2.1 光电效应 习题（含答案）
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文档简介
第二章 波粒二象性
第一节 光电效应
(时间：60分钟)
考查知识点及角度
难度及题号
基础
中档
稍难
光电效应现象及实验
1、2
3
光电效应规律
4、5
6、7
综合提升
8、9
10、11
12
知识点一 光电效应现象及实验
1．某单色光照射某金属时不能发生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是 ( )．
A．延长光照时间 B．增大光的强度
C．换用波长较短的光照射 D．换用频率较低的光照射
解析 由光电效应规律可知，能不能发生光电效应，是由入射光的频率与极限频率的关系决定的，入射光频率必须大于或等于极限频率．波长较短的光频率高，当高于或等于极限频率时就能发生光电效应，故C选项正确．
答案 C
2．用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较弱的白光照射该金属，则
( )．
A．可能不发生光电效应
B．逸出光电子的时间明显变长
C．逸出光电子的最大初动能不变
D．单位时间逸出光电子的数目变多
解析 由于白光内含紫光，所以白光照射金属时能发生光电效应且逸出光电子的最大初动能不变，又因为光强变弱，所以单位时间内逸出光电子的数目变少，故C选项正确．
答案 C
3．如图2－1－5所示为光电管工作原理图，当有波长(均指真空中的波长，下同)为λ0的光照射阴极K时，电路中有光电流，则( )．
A．换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流
B．换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流
C．增加电路中电源的端电压，电路中的光电流一定增大
D．将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流
答案 B
知识点二 光电效应规律
4．(双选)一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是 ( )．
A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加
B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能增加
C．若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应
D．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加
解析 光电效应的规律表明：入射光的频率决定是否发生光电效应以及发生光电效应时逸出的光电子的最大初动能的大小．当入射光的频率增加后，逸出的光电子的最大初动能也增加，又紫光的频率高于绿光的频率．而增加光的照射强度，会使单位时间内逸出的光电子数增加．故正确选项有A、D.
答案 AD
5．(双选)用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应．现将该单色光的光强减弱，则 ( )．
A．光电子的最大初动能不变
B．光电子的最大初动能减小
C．单位时间内产生的光电子数减少
D．不再发生光电效应
解析 根据光电效应规律，光电子的最大初动能决定于光的频率，与光的强度无关，因此A正确、B错误；因频率不变，故仍能发生光电效应，D错误；光的强度减弱，单位时间内发出的光电子数目一定减小，C正确．
答案 AC
6．一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是 ( )．
A．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变
B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子将具有更大的动能
C．若改用紫光照射，则逸出的光电子将具有更大的动能
D．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目增加
解析 在光电效应中，入射光的频率决定能否发生光电效应，在能产生光电效应时，入射光的强度影响单位时间内逸出的光电子数目，入射光的频率影响逸出的光电子的初动能的大小．选项C正确．
答案 C
7．(双选)两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则 ( )．
A．在真空中，a光的传播速度较大
B．在水中，a光的波长较小
C．在真空中，b光光子的能量较大
D．在水中，b光的折射率较小
解析 a光照射金属有光电子逸出，而b光照射该金属时没有光电子逸出，说明a光的频率高，在真空中，a光光子的能量较大，而传播速度是相同的，故A、C错；在水中，因为a光频率高，所以a光的折射率较大，由n＝知，a光在水中传播速度较小，由v＝λν知，a光的波长较小，故B、D正确．
答案 BD
8．(双选)如图2－1－6所示，电路中各元件完好，光照射到阴极K.灵敏电流计没有示数，其可能原因是( )
A．入射光强度太弱
B．入射光的频率太小
C．光照时间短
D．电源正负极接反
解析 题图所示电路中形成电流需要两个条件：一是阴极K在光照射下有光电子逸出，二是逸出的光电子应该能在电路中定向移动到达阳极A.光电子的逸出取决于入射光的频率ν，只有入射光的频率大于截止频率ν0时才有光电子逸出，与入射光的强度和时间无关，A、C错，B对；光电子能否达到阳极A，由光电子的初动能大小和两极间所加电压的正负和大小共同决定，一旦电源接反了且电压大于遏止电压，即使具有最大初动能的光电子也不能达到阳极，即使发生了光电效应现象，电路中也不会有光电流，D对，所以正确选项为B、D.
