4.2光电效应方程及其意义基础巩固（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．如图所示为光电效应实验装置图。实验中用a光照射光电管时，灵敏电流计有示数；而用b光照射光电管时，灵敏电流计没有示数。则下列说法中正确的是（　　）
A．a光频率大于b光频率
B．若增加b光的照射时间，灵敏电流计将会有示数
C．若增大b光的光照强度，灵敏电流计将会有示数
D．用b光照射时，适当增大电源的电压，灵敏电流计将会有示数
2．如图所示，分别用波长为的光照射光电管的阴极，对应的遏止电压之比为3：1，则光电管的极限波长是（　　）
A． B． C． D．
3．某同学在研究光电效应现象时，利用甲、乙、丙三种光照射同一光电管时所得到的光电流I与光电管两端所加电压U的关系I－U图像如图所示，已知甲、乙两条图线与横轴的交点重合，下列说法正确的是（　　）
A．甲光的频率比乙光的大
B．照射同一种金属时，若丙光能发生光电效应，则乙光也一定能发生光电效应
C．若三种光均能使某金属发生光电效应，则甲光照射时逸出光电子的最大初动能最大
D．利用三种光照射大量处于基态的氢原子，若甲光能使氢原子发生跃迁，则乙光也一定能使氢原子发生跃迁
4．某同学在研究光电效应时测得不同光照射到同一光电管时得到的光电流与电压的关系图象如图所示．则下列有关说法中正确的是
A．光线1、3为同一色光，光线3的光强更强
B．光线1、2为同一色光，光线1的光强更强
C．光线1、2为不同色光，光线2的频率较大
D．保持光线1的强度不变，光电流强度将随加速电压的增大一直增大
5．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（　　）
A．甲光的频率等于乙光的频率
B．乙光的频率大于丙光的频率
C．乙光对应的逸出功大于丙光对应的逸出功
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能
6．某激光器能发射波长为的激光，发射功率为，表示光速，为普朗克常量，则激光器时间内发射的光子数为（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，分别用a、b两束单色光照射阴极K均可产生光电流。调节滑片P，当光电流恰好减小到零时，a、b对应的电压表示数分别为、，已知，下列说法正确的是（　　）
A．a光束比b光束弱
B．a光子动量小于b光子动量
C．经过同一单缝，b光产生的衍射现象更明显
D．经过同一双缝干涉装置得到的图样，a光条纹间距小
8．额温枪是常态化疫情防控的重要设备之一，其工作原理是：人体发出的红外光射入枪内的温度传感器，发生光电效应，显示出人体的温度。已知正常的人辐射的红外光波长为10μm，该红外光照射光电管的阴极K时，电路中有光电流，如图甲所示，得到的电流随电压变化图像如图乙所示。已知h=6.63×10-34J·s，e=1.6×10-19C，则下列说法正确的是（　　）
A．波长10μm的红外光的频率为3×1014Hz
B．将甲图中的电源反接，一定不会产生光电流
C．该光电管阴极金属的逸出功约为0.1 eV
D．若人体温度升高，电路中的饱和光电流减小
9．图甲为研究光电效应的实验装置，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极。图乙是用单色光1和单色光2分别照射同一阴极K时，得到的光电流随电压变化关系的图像。普朗克常量为h，真空中的光速为c，则下列说法正确的有（　　）
A．在保持入射光不变的情况下向右移动滑片P可以增大饱和电流
B．对应同一阴极K，光电子最大初动能与入射光的频率成正比
C．单色光1和单色光2的频率之差为
D．单色光1比单色光2的波长短
10．一金属板暴露在波长λ=400nm的可见光中，观测到有电子从该金属板表面逸出．在靠近金属板的空间加一方向垂直于板面、大小为 E=15V/m 的匀强电场（金属板与电场间隙可忽略），电子能运动到距板面的最大距离为10 cm．已知光速 c与普朗克常量h 的乘积为1.24×10－6eV·m．能使金属板发生光电效应的入射光的波长最大值约为( )
A．450nm B．477nm C．500nm D．775nm
11．图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用、、光照射光电管得到的图线，、表示遏止电压，下列说法正确的是（　　）
A．在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流一直会增加
B．光的频率小于光的频率
C．光电子的能量只与入射光的强弱有关，而与入射光的频率无关
D．光照射光电管发出光电子的初动能一定小于光照射光电管发出光电子的初动能
12．如图所示，分别用频率为、的光照射某光电管，对应的遏止电压之比为1:3，普朗克常量用表示，则（　　）
A．用频率为的光照射该光电管时有光电子逸出
B．该光电管的逸出功为
C．用的光照射时逸出光电子的初动能一定大
D．加正向电压时，用的光照射时饱和光电流一定大
13．光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的颜色不变而强度减弱，则下列说法中正确的是(　　)
