4.1光电效应 自主提升过关练（Word版含解析）

4.1光电效应 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第通过实验证实了电磁波存在
B．只有高温物体才能辐射出红外线，红外线具有热效应
C．黑体由于不反射任何电磁波，所以是黑色的
D．能量子与电磁波的频率成正比
2．金属钙的逸出功为4.3×10-19J，普朗克常量h=6.6×10-34J·s，光速c=3.0×108m/s，以下说法正确的是（　　）
A．用波长为500nm的单色光照射金属钙，能产生光电效应现象
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．用频率为9×1014Hz的单色光照射金属钙，能产生光电效应
D．若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则一定可以使逸出功为7.3×10-19J的金属也发生光电效应现象
3．用单色光照射某种金属表面，有没有光电子逸出取决于入射光的（ ）
A．频率 B．强度 C．照射时间 D．光子数目
4．光电管如图所示，用某频率的单色光照射密封在真空管中的左侧极板，发生光电效应，经过一段时间，A、B两端电压保持稳定，下列说法正确的是（　　）
A．B端电势高于A端电势
B．若仅增大单色光的光强，A、B两端电压增大
C．若换频率更小的单色光照射，A、B两端电压可能为零
D．若换频率更大的单色光照射，A、B两端电压减小
5．用两束频率相同，强度不同的紫外线去照射两种不同金属，都能产生光电效应，则（　　）
A．因入射光频率相同，产生光电子的最大初动能必相同
B．用强度大的紫外线照射时，所产生的光电子的初速度一定大
C．从极限波长较长的金属中飞出的光电子的初速度一定大
D．由强度大的紫外线所照射的金属，单位时间内产生的光电子数目一定少
6．图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。已知金属钾的逸出功为2.22 eV。在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有（　　）
A．两种 B．三种 C．四种 D．五种
7．可见光的波长的大致范围是400～760 nm。下表给出了几种金属发生光电效应的极限波长，下列说法正确的是（　　）
金属 钨 钙 钠 钾
极限波长（nm） 274 388 542 551
A．表中所列金属，钾的逸出功最大
B．只要光照时间足够长或强度足够大，所有波长的可见光都可以使钠发生光电效应
C．用波长为760 nm的光照射金属钠、钾，则钠逸出的光电子的最大初动能较大
D．用波长为400 nm的光照射金属钠、钾，则钾逸出的光电子的最大初动能较大
8．关于光电效应，下列说法正确的是（　　）
A．极限频率越大的金属材料逸出功越大
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C．入射光的波长越长，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大
D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
9．如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。欲使光电子从阴极K逸出时的最大初动能增大，下列方法可行的是（　　）
A．增加绿光照射时间
B．改用紫光照射
C．增大光电管上的加速电压
D．增大绿光的强度
10．如图所示，图甲和图乙分别是a光和b光经相同双缝干涉实验条件下形成的干涉图样，图中白色区域为亮条纹.下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（　　）
A．a光的光子能量较大
B．若用b光照射某金属没有光电子逸出，则a光照射该金属时也没有光电子逸出
C．玻璃对a光的折射率较大
D．在水中a光传播的速度较小
11．如图所示，在验电器上安装一个铜网，使其带电，验电器金属箔张开一定角度。用紫外线照射铜网，验电器金属箔的张角保持不变，再将一块锌板放置在该铜网后面一定距离处，用同一紫外线照射锌板时，发现金属箔张开角度减小，下列说法正确的是（　　）
A．增加紫外线照射铜网的强度，金属箔张角将变大
B．紫外线的频率大于金属锌的截止频率
C．铜网带正电
D．改用紫光照射锌板，验电器的金属箔张角也一定减小
12．如图所示，两束颜色不同的单色光a，b平行于三棱镜底边BC从AB边射入，经三棱镜折射后相交于点P，下列说法中正确的是（　　）
A．三棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率
B．a光照到某金属能发生光电效应，则b光照到此某金属上也一定能发生光电效应
C．让a光和b光通过同一双缝干涉实验装置，b光的条纹间距小于a光的条纹间距
D．在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显
13．光电效应实验中，下列表述正确的是（　　）
A．光照时间越长光电流越大
B．遏止电压与入射光的频率有关
C．入射光足够强就可以有光电流
D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
二、解答题
14．在光电效应实验中，如果实验仪器及线路完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能是什么原因？
15．几种金属的溢出功W0见下表：
用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长范围为4.0×10-7~7.6×10-7m，普朗克常数h=6.63×10-34J·s．
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波存在，A错误；
B．任何温度的物体都能辐射出红外线，物体温度越高，辐射出红外线越强，红外线具有热效应，B错误；
C．黑体可以完全吸收入射的电磁波而不产生反射，同时自身可以有较强的辐射，即黑体同时辐射和吸收电磁波，当黑体达到高温时所辐射的电磁波强度最大者是可见光、紫外线时，黑体是明亮的，C错误；
D．由能量子公式可知，其中是电磁波的频率，h称为普朗克常量，所以能量子与电磁波的频率成正比，D正确。
故选D。
2．C
【解析】
A．发生光电效应的截止波长为