答案 BD
9．(双选)如图2－1－7所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，则( )．
A．A光的频率大于B光的频率
B．B光的频率大于A光的频率
C．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由a流向b
D．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由b流向a
解析 根据产生光电效应的条件可知选项A正确、B错误；电流的方向与正电荷的定向移动方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，故选项C正确、D错误．
答案 AC
10．一细束平行光，经玻璃三棱镜折射后分解成互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图2－1－8所示．已知金属板b上有光电子逸出，可知 ( )．
A．板a一定有光电子逸出
B．板a一定无光电子逸出
C．板c一定有光电子逸出
D．板c一定无光电子逸出
解析 金属板a和c中是否有光电子逸出，取决于照射到a、c板的色光的频率是否大于金属的极限频率，而色光的频率可根据它们经三棱镜后的偏折情况判断．
据题意知，a、b、c三块金属板的极限频率相同，设为ν0，以νa、νb、νc依次表示照射到金属板a、b、c三种色光的频率，据光电效应产生的条件得νb>ν0.
如题图所示，a、b、c三种色光从三棱镜左侧面射入时，入射角相同，均设为α，而它们的折射角βa、βb、βc不同，且满足βa>βb>βc.
由折射定律，在相同入射角的情况下，折射角越大，折射率越大，再据折射率与光的频率的关系知：νa<νb<νc，可得：νa<νb>ν0，νc>νb>ν0.
据光电效应产生的条件可知，金属板c上一定有光电子逸出，而金属板a上不一定有光电子逸出，综合以上分析可知，本题正确选项为C.
答案 C
11．(光电管及光电流)利用光电管产生光电流的电路如图2－1－9所示．电源的正极应该在________(填“a”或“b”)端；若电流表读数为8 μA，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是________个(已知电子电荷量为1.6×10－19 C)．
解析 由题意知，电路图为利用光电管产生光电流的实验电路图．光电管的阴极为K，光电子从K极发射出来要经高电压加速，所以a端应该接电源正极，b端接电源负极．假定从阴极发射出来的光电子全部到达阳极A，则每秒从光电管阴极发射出来的光电子数目为n＝＝＝个＝5×1013个．
答案 a 5×1013
12．观察图2－1－10中的两幅图，这是用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样，其中甲图是a光照射时形成的．乙图是b光照射时形成的．回答以下问题：
图2－1－10
(1)哪种光的频率大？
(2)若用a、b两种光照射同一光电管，判断哪种光的遏止电压大．
解析 (1)由题图可知，甲图的干涉图样条纹间距小，由Δx＝λ知，a光的波长比b光的波长小．因此a光的频率比b光频率大．
(2)由遏止电压与光电子的最大初动能的关系mv＝eU可得，光的频率越大．遏止电压越大，因此a光照射光电管时的遏止电压比b光大．
答案 (1)a光 (2)a光
第一节 光电效应
(时间：60分钟)
考查知识点及角度
难度及题号
基础
中档
稍难
光电效应现象及实验
1、2
3
光电效应规律
4、5
6、7
综合提升
8、9
10、11
12
知识点一 光电效应现象及实验
1．某单色光照射某金属时不能发生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是 ( )．
A．延长光照时间 B．增大光的强度
C．换用波长较短的光照射 D．换用频率较低的光照射
解析 由光电效应规律可知，能不能发生光电效应，是由入射光的频率与极限频率的关系决定的，入射光频率必须大于或等于极限频率．波长较短的光频率高，当高于或等于极限频率时就能发生光电效应，故C选项正确．
答案 C
2．用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较弱的白光照射该金属，则
( )．
A．可能不发生光电效应
B．逸出光电子的时间明显变长
C．逸出光电子的最大初动能不变
D．单位时间逸出光电子的数目变多
解析 由于白光内含紫光，所以白光照射金属时能发生光电效应且逸出光电子的最大初动能不变，又因为光强变弱，所以单位时间内逸出光电子的数目变少，故C选项正确．
答案 C
3．如图2－1－5所示为光电管工作原理图，当有波长(均指真空中的波长，下同)为λ0的光照射阴极K时，电路中有光电流，则( )．
A．换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流
B．换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流
C．增加电路中电源的端电压，电路中的光电流一定增大
D．将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流
答案 B
知识点二 光电效应规律
4．(双选)一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是 ( )．
A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加
B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能增加
C．若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应
D．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加
解析 光电效应的规律表明：入射光的频率决定是否发生光电效应以及发生光电效应时逸出的光电子的最大初动能的大小．当入射光的频率增加后，逸出的光电子的最大初动能也增加，又紫光的频率高于绿光的频率．而增加光的照射强度，会使单位时间内逸出的光电子数增加．故正确选项有A、D.
