粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二节 光电效应方程及其意义精品课时训练

4.2 光电效应方程及其意义  同步练习

一、单选题

1．某金属被光照射后产生了光电效应现象，测得光电子的最大初动能Ek与入射光频率v之间的关系如图所示。已知h为普朗克常量，电子的电荷量的绝对值为e，则当入射光频率为4v0时，其遏止电压为（　　）

A．hv0 B．3hv0 C． D．

2．复色光经玻璃三棱镜折射后的光路如图所示。下列说法中正确的是（　　）

A．入射光束绕入射点顺时针旋转时，a光将先发生全反射

B．同种介质中，b光的传播速度大于a光

C．用同一双缝干涉装置进行实验，a光的相邻条纹间距比b光的大

D．b光光子能量小于a光光子能量

3．研究光电效应现象的实验装置如图（a）所示，用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K时测得相应的遏止电压分别为U1和U2，产生的光电流随光电管两端电压U的变化规律如图（b）所示。已知电子的质量为m，电荷量为-e，黄光和蓝光的频率分别为v1和v2，且v1<v2。则下列判断正确的是（　　）

A．U1>U2 

B．图（b）中的乙线是对应黄光照射

C．根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率 

D．用蓝光照射时，光电子的最大初动能为eU2

4．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为，则下列判断正确的是（　　）

A．当用频率为的光照射该金属时，一定能产生光电子

B．当用频率为的光照射该金属时，产生的光电子的最大初动能为

C．当照射光的频率大于时，若频率增大，则逸出功增大

D．当照射光的频率大于时，若频率增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

5．如图甲所示，为研究某金属材料的遏止电压Uc与入射光频率v的关系的电路图，用不同频率的光分别照射甲图中同一光电管的阴极K，调节滑片P测出遏止电压，并描绘Uc-v关系图如图乙所示。已知三种光的频率分别设为以v1、v2、v3，光子的能量分别为1.8eV、2.4eV、3.0eV，测得遏止电压分别为U1=0.8V、U2=1.4V、U3（图乙中未知）。则下列说法正确的是（　　）

A．普朗克常量可表达为

B．图乙中频率为v3的光对应的遏止电压U3=1.8V

C．该阴极K金属材料的逸出功为2.6eV

D．将电源的正负极对换，仍用频率为v2的光照射阴极K时，将滑片P向右滑动一些，电流表示数一定不为零

6．查阅资料知，“全飞秒”近视矫正手术用的是一种波长的激光。已知普朗克常数，光在真空中传播速度，则该激光中光子的能量约为（　　）

A．1.9×10-18J B．1.9×10-19J C．2.2×10-18J D．2.2×10-19J

7．在光电效应实验中，飞飞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（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（　　）

A．乙光的波长大于丙光的波长

B．甲光的频率大于乙光的频率

C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

8．下列说法正确的是（       ）

A．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性

B．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说

C．对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须大于这个波长，才能产生光电效应

D．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大

9．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是(　　)

A．2.3×10－18 W B．7.0×10－10 W

C．3.8×10－19 W D．1.2×10－18 W

10．自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节，为方便测温，人们习惯采用如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位大约5cm~6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（　　）

A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异

B．额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒

C．红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是纵波

D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，并成功解释了光电效应现象

二、多选题

11．从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压U。（即图甲所示的电路中电流表G的读数减小为零时夹在电极K、A之间的反向电压）与入射光的频率v，由此算出普朗克常量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的正确性。按照密立根的方法我们利用图甲所示的装置进行实验，得到了某金属的图像如图乙所示。已知元电荷。下列说法正确的是（　　）

A．该金属的截止频率约为

B．该金属的截止频率约为

C．利用该图线实验数据求不出普朗克常量

D．利用该图线实验数据可以求出这种金属的逸出功

12．如图所示，两束单色光a和b从水中射向水面的O点，它们进入空气后的光合成一束光c。根据这一现象可知，下列说法中正确的是（　　）

A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

B．若a光照射到某金属上能发生光电效应，则b光照射该金属上也一定能发生光电效应

C．两束光在水中的传播过程中，a光的速度较小

D．若两束光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角的过程中水面上首先消失的是a光

13．太赫兹辐射通常是指频率在、即频率在微波与红外线之间的电磁辐射，其频率高于微波，低于红外线、紫外线，远低于X射线，太赫兹波对人体安全，可以穿透衣物等不透明物体，实现对隐匿物体的成像，近年来太赫兹技术在国家安全、信息技术等诸多领域取得了快速发展，被誉为“改变未来世界十大技术”之一，由上述信息可知，太赫兹波（　　）

A．其光子的能量比红外线光子的能量小

B．比微波更容易发生衍射现象

C．比紫外线更难使金属发生光电效应

D．比X射线穿透性更强

14．1899年，苏联物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”。已知频率为的光子的动量为，式中h为普朗克常量，c为光速。光对物体单位面积的压力叫辐射压强或光压。某二氧化碳气体激光器发出的激光功率为，该光束垂直射到某平整元件上，其光束截面积为，该激光的波长为，光速，且，则（　　）

A．该激光器单位时间内发出的光子数可表示为

B．该激光器单位时间内发出的光子数可表示为

C．该光束可能产生的最大光压约为

D．该光束可能产生的最大光压约为

三、填空题

15．小灯泡发光时转变成光能的功率是1W，所发出的光的看作是波长为500nm，设灯光向四周的辐射都是均匀的。球表面积S = 4πR2，1nm = 10 - 9m，普朗克常量h = 6.63 × 10 - 34J·s。则在1m远处，每秒垂直穿过1m2面积上的光子数大约是_______个，在半径从4米到10米的球壳内有________J光能。

16．如图所示，阴极K用极限波长λ0的金属制成，用波长λ的光照射阴极K，调整两极板间电压，当A板电压比阴极K高出2.5V时，光电流达到饱和，电流表示数为I。已知普朗克常量为h，光电子电荷量为e，光速为c。则每秒阴极K发射的光电子数为__________；光电子飞出阴极K时的最大初动能为__________。如果把照射到阴极K的光照强度增大为原来的2倍，则每秒钟阴极K发射的光电子数为__________。

四、解答题

17．钙的逸出功为3.2eV，现将波长为300nm的光照射钙的表面。求：

（1）光电子的最大初动能；（2）若用该种波长的光照射金属钨（逸出功为4.54eV），能不能发生光电效应？写出你分析的计算过程。

18．如图甲所示是研究光电效应现象的实验电路，在某次光电效应实验中，得到的遏止电压与入射光频率的关系如图乙所示（图中所给坐标值均为已知量），已知电子的电荷量为e，求：

（1）普朗克常量和该金属的逸出功；（2）若某次实验，电流表的示数不为零，电压表示数为，入射光的频率为，求光电子到达A板处的最大动能。