6.1光电效应及其解释基础巩固练习（Word版含答案）

6.1光电效应及其解释基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．能说明光的粒子性的实验是（ ）
A．干涉现象
B．衍射现象
C．光电效应
D．色散现象
2．疫情期间，志愿者用非接触式体温测量仪通过人体辐射的红外线测体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线与紫外线相比较（　　）
A．红外线的频率比紫外线的频率大
B．在同种介质中红外线的波长比紫外线的波长长
C．红外线能发生干涉、多普勒现象而紫外线不能
D．若两种射线照射某金属都能发生光电效应，则紫外线照射时产生的光电子初动能大
3．我国研发成功的“紫外超分辨光刻装备”对芯片制造领域技术突破作出了重大贡献，光刻所用光的波长越短，分辨率越高。若已知光的波长λ和普朗克常量h，则下列物理量中可以求出的是（　　）
A．光的频率 B．光子的能量 C．光子的动量 D．光子的质量
4．如图所示是某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线，a、b均为已知量。由图线可知（　　）
A．该金属的逸出功
B．斜率表示普朗克常量的倒数
C．图中a与b的值与入射光的强度、频率均有关
D．若入射光频率为，则光电子的最大初动能为
5．如图所示为研究光电效应的装置，当分别用波长为2λ、λ的单色光照射锌板时，从锌板表面逸出的光电子的最大初速度之比为1∶3，电流计的示数均不为零。已知光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则 （　　）
A．锌板的逸出功为
B．锌板的极限频率为
C．用波长为2λ的光照射锌板时，电流计的示数较大
D．用波长为2λ、λ的单色光分别照射锌板时，二者遏止电压之比为1∶3
6．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
7．如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（　　）
A．让滑片P向D端移动，电流表的示数一定增大
B．增加该单色光的强度，电流表示数一定增大
C．改用波长大于的单色光照射阴极K，电流表一定有示数
D．改用波长小于的单色光照射阴极K，阴极K的逸出功变大
8．硅光电池是将光辐射的能量转化为电能。若有个波长为的光子打在硅光电池极板上，这些光子的总能量为为普朗克常量，为真空中的光速（　　）
A． B． C． D．
9．某同学用图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用领率为v的单色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v的关系图像，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．若断开开关S，电流表G的示数将变为零
B．普朗克常量为h=
C．仅减小照射光的强度，光电子的最大初动能将减小
D．保持照射光频率不变，仅提高照射光强度，电流表G的示数增大
10．如图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用a、b、c光照射光电管得到的I-U图线，Uc1、Uc2表示遏止电压，下列说法正确的是（　　）
A．在光照条件不变情况下，所加电压的减小，光电流一定会减小
B．a光的频率大于b的频率
C．光电子的能量与入射光的频率和光强有关
D．c光照射光电管发出光电子的初动能可能大于b光照射光电管发出光电子的初动能
11．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
12．用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应（　　 ）
A．改用红光照射
B．增大绿光强度
C．增大光电管上的加速电压
D．改用紫外线照射
13．如图所示，在光电效应实验中，用A、B、C三束光分别照射同一装置中的同光电管，得到三条不同的光电流与电压之间的关系曲线，根据这组曲线作出的下列判断，正确的是
A．用A光照射光电管时对应的截止频率最大
B．用C光照射光电管时对应的光电子的最大初动能最大
C．A光的频率最大
D．A束光的强度最大
14．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光的传播速度小于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b光照射某金属能发生光电效应，则a光照射该金属也一定能发生光电效应
D．若两束光都能使某金属发生光电效应，则b光速照射时溢出的光电子数量更多
15．如图所示，波长为和的两种单色光射入三棱镜，经折射后射出两束单色光a和b，则这两束光（　　）
A．在三棱镜中的传播速度
B．进入三棱镜后各自的波长都不变