答案 AD
5．(双选)用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应．现将该单色光的光强减弱，则 ( )．
A．光电子的最大初动能不变
B．光电子的最大初动能减小
C．单位时间内产生的光电子数减少
D．不再发生光电效应
解析 根据光电效应规律，光电子的最大初动能决定于光的频率，与光的强度无关，因此A正确、B错误；因频率不变，故仍能发生光电效应，D错误；光的强度减弱，单位时间内发出的光电子数目一定减小，C正确．
答案 AC
6．一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是 ( )．
A．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变
B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子将具有更大的动能
C．若改用紫光照射，则逸出的光电子将具有更大的动能
D．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目增加
解析 在光电效应中，入射光的频率决定能否发生光电效应，在能产生光电效应时，入射光的强度影响单位时间内逸出的光电子数目，入射光的频率影响逸出的光电子的初动能的大小．选项C正确．
答案 C
7．(双选)两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则 ( )．
A．在真空中，a光的传播速度较大
B．在水中，a光的波长较小
C．在真空中，b光光子的能量较大
D．在水中，b光的折射率较小
解析 a光照射金属有光电子逸出，而b光照射该金属时没有光电子逸出，说明a光的频率高，在真空中，a光光子的能量较大，而传播速度是相同的，故A、C错；在水中，因为a光频率高，所以a光的折射率较大，由n＝知，a光在水中传播速度较小，由v＝λν知，a光的波长较小，故B、D正确．
答案 BD
8．(双选)如图2－1－6所示，电路中各元件完好，光照射到阴极K.灵敏电流计没有示数，其可能原因是( )
A．入射光强度太弱
B．入射光的频率太小
C．光照时间短
D．电源正负极接反
解析 题图所示电路中形成电流需要两个条件：一是阴极K在光照射下有光电子逸出，二是逸出的光电子应该能在电路中定向移动到达阳极A.光电子的逸出取决于入射光的频率ν，只有入射光的频率大于截止频率ν0时才有光电子逸出，与入射光的强度和时间无关，A、C错，B对；光电子能否达到阳极A，由光电子的初动能大小和两极间所加电压的正负和大小共同决定，一旦电源接反了且电压大于遏止电压，即使具有最大初动能的光电子也不能达到阳极，即使发生了光电效应现象，电路中也不会有光电流，D对，所以正确选项为B、D.
答案 BD
9．(双选)如图2－1－7所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，则( )．
A．A光的频率大于B光的频率
B．B光的频率大于A光的频率
C．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由a流向b
D．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由b流向a
解析 根据产生光电效应的条件可知选项A正确、B错误；电流的方向与正电荷的定向移动方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，故选项C正确、D错误．
答案 AC
10．一细束平行光，经玻璃三棱镜折射后分解成互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图2－1－8所示．已知金属板b上有光电子逸出，可知 ( )．
A．板a一定有光电子逸出
B．板a一定无光电子逸出
C．板c一定有光电子逸出
D．板c一定无光电子逸出
解析 金属板a和c中是否有光电子逸出，取决于照射到a、c板的色光的频率是否大于金属的极限频率，而色光的频率可根据它们经三棱镜后的偏折情况判断．
据题意知，a、b、c三块金属板的极限频率相同，设为ν0，以νa、νb、νc依次表示照射到金属板a、b、c三种色光的频率，据光电效应产生的条件得νb>ν0.
如题图所示，a、b、c三种色光从三棱镜左侧面射入时，入射角相同，均设为α，而它们的折射角βa、βb、βc不同，且满足βa>βb>βc.
由折射定律，在相同入射角的情况下，折射角越大，折射率越大，再据折射率与光的频率的关系知：νa<νb<νc，可得：νa<νb>ν0，νc>νb>ν0.
据光电效应产生的条件可知，金属板c上一定有光电子逸出，而金属板a上不一定有光电子逸出，综合以上分析可知，本题正确选项为C.
答案 C
11．(光电管及光电流)利用光电管产生光电流的电路如图2－1－9所示．电源的正极应该在________(填“a”或“b”)端；若电流表读数为8 μA，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是________个(已知电子电荷量为1.6×10－19 C)．
解析 由题意知，电路图为利用光电管产生光电流的实验电路图．光电管的阴极为K，光电子从K极发射出来要经高电压加速，所以a端应该接电源正极，b端接电源负极．假定从阴极发射出来的光电子全部到达阳极A，则每秒从光电管阴极发射出来的光电子数目为n＝＝＝个＝5×1013个．
答案 a 5×1013
12．观察图2－1－10中的两幅图，这是用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样，其中甲图是a光照射时形成的．乙图是b光照射时形成的．回答以下问题：
图2－1－10
(1)哪种光的频率大？
(2)若用a、b两种光照射同一光电管，判断哪种光的遏止电压大．
解析 (1)由题图可知，甲图的干涉图样条纹间距小，由Δx＝λ知，a光的波长比b光的波长小．因此a光的频率比b光频率大．
(2)由遏止电压与光电子的最大初动能的关系mv＝eU可得，光的频率越大．遏止电压越大，因此a光照射光电管时的遏止电压比b光大．
答案 (1)a光 (2)a光
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