人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性2 光电效应同步训练题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性2 光电效应同步训练题，共5页。试卷主要包含了如图，电路中所有元件完好等内容，欢迎下载使用。
A组·基础达标
1．(2023年安康模拟)光电鼠标是一种常见的计算机输入设备，其原理利用了光电效应．在鼠标表面安装一个光电传感器，当光电传感器接收到光线，就会产生电信号，从而控制计算机的操作．关于光电效应，下列说法正确的是( )
A．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
B．入射光的强度越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大
C．对于给定的金属，入射光的频率越大，逸出功越大
D．同一光电管，入射光的波长越长，对应的遏止电压越小
【答案】D
【解析】当入射光的频率大于金属的极限频率时，该金属才能够产生光电效应，A错误；根据光电效应方程Uce＝ eq \f(1,2)mv eq \\al(2,m) ＝hν－W逸出功可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率和金属的逸出功有关，B错误；对于给定的金属，其逸出功的大小为定值，与入射光的频率无关，C错误；根据光电效应方程可知，同一光电管，入射光的波长越长，频率越小，对应的遏止电压Uc越小，D正确．
2．用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J．已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.0×108 m·s－1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )
A．1×1014 HzB．8×1014 Hz
C．2×1015 HzD．8×1015 Hz
【答案】B
【解析】根据爱因斯坦光电效应方程，Ek＝ eq \f(hc,λ)－W，而W＝hν0，联立并代入数据解得能够使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为8×1014Hz，B正确．
3．(2023年绍兴期末)氦氖激光器发射波长为632.8 nm的单色光，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s．这种光的一个光子能量为( )
A．3.14×10－17 JB．3.14×10－18 J
C．3.14×10－19 JD．3.14×10－20 J
【答案】C
【解析】这种光的一个光子能量为ε＝ eq \f(hc,λ)≈ eq \f(6.63×10－34×3×108,632.8×10－9) J≈3.14×10－19 J，故选C．
4．(2023年汕尾检测)如图，电路中所有元件完好．当光照射光电管时，灵敏电流计指针没有偏转，其原因是( )
A．电源的电压太大B．光照的时间太短
C．入射光的强度太强D．入射光的频率太低
【答案】D
【解析】电源正负极的连接使得光电子在电场中做加速运动，故无论电源电压多大不会让灵敏电流计指针没有偏转，A错误；光电效应的发生是瞬间的，与入射光的照射时间无关，B错误；灵敏电流计指针未发生偏转，可能是未发生光电效应现象，即入射光的频率小于金属的截止频率(入射光的波长大于金属的极限波长)，与光照强度无关，C错误，D正确．
5．单色光B的频率为单色光A的两倍，用单色光A照射到某金属表面时，从金属表面逸出的光电子最大初动能为E1．用单色光B照射该金属表面时，逸出的光电子最大初动能为E2，则该金属的逸出功为( )
A．E2－E1B．E2－2E1
C．2E1－E2D． eq \f(E1＋E2,2)
【答案】B
【解析】根据光电效应方程：用单色光A照射到某金属表面时E1＝hν－W逸出功，用单色光B照射到某金属表面时E2＝h·2ν－W逸出功，解得W逸出功＝E2－2E1，B正确．
6．(2022年江苏卷)光源通过电子－光子散射使光子能量增加，光子能量增加后( )
A．频率减小B．波长减小
C．动量减小D．速度减小
【答案】B
【解析】根据E＝hν可知光子的能量增加后，光子的频率增加，又根据λ＝ eq \f(c,ν)，可知光子波长减小，A错误，B正确；根据p＝ eq \f(h,λ)，可知光子的动量增加．又因为光子质量不变，根据p＝mv可知光子速度增加，C、D错误．
7．(多选)按如图的方式连接电路，当用紫光照射阴极K时，电路中的微安表有示数．则下列说法正确的是( )
A．如果仅将紫光的光强减弱一些，则微安表可能没有示数
B．仅将滑动变阻器的触头向右滑动一些，则微安表的示数一定增大
C．仅将滑动变阻器的触头向左滑动一些，则微安表的示数可能不变
D．仅将电源的正负极对调，则微安表仍可能有示数
【答案】CD
