高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第1节 光电效应及其解释练习题

这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第1节 光电效应及其解释练习题，共11页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
6.1光电效应及其解释基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册一、选择题（共15题）1．如图是工业生产中用到的光控继电器示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应。下列说法正确的是（　　）A．端应该接电源正极B．调转电源正负极，电路中一定没有电流C．改用黄光照射阴极，电路中可能存在光电流D．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大2．关于光电效应的下列说法中，正确的是A．光电流的强度与入射光的强度无关B．入射光的频率增大，则金属的逸出功也随着增大C．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应D．当用频率为2v0的单色光照射截止频率为v0的金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv0，其中h为普朗克常量3．下列说法正确的是（　　）A．能量子与电磁波的频率成反比B．红光的能量比绿光大C．微观粒子的能量变化是跳跃式的D．电磁波波长越长，其能量越大4．金属钙的逸出功为，普朗克常量，光速，以下说法正确的是（　　）A．用波长为500nm的单色光照射金属钙，能产生光电效应B．若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应，则增大光的强度将会使光电子的最大初动能增大C．若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则在保持强度不变的情况下，增大入射光频率，则单位时间内发射的光电子数不变D．若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则减小光的强度将会使单位时间内发射的光电子数减少5．如图所示，用导线把验电器与锌板相连，当用紫外线照射该锌板时，验电器的铝箔有张角，则该实验（　　）A．验电器带正电B．证明光具有波动性C．入射光如果换成紫光，验电器的指针不偏转D．若照射光频率加倍，光电子的最大初动能也加倍6．美国物理学家密立根用精湛的技术测量了光电效应中几个重要的物理量，其中之一是通过测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，计算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性。如图所示为根据某次实验作出的Uc-ν图像，下列说法正确的是（　　）A．该图线的斜率表示普朗克常量 B．该金属的截止频率约为4.3×1014 HzC．该金属的截止频率约为5.5×1014 Hz D．该金属的逸出功与入射光的频率成正比7．利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，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．改用紫外光照射K，电流表中没有电流通过B．只增加该可见光的强度，电流表中通过的电流将变小C．若将滑动变阻器的滑片移到A端，电流表中一定无电流通过D．若将滑动变阻器的滑片向B端移动，电流表示数可能不变8．如图甲，合上开关，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极K，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0.60V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。把电路改为图乙，当电压表读数为1.5V时，逸出功W及电子到达阳极时的最大动能Ek为（　　）A．W=3.1eV   Ek=4.5eV B．W=1.9eV   Ek=2.leVC．W=1.7eV   Ek=1.9eV D．W=1.5eV   Ek=0.6eV9．在图甲所示的电路中，用两种单色光①、②分别照射同一光电管时，光电流与光电管两极电压的关系如图乙。单色光①和②相比（　　）A．①光光子的频率较大B．①光光子的动量较大C．①光照射时，单位时间逸出的光电子数目较多D．①光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大10．如图所示，在一装满液体的容器中，放有一真空半球形容器，半球形容器的圆面与竖直墙面平行，不计半球形容器壁的厚度，有一束复色光（含有两种频率）朝着圆心射入半球形真空容器后，经折射照到竖直墙壁上，其在墙上的位置关系如图所示。以下说法正确的是（　　）A．在同种介质中传播时，光速度更大B．从真空进入水中，两束光的频率都变小C．将半球形容器绕点逆时针转动，则光先发生全反射D．若光能使某金属发生光电效应，则光也能使该金属发生光电效应11．在光电效应实验中，分别用频率为、的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为和，光电子的最大初动能分别为和。h为普朗克常量。下列说法正确的是（　　）A．若，则一定有B．若，则一定有C．若，则一定有D．若，则一定有12．如图为研究光电效应现象实验装置，用光子能量为4. 10eV的紫外线照射到光电管上阴极K，发生了光电效应。调节滑片P，当电压表的示数为1. 81V时，电流计的示数恰好为零。则在该实验中（　　）A．光电子的最大初动能为2. 29eVB．电流计示数恰好为零时，若增大光强电流计有示数C．若增大入射光的频率，要使电流计的示数为零，滑片P应向右调节D．若断开开关S，电流计仍无示数13．光电鼠标轻便舒适，深受使用者喜爱，光电鼠标中的一个重要元件是光电管，它的原理是光电效应。频率为的入射光照射某金属时刚好发生光电效应，照射某金属时光电子的最大初动能为。已知普朗克常量为，电子电荷量大小为，下列说法正确的是（　　）A．增大照射金属的入射光的强度，可以增大光电子的最大初动能B．金属的逸出功为金属B逸出功的2倍C．金属B的遏止电压为D．若用频率为的光分别照射、B两种金属，光电子的最大初动能之比为3：514．如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管，其中A为阳极，K为阴极，理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为12.0 eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为5.0 V。