人教版 (2019)选择性必修 第三册2 光电效应当堂检测题

4.2　光电效应

一、选择题(本题共3小题，每题6分，共18分)

1．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比(　D　)

A．频率变大 B．频率不变

C．光子能量变大  D．波长变长

解析：运动的光子和一个静止的自由电子碰撞时，既遵守能量守恒，又遵守动量守恒。碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子，光子的能量减少，波长变长，频率减小，D选项正确。

2．某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示。表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料(　D　)

A．仅钠能产生光电子 B．仅钠、铜能产生光电子

C．仅铜、铂能产生光电子 D．都能产生光电子

解析：由题图可知，该光源发出的光的波长大约在25 nm到440 nm之间，而三种材料中，极限波长最小的铂的极限波长是196 nm，大于25 nm，所以该光源能使三种材料都产生光电效应。故选D。

3．(多选)图甲是光电效应的实验装置(电源的正负极可调换)，图乙是用同一光电管在不同实验条件下得到的光电流与加在光电管两端电压关系的图像，下列说法正确的是(　ABD　)

A．由图线①③可知对于某种确定的金属来说，光电子的最大初动能与光强无关

B．由图线①②③可知对于某种确定的金属来说，入射光的频率越大其遏制电压越大

C．图甲中当某频率的光入射时，电流表有示数，把滑动变阻器向右滑动时，电流表示数一定变大

D．A、K间加反向电压时，直流电源右侧应是电源的正极

解析：由图线①③可知对于某种确定的金属来说，光电子的最大初动能mv＝Uce，与光强无关，选项A正确；由于蓝光的频率大于黄光的频率，由图线①②③可知对于某种确定的金属来说，入射光的频率越大其遏制电压越大，选项B正确；图甲中当某频率的光入射时，电流表有示数，把滑动变阻器向右滑动时，若还没有达到饱和光电流，则电流表示数变大；若已经达到饱和光电流，则电流表的示数不变，选项C错误；A、K间加反向电压时，直流电源右侧应是电源的正极，选项D正确。

二、非选择题(共22分)

4．(10分)光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。我们知道光子的能量E＝hν，动量p＝，其中ν为光的频率，h为普朗克常量，λ为光的波长。由于光子具有动量，当光照射到物体表面时，会对物体表面产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束频率为ν0的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收(即光子的末动量变为0)。求：

(1)该激光器在单位时间内发出的光子数N；

(2)该激光作用在物体表面时产生的光压I。

答案：(1)　(2)

解析：(1)Δt时间内，该激光器发出的光子数n＝，单位时间该激光器发出的光子数N＝。

(2)该激光作用在物体表面，由动量定理F·Δt＝np，且p＝，λ＝，产生的光压I＝，解得I＝。

5．(12分)如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10﹣34 J·s。结合图像，求：(以下所求结果均保留两位有效数字)

(1)每秒钟阴极发射的光电子数；

(2)光电子飞出阴极K时的最大动能为多少焦耳；

(3)该阴极材料的极限频率。

答案：(1)4.0×1012个　(2)9.6×10－20 J

(3)4.6×1014 Hz

解析：(1)每秒发射光电子个数：

n＝＝＝4.0×1012。

(2)光电子飞出阴极K时的最大动能：

Ekm＝eU0＝0.6 eV＝9.6×10－20 J。

(3)由光电效应方程可得：Ekm＝h－hν0，

代入数据可得极限频率：ν0＝4.6×1014 Hz。