6.1光电效应及其解释 同步练习（word版含答案）

6.1光电效应及其解释同步练习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13题）
1．自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节，为方便测温，人们习惯采用如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位大约5cm~6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（　　）
A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异
B．额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒
C．红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是纵波
D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，并成功解释了光电效应现象
2．在光电效应实验中，飞飞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（　　）
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C．甲光对应的光电子最大初动能大于乙光对应的光电子最大初动能
D．甲乙丙三种光照射同一金属，都发生了光电效应，遏止电压最大的是乙光
3．下列有关黑体辐射和光电效应的说法中正确的是（　　）
A．在黑体辐射中，随着温度的升高，波长较短的光辐射强度增加
B．借助能量子假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的规律
C．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，换成红光照射一定能产生光电效应
4．如图所示，为研究光电效应的装置和图像，下列关于甲、乙、丙各图的描述，正确的是（　　）
A．甲图中，弧光灯照射锌板，验电器的锡箔张开，说明锌板带负电
B．乙图中，可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度有关
C．丙图中，强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点，说明光电子最大初动能与光的强度无关
D．丙图中，黄光和紫光曲线交于U轴不同点，说明不同金属发生光电效应的极限频率不同
5．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（　　）
A．只要入射光的波长小于该金属的极限波长，光电效应就能产生
B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比
C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7s
D．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光频率成正比
6．在光电效应实验中，用光照射光电管阴极，发生了光电效应．如果仅减小光的强度而频率保持不变，下列说法正确的是
A．光电效应现象消失 B．金属的逸出功减小
C．光电子的最大初动能变小 D．光电流减小
7．下列说法正确的是
A．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
B．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
C．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关
D．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流
8．利用如图所示的装置观察光电效应现象，将光束照射在金属板上，发现验电器指针没有张开．欲使指针张开，可
A．增大该光束的强度
B．增加该光束的照射时间
C．改用频率更大的入射光束
D．改用逸出功更大的金属板材料
9．下列说法正确的是(　 　)
A．放射性元素的半衰期只与温度有关
B．光电效应现象说明光具有波动性
C．α粒子散射实验现象说明原子具有核式结构
D．氢原子发光时只能发出一种频率的光
10．用绿光照射一个光电管能发生光电效应，欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大，下列方法中正确的是
A．改用紫外线照射 B．改用红外线照射
C．改用强度较大的绿光照射 D．改用强度较大的红光照射
11．如图所示是光电管的工作原理电路图，一束波长为的单色光照射到光电管的阴极，电路中产生了光电流，下列判断正确的是（ ）
A．若电路中电源的正负极反接后，电路中仍可能有光电流
B．单色光照射一段时间后，才能观察到电流表指针转动
C．若另一波长为的单色光（）照射到光电管的阴极时，电路中也可能产生光电流但光电流肯定比前次小
D．入射光的强度一定时，电路中光电流的大小随电压的增大而持续增大
12．用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示．已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0，遏止电压为Uc，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（ 　）
A．甲光的强度小于乙光的强度
B．甲光的频率为
C．甲光的频率大于乙光的频率
D．甲光照射时产生的光电子初动能均为eUc
13．如图甲所示，当光通过狭缝时会产生衍射现象，图乙为a、b两束单色光分别通过同一单缝形成的衍射图样，通过对衍射图样的分析可知（　　）
A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的小
B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角小
C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大
D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差小
二、填空题（共4题）
14．如图所示，一验电器与某金属板相连，在A处用一绿色灯照射该金属板，验电器张开一定偏角，关灯后，指针保持一定偏角．
（1）现用一带少量负电的金属小球与该金属板接触，则验电器指针偏角将______(填“增大”“减小”或“不变”)．
（2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射该金属板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射该金属板，可观察到验电器指针______(填“有”或“无”)偏转．若改为强度很小的紫色灯照射该金属板，可观察到验电器指针______(填“有”或“无”)偏转．
15．金属A在一束绿光照射下恰好能发生光电效应，现用紫光照射时，该金属_____（“能”或“不能”）发生光电效应；若用红光照射时，该金属_____（“能”或“不能”）发生光电效应。
16．用如图所示的装置演示光电效应．将电键S闭合，当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表A的读数为I，若将变阻器的触头c向b端移动，则光电子的最大初动能将__________(填“增大”、“不变”或“减小”)；将开关S断开，则__________(填“一定”、“可能”或“一定没”)有电流流过电流表A．
17．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量．（计算结果均保留3位有效数字）
（1）实验中测得铷的遏止电压与入射光频率v之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率___________Hz，逸出功___________J；
（2）如果实验中入射光的频率，则产生的光电子最大初动能______J．
三、综合题（共4题）
18．某种金属在绿光照射下恰能产生光电效应。现用紫光或红光照射，能否产生光电效应？为什么？
19．如图所示，图1为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图2电路中光电管阴极K上时，光电流随光电管两端电压变化的图像如图3。求：
（1）频率最高的光子能量；
（2）阴极K的逸出功。
20．如图为研究光电效应的装置示意图，该装置可用于分析光子的信息。在xOy平面（纸面）内，垂直纸面的金属薄板M、N与y轴平行放置，板N中间有一小孔O。有一由x轴、y轴和以O为圆心、圆心角为90°的半径不同的两条圆弧所围的区域Ⅰ，整个区域Ⅰ内存在大小可调、方向垂直纸面向里的匀强电场和磁感应强度大小恒为B1、磁感线与圆弧平行且逆时针方向的磁场。区域Ⅰ右侧还有一左边界与y轴平行且相距为l、下边界与x轴重合的匀强磁场区域Ⅱ，其宽度为a，长度足够长，其中的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小可调。光电子从板M逸出后经极板间电压U加速（板间电场视为匀强电场），调节区域Ⅰ的电场强度和区域Ⅱ的磁感应强度，使电子恰好打在坐标为（a+2l，0）的点上，被置于该处的探测器接收。已知电子质量为m、电荷量为e，板M的逸出功为W0，普朗克常量为h。忽略电子的重力及电子间的作用力。当频率为ν的光照射板M时有光电子逸出，
（1）求逸出光电子的最大初动能Ekm，并求光电子从O点射入区域Ⅰ时的速度v0的大小范围；
（2）若区域Ⅰ的电场强度大小，区域Ⅱ的磁感应强度大小，求被探测到的电子刚从板M逸出时速度vM的大小及与x轴的夹角；
（3）为了使从O点以各种大小和方向的速度射向区域Ⅰ的电子都能被探测到，需要调节区域Ⅰ的电场强度E和区域Ⅱ的磁感应强度B2，求E的最大值和B2的最大值。
21．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．D
3．B
4．C
5．A
6．D
7．A
8．C
9．C
10．A
11．A
12．B
13．D
14．（1）减小 （2）无 有
15． 能 不能
16． 不变 一定
17． ； ；
18．
绿光照射能产生光电效应，说明绿光的频率高于此金属的极限频率，紫光比绿光频率高，所以紫光的频率也一定高于极限频率，能产生光电效应；而红光比绿光频率低，所以不能确定红光照射能否产生光电效应。
19．（1）；（2）
20．（1）；；（2）；；（3）；
21．
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