4.2光电效应基础巩固——2021—2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册（word版含答案）

4.2光电效应基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．已知h为普朗克常量，c、和分别为真空中的光速、波长和频率，则根据爱因斯坦光子说，一个光子的能量E等于（　　）
A． B． C． D．
2．如图所示，为光电效应实验电路，关于实验规律，下列说法正确的是（　　）
A．在光照条件一定的情况下，光电流随滑动头P向b端移动一直增大
B．无论入射光的频率如何，只要光足够强，就一定能发生光电效应
C．只要入射光的频率足够大，即使不加电压，也会有光电流产生
D．入射光越弱，发生光电效应所需的时间就越长
3．关于光的本性，下列说法中正确的是（　　）
A．光电效应现象表明在一定条件下，光子可以转化为电子
B．光电效应实验中，只有光的强度足够大时，才能观察到光电流
C．光在传播过程中表现为粒子性，在与物质相互作用时表现为波动性
D．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量
4．关于黑体及黑体辐射，下列说法正确的是（　　）
A．黑体是真实存在的
B．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元
C．随着温度升高，黑体辐射的各波长的强度有些会增强，有些会减弱
D．黑体辐射无任何实验依据
5．如图为研究光电效应规律的实验电路图．若用频率略大于阴极材料的极限频率的光照射，电流表指针未发生偏转，要使电流表指针发生偏转，采用的措施应为（ ）
A．增大入射光的频率
B．增大入射光的强度
C．使入射光由K改照A
D．使变阻器的滑片P向左移动
6．图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用、、光照射光电管得到的图线，、表示遏止电压，下列说法正确的是（　　）
A．光的频率小于光的频率
B．光的强度大于光的强度
C．光照射时的逸出功小于光的照射时的逸出功
D．在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流一直会增加
7．现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是（　　）
A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大
B．保持入射光的光强不变，入射光的频率变高，饱和光电流变大
C．保持入射光的光强不变，入射光的频率变低，光电子的最大初动能变大
D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
8．用如图所示的实验装置研究光电效应现象。所用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为零，则在该实验中（　　）
A．当滑动触头向a端滑动时，电流表G示数增大
B．增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大
C．光电子的最大初动能为1.05eV
D．光电管阴极的逸出功为1.05eV
9．如图，用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，则（　　）
A．电源右端应为正极 B．流过电流表G的电流大小取决于照射光的频率
C．流过电流表G的电流方向是a流向b D．普朗克解释了光电效应并提出光子能量E=hν
10．一金属表面，受蓝光照射时发射出电子，受绿光照射时无电子发射。下列有色光照射到这金属表面上时会引起光电子发射的是（　　）
A．紫光 B．橙光 C．黄光 D．红光
11．从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量.他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，作出图乙所示的Uc－ν的图象，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性.已知电子的电荷量为e，则下列普朗克常量h的表达式正确的是(　　)
A． B．
C． D．
12．关于光的本性，在物理学的发展历史中曾经历过“微粒说”和“波动说”的激烈争论。以牛顿为代表的“微粒说”理论认为光是实物粒子；面以惠更斯为代表的“波动说”理论则认为光是一种波。在托马斯·杨的“光的双缝干涉”实验之前，“微粒说”理论占据上风，这一方面是因为“微粒说“代表人物牛顿的“物理学权威”身份，另一方面是因为“微粒说“能较好地解释光在均匀介质中沿直线转播、光的反射现象和光的折射现象。如图甲所示，光从均匀光疏介质1进入均匀光密介质2时，传播方向发生偏折。针对这一现象，应用牛顿的“微粒说”可解释为：光密介质2的微粒分布比光疏介质1的微粒分布更为密集，光微粒在两种介质界面附近处时，所受到的介质微粒对其施加的引力虽然在与介质界面平行的方向上被平衡，但是在沿与介质界面垂直的方向上并未被平衡，而是指向光密介质2，因此沿与介质界面垂直方向上的速度分量变大，如图乙所示，所以θ2<θ1。根据课内学过的物理知识和以上信息可知，下列说法错误的是（　　）
