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．用频率为v0的单色光照射某金属表面时，产生的光电子的最大初动能为Ekm，已知普朗克常量为h，光速为c，要使此金属发生光电效应，所用入射光的波长应不大于（　　）
A． B． C． D．
2．如图是研究光电效应的实验装置，用一定频率的光照射阴极K，当滑片P处于图示位置时，电流表的示数不为零，为使电流表示数减小，下列办法可行的是(　　)
A．将滑片P向右移动 B．减小入射光的强度
C．换用电动势更大的电源 D．将电源的正、负极对调
3．下列说法正确的是
A．就物质波来说，速度相等的电子和质子，电子的波长长
B．原来不带电的一块锌板，被弧光灯照射锌板时，锌板带负电
C．红光光子比紫光光子的能量大
D．光电效应和康普顿效应均揭示了光具有波动性
4．用两种不同金属材料a、b做光电效应实验得到光电子最大初动能与入射光频率v的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．a的逸出功比b的大 B．a的截止频率比b的小
C．直线一定会相交 D．a发生光电效应时间较短
5．关于光电效应，下列说法正确的是( )
A．只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应
B．光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应
C．照射时间越长光电子的最大初动能越大
D．光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比
6．用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知（　　）
A．单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最大
B．单色光a和c的频率相同，且a光更强些，b光频率最大
C．单色光a和c的频率不同，且a光更弱些，a光频率最大
D．单色光a和c的频率不同，且a光更强些，c光频率最小
7．光电效应实验装置示意图如图所示.用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应.换用同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场.逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电荷量)(　　)
A．U＝－ B．U＝－ C．U＝－W D．U＝
8．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光 a、b，用这两束单色光 a、b 分别照射同一光电管，下列说法正确的是（ ）
A．若 a 光恰能发生光电效应，则 b 光一定不能发生光电效应
B．若 b 光恰能发生光电效应，则 a 光可能发生光电效应
C．若 a、b 光都能发生光电效应，则 a 光的饱和电流小
D．若 a、b 光都能发生光电效应，则 a 光的遏制电压低
9．图甲是“光电效应”实验电路图，图乙为某次“光电效应”实验中得到的同一光电管两端的遏止电压Uc随入射光频率变化的函数关系图象。下列判断正确的是（　　）
A．入射光的频率不同，遏止电压Uc相同
B．可以利用图甲的电路研究“光照强度不变时，随着电压表示数的增大，光电流趋于一个饱和值”
C．只要光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同
D．入射光的频率不同，光照强度不同，Uc－图象的斜率相同
10．从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压 （即图1 所示的电路中电流表G 的读数减小到零时加在电极K 、A 之间的反向电压）与入射光的频率，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的图像如图2 所示．下列说法正确的是
A．该金属的截止频率约为4．27× 1014 Hz
B．该金属的截止频率约为5．50× 1014 Hz
C．该图线的斜率为普朗克常量
D．该图线的斜率为这种金属的逸出功
11．如图所示是研究光电效应的实验装置，c为滑动变阻器的中点。用某种单色光照射光电管，将滑动变阻器的滑片P移到中点处，此时电流表中有电流，则（　　）
A．将滑片P向a端移动，光电流将一直变大
B．将滑片P向a端移动，光电子的最大初动能一定变大
C．将滑片P向b端移动，光电流将一直变小
D．将滑片P向b端移动，光电子的最大初动能一定变小
12．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应。对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定相同的是（　　）
A．遏止电压 B．饱和光电流
C．光电子的最大初动能 D．逸出功
13．2019年10月31日，重庆半导体光电科技产业园正式开工建设，标志着我国对光电效应的研究转型为自主研发，下列有关光电效应的说法正确的是（ ）
A．某种单色光照射到金属表面时，只要光足够强就能发生光电效应，与频率无关
B．任何金属都存在截止频率，入射光的频率必须大于该金属的截止频率时才能发生光电效应
C．若某单色光照在金属表面已发生光电效应，不改变光强的条件下增大入射光的频率，形成的饱和光电流将随之增大
D．发生光电效应时，入射光的频率越大，要使具有最大初动能的光电子的动能减为零所需反向电压就越小
14．图甲所示为氢原子能级图，大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从能级向能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则（　　）
A．若将滑片右移，电路中光电流一定增大
B．若将电源反接，电路中不可能有光电流产生
C．若阴极K的逸出功为，则逸出的光电子最大初动能为
D．大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时共辐射出4种频率的光
15．如图是研究光电效应的实验电路，电极K由某种金属制成，已知该金属的逸出功为。用某一频率的光照射电极K时，逸出的光电子的最大初动能为，电流表的示数为I。已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　）
A．若仅将入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为
B．若仅将入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为2
C．若入射光的强度不变、频率加倍，电流表的示数变为2I
D．该金属的逸出功与入射光的频率有关
二、填空题（共4题）
16．利用图甲所示电路研究光电效应中金属的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h．图乙中U1、ν1、ν0均已知，电子电荷量用e表示．当入射光的频率增大时，为了测定遏止电压，滑动变阻器的滑片P应向______(选填“M”或“N”)端移动，由Uc─ν图象可求得普朗克常量h＝________(用题中字母表示)．
17．用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图所示．金属的逸出功为_____J．(电子电荷量为l.6×1019C)若用光子能量为7eV的光照射光电管，那么I—U图像与U轴的截距为______V.
18．用光照射某金属，使它发生光电效应现象，若增加该入射光的强度，则单位时间内从该金属表面逸出的光电子数_____，从表面逸出的光电子的最大动量大小_____．（选填“增加”、“减小”或“不变”）
19．采用如图甲所示电路可研究光电效应规律，现分别用a、b两束单色光照射光电管，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系图像如图乙所示。
（1）照射阴极材料时，___________（选填“a光”或“b光”）使其逸出的光电子的最大初动能大。
（2）若a光的光子能量为5 eV，图乙中，则光电管的阴极材料的逸出功为_______ J。（e=1.6×10-19C）
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．某金属受到频率为=7.0×1014Hz的紫光照射时，释放出来的光电子最大初动能是0.69eV，当受到频率为=11.8×1014Hz的紫外线照射时，释放出来的光电子最大初动能是2.69eV。求：
(1)普朗克常量；
(2)该金属的逸出功和极限频率。
22．某电台发射功率为10kW，在空气中波长为200 m的电磁波。（结果均保留1位有效数字）求：
(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？（h=6.63×10-34 J。s，取6.63×3=20）
(2)若发射的光子四面八方视为均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的环状天线每秒接收的光子数和天线的接收功率？
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．A
2．B
3．A
4．B
5．B
6．B
7．B
8．D
9．D
10．A
11．C
12．B
13．B
14．C
15．A
16． N
17． -4V
18． 增加 不变
19． b光 3.2×10-19J
20．(1)a.加速运动；b.；(2)
21．(1) h=6.67×10-34J s；(2) W0=3.57×10-19J，
22．(1)1×1031个；(2) 个，4×10-4W
23．
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