2017-2018学年高中物理粤教版选修3-5习题：第二章+第一节 光电效应 Word版含答案

第一节　光
电
效
应
1．光电效应是指物体在光的照射下发射出电子的现象，发射出的电子称为光电子．
2．光电管是利用光电效应制成的一种常见的光电器件，它可以把光信号转变成电信号．光电管主要是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成，阴极表面敷有束缚电子能力较弱的碱金属．
3．对于每一种金属，只有当入射光频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流，我们称ν0为极限频率，其对应的波长称为极限波长．
4．在强度和频率一定的光照射下，回路中的光电流会随着反向电压的增加而减小并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，我们把这时的电压称为遏止电压，用符号U表示．
5．实验探究遏止电压与光照频率和强度的关系：
(1)在蓝光的照射下，给光电效应的实验装置加上反向电压，逐渐增大电压，直至光电流为零，记录遏止电压的值．改变入射光的强度，重复上述步骤．发现遏止电压相同．
(2)维持光照强度不变，改变入射光的频率．先采用蓝光作为入射光，记录遏止电压；再换绿光作为入射光，记录遏止电压．发现绿光遏止电压较小．
探究结论：遏止电压与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，入射光频率越大，遏止电压越大．
遏止电压与入射光的频率有关，说明光电子的最大初动能也与入射光的频率有关，与入射光的强度无关．
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(C)
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．
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(C)
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．
3．如图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(B)
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
4.
(多选)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(AD)
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.
5．(多选)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(AC)
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．
6．一细束平行光，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．如图所示，已知金属板b上有光电子逸出，可知(C)
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：光经棱镜出射光线发生偏折，频率高的偏折角大，因此，照射金属c的光的频率比照射b的光的频率高，而照射a的光的频率比照射b的光的频率低．由此可知：a上不一定有光电子逸出，而c上一定有光电子逸出，C正确．
7．(多选)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(BD)
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．
8．(多选)如图所示，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(BD)
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.
9．(多选)一验电器与有绝缘支座的锌板相连接后发现验电器指针张开一定角度，如图所示，今用弧光灯照射锌板，发现验电器指针偏角立即变小，变为零后又张开一定角度，则(A)
A．一定发生了光电效应
B．锌板原来一定带正电荷
C．锌板原来一定带负电荷
D．锌板原来可能带正电也可能带负电，但后来一定带正电
解析：弧光灯照射锌板，锌板带电量发生变化，说明一定发生了光电效应，锌板上有电子逸出，锌板带正电，说明锌板原来带有负电荷，选项A、C正确．
10．已知铯的极限频率为4.545×
Hz，钠的极限频率为6.000×
Hz，银的极限频率为1.153×Hz，铂的极限频率为1.529×Hz.当用波长为0.375
μm的光照射它们时，其中能够发生光电效应的金属是______________．
解析：可以求出入射光的频率，再将该频率的大小分别与上述各金属的极限频率进行比较，凡是入射光的频率比金属的极限频率高的，都可以发生光电效应．根据公式c＝λν，求出入射光的频率ν，
因为铯和钠的极限频率比入射光的频率小，所以可以发生光电效应的金属是钠和铯．
答案：钠和铯