4.1光电效应基础巩固练习（word 含答案）

4.1光电效应基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．下列说法中正确的是
A．钍的半衰期为24天．1g钍经过120天后还剩0.2g
B．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子
C．是核聚变反应
D．光电效应实验中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大
2．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为，则（　　）
A．当用频率为的单色光照射该金属时，则逸出功随之增大
B．当用频率为的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为
C．当照射光的频率增大，光电流强度也随之增大
D．当照射光的频率大于时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
3．把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开。用紫外线灯照射锌板观察验电器指针发现验电器张开的指针夹角会变小，说明锌板带的负电荷变少了，这意味着紫外线会让电子从锌板表面逸出，则（　　）
A．换红外线灯照射锌板，验电器的指针夹角也一定会变小
B．从锌板逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．用一个带正电的导体球接触锌板后，验电器张开的指针夹角可能会变大
D．用强度较弱的紫外线灯照射锌板，单位时间内从锌板上逸出的光电子较多
4．如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，验电器两金属箔片张开，用带负电的导体棒接触锌板，又可观察到验电器两金属箔片张角变小，其原因是（　　）
A．紫外线电离空气，使锌板带正电
B．紫外线自身带微量正电荷
C．锌板发生光电效应，释放出了正的光电子
D．锌板表面射出电子，锌板和两金属箔片均带正电
5．对于任何一种金属产生光电效应必须满足的条件是（　　）
A．入射光的强度大于某一极限强度 B．入射光的波长大于某一极限波长
C．入射光的照射时间大于某极限时间 D．入射光的频率大于某一极限频率
6．关于光电效应，下列几种表述正确的是（ ）
A．金属的极限频率与入射光的频率成正比
B．光电流的强度与入射光的强度无关
C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能要大
D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应
7．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（　　）
A．只要入射光的波长小于该金属的极限波长，光电效应就能产生
B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比
C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7s
D．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光频率成正比
8．如图A、B为a、b两束单色光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（　　）
A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．在相同条件下，a光比b光更容易发生明显的衍射现象
C．若a光照射某金属能发生光电效应，则b光照射该金属不一定能发生光电效应
D．两束光与声波本质上是相同的波，只是频率不同
9．如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知（ ）
A．当它们在真空中传播时，c光的波长最长
B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大
C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大
D．若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出光电子的最大初动能最大
10．光具有波粒二象性，在真空中的传播速度是，其自身可以承载很多信息。近期，中国科学家郭光灿团队成功实现了将光存储时间提升至1小时的科学突破，打破了德国科学家团队保持8年的光存储1分钟的世界纪录，向实现“冻结”光子的量子U盘迈出重要的一步。以下关于电磁波说法正确的是（ ）
A．电磁波是纵波
B．无线电波波长比可见光更长
C．光电效应证明光具有波动性
D．无线电波能发生偏振，红外线、紫外线不能发生偏振
11．某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像如图所示，则由图像可知（　　）
A．图像的斜率表示普朗克常量h
B．遏止电压是确定的，与照射光的频率无关
C．入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为hνc
D．入射光的频率发生变化时，金属的逸出功也随之改变
12．如图，把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开，用紫外线灯照射锌板，观察验电器指针发现验电器张开的指针夹角会变小，说明锌板带的负电荷变少了，这意味着，紫外线会让电子从锌板表面逸出，则（ ）
A．换红外线灯照射锌板，验电器的指针夹角也一定会变小
B．从锌板逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．用强度较弱的紫外线灯照射锌板，单位时间内从锌板上逸出的光电子较少
D．用强度较弱的紫外线灯照射锌板，单位时间内从锌板上逸出的光电子较多
13．一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜如图所示，两种颜色不同的可见光的细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，则下列说法正确的是（　　）