【解析】如果仅将紫光的光强减弱一些，则单位时间内逸出的光电子数减小，则微安表示数减小，故A错误；饱和光电流与入射光的强度有关，仅将滑动变阻器的触头向右滑动，不改变光的强度，则微安表的示数不一定增大；同理仅将滑动变阻器的触头向左滑动一些，则微安表的示数可能不变，故B错误，C正确．将电路中电源的极性反接后，即加上反向电压，若光电子的动能足够大，电路中还有光电流，微安表仍可能有示数，故D正确．
8．(多选)三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1＞λ2＞λ3)．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是( )
A．用光束1照射时，不能产生光电子
B．用光束3照射时，不能产生光电子
C．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多
D．用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大
【答案】AC
【解析】根据题述，用光束2照射时，恰能产生光电子，可知λ2为金属的截止波长，用光束1照射时，不能产生光电子，用光束3照射时，能产生光电子，选项A正确，B错误；用光束2照射时，光越强，说明照射的光子越多，单位时间内产生的光电子数目越多，选项C正确；根据爱因斯坦光电效应方程可知，用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能不变，选项D错误．
9．(2022年中山联考)图甲是探究光电效应的实验电路图，光电管截止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图乙所示．下列判断正确的是( )

A．入射光的频率ν不同时，截止电压Uc 也不同
B．入射光的频率ν不同时，Uc－ν图像的斜率不同
C．图甲电路中，当电压表示数增大时，电流表的示数增大
D．图甲电路中入射光频率不变，增加入射光的光照强度，光电子的最大初动能增加
【答案】A
【解析】根据光电效应方程可得Ekm＝hν－W0 ，根据动能定理可得－eUc＝0－Ekm，联立可得Uc＝ eq \f(h,e)ν－ eq \f(W0,e)，可知Uc－ν图像的斜率为k＝ eq \f(h,e)，可知入射光的频率ν不同时，截止电压Uc 也不同，Uc－ν图像的斜率相同，A正确，B错误；图甲电路中，极板间所加电压为反向电压，当电压表示数增大时，电流表的示数减小，C错误；图甲电路中入射光频率不变，增加入射光的光照强度，根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能不变，D错误．
10．(2023年三明统考)为落实国家“双碳”战略，推动能源绿色低碳转型，三明市沙县区推进新型绿色光伏发电．假设太阳光子垂直射到发电板上并全部被吸收．已知光伏发电板面积为S，发电板单位面积上受到光子平均作用力为F，每个光子动量为h eq \f(ν,c)(其中h为普朗克常量，ν为光子的频率，c为真空中的光速)，则t秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为( )
A．FSctB．2FSct
C．FSthνD．2FSthν
【答案】A
【解析】设t秒内该光伏发电板上接收到的光子数为n，根据动量定理可得F总t＝nh eq \f(ν,c)，又F＝ eq \f(F总,S)，联立解得n＝ eq \f(FSct,hν)，则t秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为E＝nhν＝FSct，A正确．
11．小明用金属铷作阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s．
(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极”或“阳极”)．
(2)测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W＝________J．
(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝________J．
【答案】(1)阳极 (2)5.15×1014 3.41×10－19 (3)1.23×10－19
【解析】(1)光电管中光束直接照射的K极为光电管的阴极，所以电极A为光电管的阳极．
(2)由Uc－ν图线可知，铷的截止频率νc＝5.15×1014 Hz，金属的逸出功
W＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014 J＝3.41×10－19 J．
(3)由光电效应方程Ek＝hν－W，可得产生的光电子的最大初动能
Ek＝6.63×10－34×7.00×1014 J－3.41×10－19 J＝1.23×10－19 J．