A．从光照射到金属表面到金属发出光电子之间的时间间隔将明显减小
B．逸出的光电子的最大初动能将增大
C．单位时间从金属表面逸出的光电子数目将减小
D．一定不再发生光电效应
14．如图为玻尔理论的氢原子能级图，一群氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时会辐射光子，用发出的光子照射逸出功为2.49eV的金属钠。以下说法中正确的是（　　）
A．能使金属发生光电效应的光有三种
B．在辐射光子过程中电子绕核运动的动能减小
C．由能级跃迁到能级时产生的光波长最长
D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能9.6eV
15．图1所示为演示光电效应的实验装置，图2所示为a、b、c三种入射光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线。下列关于三束入射光的频率ν，光照强度E的大小关系正确的是（　　）
A．a、b、c三种光的频率大小关系是：
B．a、b、c三种光的原率大小关系是：
C．a、b、c三种光的光强大小关系是：
D．a、b、c三种光的光强大小关系是：
二、填空题（共4题）
16．光电效应现象的有关计算
（1）最大初动能的计算：_______；
（2）截止频率的计算：hνc＝W0，即_______；
（3）遏止电压的计算：－eUc＝0－Ek，即_______。
17．通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压与入射光频率，作出的图像，由此算出普朗克常量h，图中频率，遏止电压、以及电子的电荷量e为已知，则：
①普朗克常量h=______________
②该金属的截止频率=______________
18．铝的逸出功是4.2eV，现在将波长200nm的光照射铝的表面，已知普朗克常量h=6.63×10﹣34J s，光电子的最大初动能是________J，遏止电压是________V，铝的截止频率是________Hz．（结果保留二位有效数字）
19．根据如图所示的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）频率已知的光来进行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。
三、综合题（共4题）
20．在光电效应中，电子获得光子的能量后最终成为光电子，其中一部分能量用于克服金属的阻碍做功，剩下的能量就是光电子的初动能．能量为6.0 eV的光子射入某金属表面后，逸出光电子的最大初动能为2.5 eV，已知h=6.6×J·s，元电荷电荷量为e=1.6×C。求：
（1）金属的逸出功W；
（2）该条件下的遏止电压Ue；
（3）这种金属发生光电效应的极限频率v。（结果保留2位有效数字）
21．用金属钠作阴极的光电管，如图所示连入电路，已知能使电路中有光电流的最大波长为λ0，若用波长为λ(λ＜λ0)的紫外线照射阴极，求：(已知电子质量为m，电量为e，普朗克常量为h，光速为c.)
(1)阴极所释放光电子的最大初动能为多少
(2)要使光电管中的光电流为0，滑片C应向左移还是向右移？当O、C间的电压U1为多大时，电流表中的电流为零？
22．如图所示，在含光电管的电路中，照射到光电管阴极K上的单色光的功率为P。当变阻器的滑片B左移至a时，电流表示数恰变为零，电压表示数的大小为U1.当B右移至时，电流表示数为I且不再变化，当B在处时，电压表示数的大小为U2.设普朗克常量为h，电子电量为e，平均每N个光子能产生一个光电子。求：
(1)B右移到时，到达A极的光电子的最大动能；
(2)此光电管阴极区的截止频率。
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．A
2．C
3．D
4．C
5．A
6．A
7．B
8．C
9．C
10．D
11．B
12．B
13．C
14．D
15．A
16． Ek＝hν－W0＝hν－hνc νc＝ Uc＝＝
17．
18． 3.2×10﹣19 2.0 1.0×1015
19．
在此电路的光电管上施加反向电压，用已知频率为ν1的光照射阴极，调节电压大小，直到光电管刚好无电流通过，测出此时的遏止电压Uc1，用另一已知频率为ν2的光照射，测出遏止电压Uc2，利用光电效应方程
hν1 = W0 + Ek，Ek = eUc
可得
hν1 = W0 + eUc1，hν2 = W0 + eUc2
由以上两式可解出
h =
其中e为电子电荷量，测出Uc1与Uc2就可以测出普朗克常量。
实验步骤：
(1)将图中电路图的电源正负极对调，滑动变阻器滑动触头滑至最左端，用频率为v1的光照射，此时电流表中有电流。将滑动变阻器滑动触头缓慢右滑，同时观察电流表，当电流表示数为零时，停止滑动，记下电压表读数Uc1；
(2)用频率为v2的光照射，重复(1)的操作，记下电流表的示数Uc2；
(3)应用h =计算h；
(4)多次测量取平均值。
20．（1）3.5eV；（2）2.5V；（3）
21．（1） ；
（2）滑片C应向左移； ．
22．(1)； (2)。
23．
答案第1页，共2页