A．牛顿的“微粒说”和爱因斯坦为解释光电效应提出的“光子说”是不同的
B．按照牛顿的“微粒说”可得出，光在介质2中的速度比光在介质1中的速度大
C．按照牛顿的“微粒说”，光从介质1进入介质2的过程中，两种介质对光微粒做的总功应该为负
D．按照牛顿的“微粒说”，作为微粒的光在均匀介质中传播时，光微粒受到介质微粒对其的引力将被平衡
13．1922年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大。下列说法中正确的是（　　）
A．有些X射线的能量传给了电子，因此X射线的能量减小了
B．有些X射线吸收了电子的能量，因此X射线的能量增大了
C．X射线的光子与电子碰撞时，动量守恒，能量也守恒
D．X射线的光子与电子碰撞时，动量不守恒，能量守恒
14．如图所示，是研究光电效应的实验装置。断开电键S，用一束光照射光电管的金属极板K，发现电流表读数不为零。合上电键S，将滑动变阻器的滑动触头P逐渐向右移动，当电压表的读数为U0时，电流表读数恰好为零，电子所带的电荷量为e。则（　　）
A．入射光的频率一定小于K极板的极限频率
B．合上电键S，从K极板逸出的光电子向右做加速运动
C．根据题干信息可求得光电子的最大初动能
D．若保持电压表的读数U0不变，换用频率更高的光照射，电流表的读数仍为零
15．已知可见光的光子能量范围约为，氢原子能级图如图所示，大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时，下列说法中正确的是（　　）
A．会辐射出三种频率的光
B．向能级跃迁时，辐射的光的波长最短
C．向能级跃迁时，辐射的光会具有显著的热效应
D．向能级跃迁时，辐射的光能使逸出功为的铝发生光电效应
二、填空题（共4题）
16．光电效应的实验规律
（1）存在_______频率：当入射光的频率低于截止频率时_______（填“能”或“不”）发生光电效应．
（2）存在_______电流：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越_______。
（3）存在_______电压：使光电流减小到_______的反向电压Uc，且满足mevc2＝eUc
（4）光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是_______发生的。
17．光究竟是什么？今天你的认识是：________________________．
18．人们通过光的干涉或衍射现象认识到光具有________性；又通过________现象认识到光具有粒子性，总之，目前人们认为光具有波粒二象性．
19．太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池半导体材料的光电效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，可以用于无电网覆盖的边远地区和人口分散地区，具有更好的发电效率和环保性能、如图所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压。
（1）标出电源和电流表的正负极_____。
（2）入射光应照射在______（选填“A”或“B”）极上。
（3）若电流表的示数是10 μA，则每秒从光电管阴极发射出的光电子数至少为______个。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e，求：
（1）光电子的最大初动能
（2）从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能．
21．如图所示，阴极材料由铝制成，已知铝的逸出功为W0，现用波长为λ的光照射铝的表面，使之产生光电效应，已知电子的电量为e，普朗克常量为h，真空中光速为c。求：
(1)光电子的最大初动能；
(2)电压表示数至少为多大时电流表示数才为零；
(3)若射出的具有最大初动能的光电子与一静止的电子发生正碰，则碰撞中两电子电势能增加的最大值是多少？
22．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，动量，其中为光的频率，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。
23．如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.50 eV的一束光照射光电管的阴极P，发现电流表的读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表的读数小于0.60 V时，电流表的读数仍不为零；当电压表的读数大于或等于0.60 V时，电流表的读数为零．求：
(1) 光电子的最大初动能Ek；
(2) 该阴极材料的逸出功W0．
参考答案
1．A
2．C
3．D
4．B
5．A
6．A
7．A
8．D
9．C
10．A
11．A
12．C
13．C
14．C
15．C
16．截止 不 饱和 大 遏止 0 瞬时
17．光具有波粒二象性
18．波动； 光电效应；
19． B 6.25 × 1013
20．（1） (2)
21．(1) ；(2)； (3)
22．(1)；(2)
23．