4.2光电效应方程及其意义基础巩固练习(Word版含答案)

4.2光电效应方程及其意义基础巩固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．如图是研究光电效应的装置，用某一频率的光束照射金属板，有粒子逸出，则（　　）
A．逸出的粒子带正电
B．改变光束的频率，金属的逸出功随之改变
C．减小光束的光强，逸出的粒子初动能减少
D．减小光束的频率，金属板可能没有粒子逸出
2．“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”是毛主席名句，按照赤橙黄绿青蓝紫的顺序（ ）
A．光的波长在减小 B．光的频率在减小
C．光子的能量在减小 D．光更容易被散射
3．在物理学史上，推翻“力是维持运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是（　　）
A．亚里士多德、伽利略 B．伽利略、牛顿
C．牛顿、爱因斯坦 D．爱因斯坦、霍金
4．用波长为 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是．由此可知，钨的极限频率是（ ）．（普朗克常量 ，光速 ）
A．
B．
C．
D．
5．如图所示为氢原子的能级图，一群处于n = 3能级的氢原子，这些氢原子向低能态跃迁时，能辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率大小关系为，让这三种光照射逸出功为10.2eV的某金属表面，则（　　）
A．a光照射金属，逸出的光电子的最大初动能为1.51eV
B．从n = 3跃迁到n = 2辐射出的光频率为
C．从n = 3跃迁到n = 1辐射出的光波长最短
D．光a、b、c均能使金属发生光电效应
6．光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比（　　）
A．波长变短 B．光子能量增加 C．频率降低 D．传播速度增大
7．如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，则（ ）
A．若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变
B．若将滑动触头P向A端移动时，电流表读数一定增大
C．若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过
D．若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变
8．研究光电效应实验电路图如图甲所示，其光电流与电压的关系如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关，若把滑动变阻器的滑片向右滑动，光电流一定增大
B．若将开关断开，微安表示数立即变为0
C．三种光在水中的折射率大小关系为
D．利用同样的干涉装置做双缝干涉实验时，三种光产生的条纹间距大小关系为
9．图甲为某实验小组探究光电效应规律的实验装置，使用a、b、c三束单色光在同一光电管中实验，得到光电流与对应电压之间的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．a光频率最大，c光频率最小
B．a光与c光颜色不同，但a光的光照强度大
C．a光波长大于b光波长
D．a光与c光照射同一金属，逸出光电子的初动能都相等
10．由a、b、c三种单色光组成的复色光通过三棱镜时的光路图如图所示，让a、b、c三种光分别射入同一光电效应装置，测得光电流大小I随电压U变化的关系图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
11．用如图甲所示的装置研究光电效应现象.闭合电键S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a，0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是（　　）
A．普朗克常量为
B．断开电键S后，电流表G的示数不为零
C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大
D．提高照射光频率，光电子的最大初动能保持不变
12．美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，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，以验证爱因斯坦方程的正确性。下图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压Uc与入射光频率ν关系图象，两金属的逸出功分别为W甲、W乙，如果用ν0频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E甲、E乙，则下列关系正确的是（　　）
A．W甲E乙 B．W甲>W乙，E甲C．W甲>W乙，E甲>E乙 D．W甲13．m、n两种单色光以相同的入射角和入射点从空气斜射向长方形玻璃砖，其光路如图所示．关于m、n两种单色光，下列说法正确的是
A．玻璃砖对m光的折射率较小
B．m光的光子能量较小
C．对同一双缝干涉装置，m光的干涉条纹间距较小
D．m光在该玻璃中传播的速度较大
14．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
15．如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，由图象可知（　　）
A．该金属的逸出功等于 hν0-E
B．该金属的逸出功等于hν0
C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为3E
D．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E
二、填空题（共4题）
16．红外线可以穿透云雾，是因为它的波长_____，所以它的 _____现象比较显著；γ射线可以穿透金属，是因为它的频率_____，所以它的光子能量______，穿透能力强．
17．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）
18．如图所示，N为金属板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属板的逸出共为4.8eV．现分别用不同能量的电子照射金属板（各光子的能量已在图上标出），那么各图中没有光电子到达金属网的是________（填正确答案标号），能够到达金属网的光电子的最大动能是________eV．
A． B． C． D．
19．研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，以频率为v的光照射光电管电极K时，有光电子产生．光电管K、A极间所加的电压U可由图中的电压表测出，光电流I由图中电流计测出．
（1）当滑片P位于右侧时，电极K、A间所加电压使从电极K发出的光电子_____（填“加速”或“减速”）．
（2）如果实验所得图象如图乙所示，其中为已知量，电子的电荷量为e，那么：
①只需将__________与普朗克常量h进行比较，若在误差许可的范围内二者相等，则证明 “光电效应方程”是正确的．
②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为____________．
三、综合题（共4题）
20．可利用如图1所示的电路研究光电效应中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系。K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子，K与A之间的电压大小可以调整，电源的正负极也可以对调。
(1)a.电源按图1所示的方式连接，且将滑动变阻器中的滑片置于中央位置附近，试判断：光电管中从K发射出的电子由K向A的运动是加速运动还是减速运动？
b.现有一电子从K极板逸出，初动能忽略不计，已知电子的电量为e，电子经电压U加速后到达A极板，求电子到达A极板时的动能Ek；
(2)美国物理学家密立根为了检验爱因斯坦光电效应方程的正确性，设计实验并测量了某金属的遏止电压UC与入射光的频率。根据他的方法获得的实验数据绘制成如图2所示的图线。已知电子的电量e=1.610－19C，求普朗克常量h。（将运算结果保留1位有效数字）
21．波长为λ的单色光照射某金属M表面发生光电效应，发射的光电子(电荷量绝对值为e，质量为m)经狭缝S后垂直进入磁感应强度为B的均匀磁场，如图所示，今已测出电子在该磁场中做圆周运动的最大半径为R，求：
(1)金属材料的逸出功；
(2)反向遏止电压．
22．某广播电台的发射功率为10 kW，发射的是在空气中波长为187.5 m的电磁波，则：(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s)
(1)该电台每秒从天线发射多少个能量子？
(2)若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的球状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率。
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．D
2．A
3．B
4．B
5．C
6．A
7．A
8．C
9．C
10．C
11．B
12．A
13．C
14．B
15．B
16． 长 衍射 高 大
17． 4.26-4.28×1014Hz 普朗克常量为6.29×10-34J s
18． AC 1.5
19． 加速 或
20．(1)a.加速运动；b.；(2)
21．(1) ；(2) ；
22．(1)9.4×1030个；(2)3.76×1023个，4×10－4 W
23．
答案第1页，共2页