A．在玻璃棱镜中，a光的传播速度比b光的大
B．a光和b光照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大
C．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光大
D．a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射
14．用频率为v的某单色光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为Ek。已知普朗克常量为h，则下列判断正确的是（　　）
A．若增加该单色光的光照强度，则逸出电子的最大初动能一定增加
B．若单色光的频率变为2v，则逸出电子的最大初动能为2Ek
C．金属锌的逸出功可表示为
D．能使锌产生光电效应的单色光的最低频率为
15．图示是研究光电效应现象时，由甲、乙、丙三种光照射同一光电管所得的光电流I与光电管两端所加电压U的关系曲线，由图可知（　　）
A．甲、乙、丙三种光的频率互不相同
B．甲、乙两种光的频率相同，乙光的强度大于甲光的强度
C．丙光的频率大于甲光的频率，其强度一定大于甲光的强度
D．丙光的频率大于乙光的频率，其强度可能小于乙光的强度
二、填空题（共4题）
16．用弧光灯照射锌板，锌板会带________电，这是由于锌板发射了________，光电效应的规律是：
（1）入射光频率必须________该金属的极限频率才能发生光电效应．
（2）光电子的最大初动能与入射光的________无关，只随入射光的________增大而增大．
（3）光电流强度与入射光的________成正比．
（4）光电子的发射几乎是________的．
17．如图所示，一光电管的阴极K用极限波长为λ0的金属制成．用波长为λ的紫外线照射阴极K，加在光电管阳极A和阴极K之间的电压为U，电子电荷量为e，普朗克常量为h，光速为c，光电子到达阳极时的最大动能为____；若将此入射光的强度增大，则光电子的最大初动能____（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
18．照射金属的光子能量为6eV，则此光子的频率为____HZ，可使逸出光电子的最大初动能为1.5eV．如果照射光光子的能量变为12eV，则逸出电子的最大初动能变为____ eV．
19．如图所示，一验电器与锌板相连，在处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角。
（1）现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针______（选填“有”或“无”）偏转。
（3）为了进一步研究光电效应的规律，设计了如图所示的电路，图中标有和的为光电管，其中为阴极，为阳极。现接通电源，用光子能量为的光照射阴极，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片缓慢向右滑动，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，则光电管阴极材料的逸出功为______；现保持滑片位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数______（选填“为零”或“不为零”）。
三、综合题（共4题）
20．氢原子处于基态时，原子能量，已知电子电荷量，电子质量，氢原子的核外电子的第一条可能轨道的半径为氢原子激发态能量为，轨道半径为，其中，普朗克常量。
（1）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于的定态时，核外电子运动的等效电流多大？（用，，，表示，不要求代入数据）
（2）若已知钠的极限频率为，今用一群处于激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？
21．铝的逸出功是4.2eV，现在用波长为200nm的光照射铝的表面，求：（h=6.626×10-34J s）
（1）光电子的最大初动能；
（2）遏止电压；
（3）铝的截止频率．
22．如图所示是光电效应实验的原理图。当频率为v0的可见光照射到阴极K上时，灵敏电流计中有电流通过，则（ ）
（1）若将滑动触头P逐渐由A端移向B端时，观察到的现象是怎样的？请分析其原因。
（2）调换电源两极，将滑动触头P逐渐由A端移向B端，观察到的现象是怎样的？请分析其原因。
23．如图所示，一光电管的阴极用极限频率为ν0的钠制成。用波长为λ的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U，光电流的饱和值为I，普朗克常量为h，真空中光速为c，电子的电荷量为e。
（1）求电子到达A极时的最大动能Ekm；
（2）若每入射N个光子会产生1个光电子，求紫外线照射阴极功率P。
参考答案
1．C
2．B
3．C
4．D
5．D
6．D
7．A
8．C
9．D
10．B
11．C
12．C
13．D
14．D
15．D
16．正 电子 大于 强度 频率 强度 瞬时
17． 不变
18．1.45x1015 7.5
19．减小 无 为零
20．（1）；（2）4条
21．（1）光电子的最大初动能是3.2×10-19J；
（2）遏止电压是2V；
（3）铝的截止频率是1.0×1015Hz．
22．
（1）观察到：灵敏电流计中的电流先增大后不变。
其原因为：用频率为v0的可见光照射阴极K时，灵敏电流计中有电流通过，说明产生了光电效应，当将滑动触头P逐渐由A端移向B端时，增加了光电管两端的电压，使单位时间内参与导电的，光电子数增多，所以光电流增大，当光电流达到饱和光电流后，再增大电压则光电流不会增大，所以将滑动触头P逐渐由A端移向B端时，灵敏电流计中的电流先增大后不变。
（2）观察到：灵敏电流计中的电流先减小，减为零后不再随反向电压的增大而变化。
其原因为：调换电源两极，将滑动触头P逐渐由A端移向B端时，光电管两端加了反向电压，使光电管中的光电子减速运动，随着电压的增大，单位时间内参与导电的光电子数减少，所以灵敏电流计中的电流会减小，当反向电压达到遏止电压时，所有光电子都不能到达阳极，此时光电流为零，所以将滑动触头P逐渐由A端移向B端时，灵敏电流计中的电流先减小，减为零后不再随反向电压的增大而变化。
23．（1）；（2）