.光电子的最大初动能Ek1>Ek2C.普朗克常量为D.逸出功为11.(多选)美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压U0与入射光频率ν的关系,描绘出图乙中的图像,由此算出普朗克常量h,电子电荷量的绝对值用e表示,下列说法正确的是(　　)A.入射光的频率增大,测遏止电压时,应使滑动变阻器的滑片P向M端移动B.增大入射光的强度,光电子的最大初动能也增大C.由U0-ν图像可知,这种金属的截止频率为ν0D.由U0-ν图像可得普朗克常量的表达式为h=12.(2022江苏如东教育体育局高二期末)如图所示,一光电管的阴极用截止频率为ν0的钠制成。用波长为λ的紫外线照射阴极,光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U,光电流的饱和值为I,普朗克常量为h,真空中光速为c,电子的电荷量为e。(1)求电子到达A极时的最大动能Ekm;(2)若每入射N个光子会产生1个光电子,求紫外线照射阴极的功率P。       
2.光电效应1.D　根据光电效应方程Ek=hν-W0可知,初动能与光的频率有关,与光照强度无关。光电子的最大初动能与入射光的强度无关,其随入射光频率的增大而增大,大于截止频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比。2.CD　根据光电效应方程得,Ekm=hν-W,A错误,C正确;根据洛伦兹力提供向心力,有evB=m,则v=,最大初动能Ekm=mv2=,故D正确,B错误。3.C　硅光电池是利用光电效应将光能转化为电能的一种装置,故A错误;光电子的最大初动能与入射光的频率有关,随着入射光的频率增大而增大,与入射光的强度无关,故B错误;光照强度越强,逸出的光电子越多,饱和光电流越大,故C正确;只有当入射光的频率大于金属的截止频率时才能发生光电效应,故D错误。4.C　此电路研究的是光电管的遏止电压,不可用于研究光电管的饱和光电流,A错误;金属的截止频率只与自身有关,与外界光照条件无关,B错误;遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,C正确;因光电管所加电压为反向电压,滑片从左向右移动,电压变大,则射到A极的电子变少,电流变小,D错误。5.C　金属的逸出功是由金属自身决定的,与入射光频率无关,故A错误;每种金属都有一个截止频率,其值由金属逸出功W0=hν0决定,B错误;当入射光的频率大于截止频率会发生光电效应,即当入射光频率ν>ν0时,会逸出光电子,C正确;最大初动能与入射光的频率有关,与光强无关,D错误。6.C　设遏止电压为Uc,由动能定理eUc=Ek=hν-W0可知,对于同一种金属,W0不变,遏止电压与入射光的频率有关。对于一定频率的光,无论光的强弱如何,遏止电压都是一样的,故a、c是同种颜色的光,在光的频率不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大,a为强黄光,c为弱黄光。b的遏止电压最大,故b光的频率最大,为蓝光,故选C。7.答案 hν0　不变解析 根据Uc=,故可得该光电管阴极材料的逸出功为hν0。由Uc=可知,Uc-ν图像的斜率为k==常数,所以换用不同阴极材料制成的光电管,Uc-ν图像的斜率不变。8.C　由光子能量公式E=hν,动量公式p=,我们知道ν=,可知p=,则pA∶pB=3∶2,A、B错误;由光电效应方程可得E光子A=EA+W0,E光子B=EB+W0,由题意可知2E光子A=3E光子B,得W0=2EA-3EB,C正确,D错误。9.AC　当最大初动能为零时,入射光的光子能量与逸出功相等,即入射光的频率等于金属的截止频率,可知金属的截止频率为4.27×1014 Hz,A正确,B错误;根据Ek=hν-W0知,图线的斜率表示普朗克常量,C正确;金属的逸出功为W0=hνc=6.63×10-34×4.27×1014 J=1.77 eV,D错误。10.D　当电压表示数分别为U1、U2时,λ1、λ2的光电流恰好减小到零。已知U1<U2,根据eUc=hν-W0=h-W0,所以λ1>λ2,两种单色光光子的动量p=,所以p1<p2,光电子的最大初动能Ek=eUc,所以Ek1<Ek2,故A、B错误;根据eU1=h-W0,eU2=h-W0,解得W0= ,h=λ1λ2,故C错误,D正确。11.CD　入射光的频率增大,光电子的最大初动能增大,则遏止电压增大,测遏止电压时,应使滑动变阻器的滑片P向N端移动,故A错误;根据光电效应方程Ek=hν-W0知,光电子的最大初动能与入射光的强度无关,故B错误;根据Ek=hν-W0=eU0,解得U0=,图线的斜率k=,则h=,当遏止电压为零时,ν=ν0,故C、D正确。12.答案 (1)-hν0+eU　(2)解析 (1)由爱因斯坦光电效应方程可知电子从阴极飞出的最大初动能Ek=hν-hν0=-hν0再由动能定理有eU=Ekm-Ek解得Ekm=-hν0+eU。(2)t时间内由K极发射的光电子数n=且有P=解得P=。