4.2光电效应方程及其意义同步练习（word版含答案）

4.2光电效应方程及其意义同步练习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．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
2．图为氢原子能级图。现有一群处于n=4激发态的氢原子，用这些氢原子辐射出的光照射逸出功为2.23eV的某金属，则（　　）
A．这些氢原子能辐射出三种不同频率的光子
B．这些氢原子辐射出光子后，电子的总能量保持不变
C．这些氢原子辐射出的所有光中有四种光子能使该金属发生光电效应
D．该金属逸出的所有光电子中，初动能的最大值约为10.62eV
3．如图所示为氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，利用其在向低能级跃迁时发出的光照射逸出功为3.34eV的金属锌，下列说法正确的是（　　）
A．这群氢原子向低能级跃迁时共发出6种频率的光子，且有4种光子能使锌板发生光电效应
B．这群氢原子向低能级跃迁时共发出4种频率的光子，且有3种光子能使锌板发生光电效应
C．金属锌表面所发出的光电子初动能的最大值为12.75eV
D．金属锌表面所发出的光电子初动能的最大值为9.41eV
4．2019年，我国科学家潘建伟领衔的中国“墨子号”量子科学实验卫星科研团队获得了克利夫兰奖，则下列说法正确的是（　　）
A．光量子理论是由普朗克首先提出的
B．光的频率越高，光子的能量就越大
C．当光照时间足够长时，任何一种金属都能发生光电效应
D．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可以放出任意频率的光子
5．为防范新冠病毒的蔓延，额温枪成为重要的防疫装备。有一种红外测温仪的原理是：任何物体在高于绝对零度（）以上时都会向外发出红外线，额温枪通过红外线照射到温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，计算出温度数据。已知人体温正常时能辐射波长为的红外光，如图甲所示，用该红外光照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，得到的电流随电压变化图像如图乙所示，则（　　）
A．波长的红外光在真空中的频率为
B．将图甲的电源反接，一定不会产生电信号
C．由图乙数据可知从阴极K逸出的光电子最大初动能为0.02eV
D．若人体温度升高，则辐射红外线的强度减弱，光电管转换成的光电流减小
6．关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．波长越长的电磁波，其能量子能量越大
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C．电磁波和声波都依赖于介质才能传播
D．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播
7．下列说法正确的是（　　）
A．微观粒子的能量变化是连续的 B．红光的能量子比绿光大
C．能量子与电磁波的频率成正比 D．电磁波波长越长，其能量子越大
8．如图所示，一束复色光经三棱镜后分开成a、b、c和d四种单色光。用这四种单色光分别照射金属钾板，其中c光恰好可从金属钾板上打出光电子；也可以用这四种单色光分别作为双缝干涉实验的光源。下列说法正确的是（　　）
A．d光的频率最高
B．d光在棱镜中的折射率最小
C．a光产生的干涉条纹宽度最大
D．a光打出的光电子的遏止电压最小
9．利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示。用频率为的可见光照射阴极K，电流计中有电流通过，则（　　）
A．用紫外光照射K，电流计中不一定有电流通过
B．用红外光照射K，电流计中一定没有电流通过
C．用频率为的可见光照射K，滑动变阻器的滑片移到A端，电流计中一定有电流通过
D．用频率为的可见光照射K，滑动变阻器的滑片向B端滑动时，电流计示数可能不变
10．用两种不同频率的光A和B照射同一种金属，都能发生光电效应，光电子的最大初动能分别是Eka、Ekb，如果Eka > Ekb，则以下说法正确的是
A．A光波长大于B光波长
B．A光频率小于B光频率
C．A光对应的遏止电压大于B光对应的遏止电压
D．A光对应的饱和光电流一定大于B光对应的饱和光电流
11．普朗克对能量量子化的发现，开启了人类认识世界的新纪元。某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器t时间内发射的光子数为（　　）
A． B． C． D．λpthc
12．用甲、乙、丙三种单色光在同一个光电管上做光电效应实验，发现光电流I与电压U的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两种单色光的强度相同
B．三种单色光在同种介质中传播时，丙的波长最短
C．单色光甲的频率大于单色光丙的频率
D．三种单色光中，丙照射时逸出光电子的最大初动能最小
13．如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏 转.则以下说法正确的是( )
A．将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大
B．当滑动变阻器不动时，光电流大小与光强成正比
C．将 K 极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，遏止电压不变
D．将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片 向右移动一些， 电流表的读数一定为零
14．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率变化的图象，已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.34eV，若将两者的图象分别用实线与虚线画在同一个图上，则下图中正确的是
A． B． C． D．
15．如图甲所示为研究某金属光电效应的装置，当用光子能量为的光照射到光电管阴极K时，测得电流表的示数随电压表示数变化的图像如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）

A．光电子的最大初动能为
B．该金属的逸出功为
C．加在A、K间的正向电压越大，光电流也越大
D．该金属的逸出功随着入射光频率的增大而增大
二、填空题（共4题）
16．第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”的数值为，根据能量子定义，的单位是______，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为______．
17．在研究光电效应中入射光的频率、强弱与光电子发射情况的实验中．发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，____（选填“甲”或“乙”）光的频率高，____（选填“甲”或“丙”）光的强度大．
18．美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据．密立根的实验目的是：测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，由此计算普朗克常量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．如图所示是根据某次实验作出的Uc-ν图象，电子的电荷量为1.6×10-19C．根据图象求得这种金属的截止频率νc=_________，普朗克常量h=___________．（均保留三位有效数字）
19．如图甲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．
（1）当变阻器的滑动端P向___滑动时（填“左”或“右”），通过电流表的电流将会增大．
（2）当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则阴极K的逸出功为___（已知电子电荷量为e，普朗克常量h）．
（3）如果不改变入射光的强度，而增大入射光的频率，则光电子的最大初动能将___（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，得到Uc﹣ν图象如图乙所示，根据图象求出该金属的截止频率νc=___Hz，普朗克常量h=___J s（已知电子电荷量e=1.610﹣19C）．
三、综合题（共4题）
20．光电效应实验中，得到光电子的最大初动能Ekm与入射光频率v关系如图所示。求
（1）该金属材料的逸出功W0；
（2）普朗克常量h。
21．一光电管的阴极K用截止频率为ν的金属铯制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，用波长为λ的单色光射向阴极，产生了光电流，已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c.求：
（1）金属铯的逸出功W；
（2）光电子到达阳极的最大动能；
（3）用波长为λ的光照射金属的表面，当遏止电压取某个值时，光电流便被截止，当光的波长改变为原波长的，已查明使电流截止的遏止电压必须增大到原值的η倍，试计算原入射光的波长λ。（已知该金属的逸出功为W0）
22．某金属逸出功是5eV，现在将波长100nm的光照射此金属的表面．求：
（1）求光电子的最大出动能？
（2）遏止电压多大？
23．研究光电效应的规律实验的原理图如图（a）所示，按图（a）所示的电路将图（b）中实物连线．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．D
4．B
5．C
6．B
7．C
8．B
9．D
10．C
11．B
12．B
13．B
14．A
15．B
16．
17． 乙 甲
18． 4.26-4.28×1014Hz 普朗克常量为6.29×10-34J s
19． 左； ； 变大； ； ；
20．（1）；（；2）
21．（1）W＝hν；（2）；（3）
22．（1）1.189×10﹣18J；
（2）7.4V
23．
考点: 实验操作．
答案第1页，共2页