C．在增大入射角的过程中，单色光a先发生全反射
D．对于同种阴极材料，若a光能发生光电效应，则b光一定也能发生光电效应
二、填空题（共4题）
16．19世纪末，科学家用如图的实验装置发现了______________现象．1905年，科学家_________提出“光子说”在理论上成功解释了该现象，并因此获得1921年诺贝尔物理奖．
17．如图所示，将一验电器的金属球与锌板相连，现用一弧光灯锌版验电路强光灯照射锌板一段时间，可以看到验电器的指针保持一定偏角，此时锌板带___________（填“正电”或“负电”）；关闭弧光灯后，用一带少量负电荷的金属小球与锌板接触，则验电器的指针偏角将___________（填“减小”或“增大”）；现使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板相同的时间，验电器的指针偏角与前一次相比将___________（填“减小”或“增大”）。
18．如图,在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜,里面是空气,一束光A从棱镜的左边射入,从三棱镜的右边射出时发生色散,射出的可见光分布在a点和b点之间,则下列说法正确的是_______
A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光
B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光
C．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光
D．若蓝光能使某金属发生光电效应，则射到a点光也能使其发生光电效应
E. 光在ab面上不可能发生全反射
19．下列说法正确的是_________。
A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B．普朗克提出了物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性；
C．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
D．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小
三、综合题（共4题）
20．某科技小组买到几个光电管，想测量这种光电管材料的截止频率，他们在实验室找到了几块标有波长数值的滤光片（如图所示），请据此设计可行的测量方案。
21．用频率为1.6×1015Hz的紫外线照射金属板M时，金属板M会不停地发射速度大小、方向不同的电子。如图1所示，若用一根导线把金属板与距其30cm的金属网N及电流计连接起来，电流计中有电流。如图2所示，现在若在M、N之间加一个电压U替代导线，发现板间某点电势随该点到M板距离变化如图3所示时，电流表中恰好没有电流，取金属网N处电势为零，已知普朗克常量为6.63×10-34J·s。求金属板M的逸出功是多少电子伏特？
22．能量的转化和守恒定律是自然界中最重要的一条普遍规律．
（1）在光电效应实验中，一个电子在短时间内能吸收到一个光子的能量，从金属表面逸出．金属表面的电子逸出具有最大动能，一般不易测量，经常借助于转化的思想，通过测量遏止电压间接得出．已知入射光的频率，金属材料的截止频率，光电子的电荷量，普朗克常量．根据光电效应方程，请写出遏止电压与入射光频率的关系式；
（2）如图所示，平滑轨道固定在竖直平面内，其表面光滑，在点与高度为粗糙的水平轨道相切，滑块从高度为的斜坡上处静止滑下，与处的滑块发生对心弹性碰撞，碰后滑块滑上右侧水平轨道，此过程中滑块一直未脱离右侧轨道，沿滑行一段距离后停止．已知的质量均为，滑块与间的动摩擦因数为，重力加速度为．求：
a.滑块到达点的动能；
b.若增大的值，但仍保持滑块一直不脱离轨道，则滑块在段滑行的距离也随之变化．请推导与的关系式，并作出图像且指出横截距物理量的意义；
c.对比两实例，光电效应中的逸出功对应于该过程的哪个表达式？
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．C
2．B
3．C
4．A
5．B
6．C
7．B
8．B
9．D
10．D
11．C
12．D
13．B
14．C
15．D
16． 光电效应 爱因斯坦
17． 正电 减小 增大
18．BDE
19．AC
20．
光电管材料截止频率的测量方案如下：
（1）选取某一标称波长（如460 nm）的滤光片，使射入光电管的光为该波长的单色光。
（2）按图所示连接好电路，选择反向电压，调节滑动光、变阻器，使电路中的电流刚好为零，此时电压表示数为遏止电压。
（3）根据动能定理
得到光电子最大初动能．
（4）根据光电效应方程
其中
得到光电管材料逸出功。
（5）根据
可得材料截止频率。
（6）更换滤光片，重复上述实验步骤，最后将测量结果取平均值。
21．5.13eV
22．（1）（2）a. b.；；H0 c. mgH0
23．
答案第1页，共2页