现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是（　　）A．光电管阴极材料的逸出功为5.0 eVB．若增大入射光的强度，电流计的读数不为零C．若用光子能量为15.0 eV的光照射阴极K，光电子的最大初动能一定变大D．若用光子能量为10.0eV的光照射阴极K，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零15．用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为的光照射到光电管上时发生了光电效应，毫安表的示数不为零；移动变阻器的触头，发现当电压表的示数大于或等于时，毫安表示数为0，则下列说法正确的是（　　）A．光电管阴极的逸出功为B．光电子的最大初动能为C．入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大D．实验中用光子能量为照射到光电管阴极上也能发生光电效应二、填空题（共4题）16．采用如图甲所示电路可研究光电效应规律，现分别用a、b两束单色光照射光电管，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系图像如图乙所示。（1）实验中当灵敏电流表有示数时将滑片P向右滑动，则电流表示数一定不会___________（选填“增大”“不变”或“减小”）。（2）照射阴极材料时，___________（选填“a光”或“b光”）使其逸出的光电子的最大初动能大。（3）若a光的光子能量为5 eV，图乙中Uc2=-3 V，则光电管的阴极材料的逸出功为___________ J。（e=1.6×10-19C）17．图示是氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，若它们自发地跃迁到n=2的激发态时，核外电子的动能______ （填“增大”或“减小”）；若这一群氢原子都跃迁到基态，则放出的光子中有______种光子能使金属钾（逸出功为2.25eV）发生光电效应。18．如图所示是使用光电管的原理图。当频率为的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。如果将变阻器的滑动端P由A向B滑动，通过电流表的电流强度将会___（填“增加”、“减小”或“不变”）。当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为___（已知电子电量为e）。如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将____（填“增加”、“减小”或“不变”）。19．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量．（计算结果均保留3位有效数字）（1）实验中测得铷的遏止电压与入射光频率v之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率___________Hz，逸出功___________J；（2）如果实验中入射光的频率，则产生的光电子最大初动能______J．三、综合题（共4题）20．我们知道，根据光的粒子性，光的能量是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，光子具有动量（ hv/c ）  和能量（hv ），当光子撞击到光滑的平面上时，可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向，并给撞击物体以相应的作用力．光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压．联想到人类很早就会制造并广泛使用的风帆，能否做出利用太阳光光压的“太阳帆”进行宇宙航行呢？1924年，俄国航天事业的先驱齐奥尔科夫斯基和其同事灿德尔明确提出“用照射到很薄的巨大反射镜上的太阳光所产生的推力获得宇宙速度”，首次提出了太阳帆的设想．但太阳光压很小，太阳光在地球附近的光压大约为10﹣6N/m2，但在微重力的太空，通过增大太阳帆面积，长达数月的持续加速，使得太阳帆可以达到甚至超过宇宙速度．IKAROS 是世界第一个成功在行星际空间运行的太阳帆．2010年5月21日发射，2010年12月8日，IKAROS 在距离金星 80，800 公里处飞行掠过，并进入延伸任务阶段．设太阳单位时间内向各个方向辐射的总能量为E，太空中某太阳帆面积为S，某时刻距太阳距离为r（r很大，故太阳光可视为平行光，太阳帆位置的变化可以忽略），且帆面和太阳光传播方向垂直，太阳光频率为v，真空中光速为c，普朗克常量为h．（1）当一个太阳光子被帆面完全反射时，求光子动量的变化△P，判断光子对太阳帆面作用力的方向．（2）计算单位时间内到达该航天器太阳帆面的光子数．（3）事实上，到达太阳帆表面的光子一部分被反射，其余部分被吸收．被反射的光子数与入射光子总数的比，称为反射系数．若太阳帆的反射系数为ρ，求该时刻太阳光对太阳帆的作用力．21．如图所示，光电管的阴极k是用极限波长为λ0= 5.0×10-7m的钠制成．现用波长为λ=3.0×10-7m的紫外线照射阴极K,当光电管阳极A和阴极K之间的电压U =2.1V时，光电流达到最大值Im=0.56μA．已知元电荷的电荷量e=1.60×10-19C，普朗克常量h =6.63×10-34J.s，光速c=3×108m/s. 求：（1）每秒钟内由阴极K发射的光电子数目n；（2）电子到达阳极A时的最大初动能Ekm；(保留三位有效数字)（3）该紫外线照射下阴极的遏止电压Uc． (保留三位有效数字)22．如图所示，图1为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图2电路中光电管阴极K上时，光电流随光电管两端电压变化的图像如图3。求：（1）频率最高的光子能量；（2）阴极K的逸出功。23．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示，请判断：（1）三种光的波长关系。（2）三次实验中光电子最大初动能的大小关系。
参考答案1．C2．D3．C4．D5．A6．B7．D8．B9．C10．A11．B12．C13．D14．C15．D16．减小    b光    3.2×10-19    17．增加    4    18．减小        不变    19．；    ；        20．（1）△P=，方向相反（2）（3）21．（1）3.5×1012 (个)（2）6.01×10-19J(或3.76ev)  （3）1.66V22．（1）；（2）23．（1）；（2）