则用波长为500nm的单色光照射金属钙，不能产生光电效应现象，所以A错误；
B．根据
若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应，则增大光的频率将会使光电子的最大初动能增大，与入射光的强度无关，所以B错误；
C．发生光电效应的极限频率为
所以用频率为9×1014Hz的单色光照射金属钙，能产生光电效应，则C正确；
D．根据
若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则不一定可以使逸出功为7.3×10-19J的金属也发生光电效应现象，所以D错误；
故选C。
3．A
【解析】
发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
A．B端电势低于A端电势，故A错误；
B．仅增大单色光的光强，A、B两端电压不变，故B错误；
C．换频率更小的单色光照射，入射光频率低于极限频率时，可能不发生光电效应，A、B两端可能电压为零，故C正确；
D．换频率更大的单色光照射，A、B两端电压增大，故D错误。
故选C。
5．C
【解析】
A．根据
可知，虽然入射光频率相同，但是金属的逸出功不同，则产生光电子的最大初动能不相同，选项A错误；
B．光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光强无关，选项B错误；
C．从极限波长较长的金属逸出功较小，则根据
可知，飞出的光电子的初速度一定大，选项C正确；
D．光强越大，单位时间逸出光电子的数量越多，则由强度大的紫外线所照射的金属，单位时间内产生的光电子数目一定多，选项D错误。
故选C。
6．C
【解析】
根据玻尔的跃迁假设，有
可知，这群氢原子向低能级跃迁时，能够发出6种不同频率的光波，其光子能量分别为
根据光电效应的理论解释可知，入射光的光子能量大于等于金属钾的逸出功，才能使金属钾发生光电效应。上面所求6种光子，能量大于2.22的有4种。
故选C。
7．D
【解析】
A．根据
可知，表中所列金属，钾的极限波长最大，则钾的逸出功W0最小，故A错误；
B．能否发生光电效应，与光照的时间和强度无关，只与入射光的频率有关，故B错误；
C．用波长为760 nm的光照射金属钠、钾，由于入射光的波长均大于两金属的极限波长，根据光电效应的产生条件可知，钠、钾都不能发生光电效应，故C错误；
D．当用波长为400 nm的光照射金属钠、钾时，钠、钾都可以发生光电效应，钾的逸出功最小，根据
钾逸出的光电子的最大初动能较大，故D正确。
故选D。
8．A
【解析】
A．根据
可知，极限频率越大的金属材料逸出功越大，选项A正确；
B．能否发生光电效应与照射的时间无关，只与入射光的频率有关，选项B错误；
C．根据
则入射光的波长越长，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越小，选项C错误；
D．在光电效应中，光电子数目与光强有关，入射光的光强一定时，当频率越高，则入射光单位时间射出的光子个数少，单位时间内逸出的光电子数就越少，故D错误；
故选A。
9．B
【解析】
A．增加绿光照射时间，光电子从阴极K逸出时的最大初动能不变，选项A错误；
B．紫光的频率大于绿光，则改用紫光照射，光电子从阴极K逸出时的最大初动能变大，选项B正确；
C．增大光电管上的加速电压，则光电子从阴极K逸出时的最大初动能不变，选项C错误；
D．增大绿光的强度，光电子从阴极K逸出时的最大初动能不变，选项D错误；
故选B。
10．B
【解析】
AC．由
得，a光的间距大于b光，所以a光的波长大于b光的波长，根据
知，a光的频率小于b光的频率，a光的光子能量较小，a光的折射率小于b光的折射率，故AC错误；
B．若用b光照射某金属没有光电子逸出，因为a光的频率小于b光，所以a光照射该金属时也没有光电子逸出，故B正确；
D．根据
得，a光的折射率小，则a光在水中的传播速度大，故D错误。
故选B。
11．BC
【解析】
C．用紫外线照射铜网，验电器金属箔的张角保持不变，说明紫外线的频率小于金属铜的截止频率，不能发生光电效应．再将一块锌板放置在该铜网后面一定距离处，用同一紫外线照射锌板时，发现金属箔张开角度减小，说明逸出的光电子跑到了铜网上，导致其电荷量减少，由此可知，铜网带正电，C正确；
A．增加紫外线照射铜网的强度，不会发生光电效应，金属箔张角不变，故A错误；
B．只有紫外线的频率大于金属锌的截止频率时，才会发生光电效应，故B正确；
D．当用紫光照射时，紫光频率小于紫外线频率，因此可能不发生光电效应现象，则验电器金属箔张角不一定减小，故 D错误。
故选BC。
12．AD
【解析】
A．由图可知，a光的偏转角大，b光的偏转角小，所以三棱镜对a光的折射率大，对b光的折射率小，故A正确；
B．根据光电效应的产生条件可知，入射光的频率大于极限频率，如果用a光照射某种金属能发生光电效应，说明a光的频率大于金属的极限频率，b光的频率小，不一定能使该金属发生光电效应，故B错误；
C．因a光的折射率大，b光的折射率小，所以a光的频率较大，波长较短，根据干涉条纹的间距与波长成正比，知让a光和b光通过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距小，故C错误；
D．因b光的折射率小，波长较长，波动性强，所以在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显，故D正确；
故选AD。
13．BD
【解析】
A．光电流的大小与光照时间无关，与光的强度有关，故A错误；
B．根据光电效应方程：，得知遏止电压与入射光频率有关，故B正确；
CD．发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，与入射光强度无关，故C错误，D正确；
故选BD。
14．入射光的频率小于金属的极限频率（或者说波长大于极限频率对应的波长）或反向电压太大
【解析】
当入射光的频率大于金属的极限频率（或者说波长小于极限频率对应的波长）时才能发生光电效应，没有电流可能是入射光的频率小于极限频率，也可能是反向电压太大则光电子不能到达另一极板。
15．纳、钾、铷
【解析】
光子的能量E=
取λ=4.0×10–7m，则
根据E>W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．
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