高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第1节 光电效应及其解释当堂检测题

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15题）

1．在光电效应实验中，先后用两束光照射同一个光电管。若实验a中光束的入射光的强度和频率分别大于b实验中光束的入射光的强度和频率，a、b两实验中所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中正确的是（　　）

A． B．

C． D．

2．小宇同学参加学校科技嘉年华，设计了一个光电烟雾探测器，如图所示，S为光源，发出一束光，当有烟雾进入探测器时，来自S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面（钠的极限频率为6.00×1014Hz）时，会产生光电子当光电流大于10－8A时，便会触发报警系统报警。已知元电荷e=1.6×10－19C，下列说法不正确的是（　　）

A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于0.5μm

B．若光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，则光源越强，光电烟雾探测器探测到光电子数越多

C．光束遇到烟雾发生散射是一种折射现象

D．若5%射向光电管C的光子会产生光电子，当报警器报警时，每秒射向钠表面的光子数目最少是1.25×1012个

3．新冠病毒疫情防控工作中，体温枪在医院、车站、小区、学校等地方被广泛使用，成为重要的防疫装备之一。某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度（－273℃）时都会向外发出红外线，红外线照射到体温枪的温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体的温度。已知人的体温正常时能辐射波长为 10μm 的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极 K 时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知 h＝6.63×10－34 J•s，e＝1.6×10－19 C，则（　　）

A．波长 10μm 的红外线在真空中的频率为 3×10 16 Hz

B．将图甲中的电源正负极反接，将一定不会产生电信号

C．由图乙可知，该光电管的阴极金属逸出功为 0.1eV

D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增大，电子逸出最大初动能增加

4．如图甲，在光电效应实验中，某同学用相同频率但光照强度不同的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压随射入光频率变化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断正确的是（     ）

A．甲图中开关闭合时，将滑动变阻器滑片向右滑动，可能出现饱和电流

B．甲图中开关断开时，不会产生光电流

C．因为是相同频率的光，所以两次实验中遏制电压相同

D．两个光电管的图象的斜率相同

5．一束由、、三种颜色组成的光，经过三棱镜后形成的光路如图所示，将这三种光分别入射到同一光电管，都有光电子产生。关于这三种光，下列判断正确的是（　　）

A．光的光子动量最大

B．光所对应的遏止电压最大

C．光所对应的饱和电流最大

D．光产生的光电子最大初动能最大

6．橙子辅导在做光电效应演示实验时，他用某入射光照射金属锌板，发生了光电效应现象。关于该实验，下列说法正确的是（　　）

A．锌的逸出功由入射光的频率决定

B．光电子最大初动能随入射光频率的增大而增大

C．若增大入射光频率，则光电流一定增大

D．若增大入射光强度，则光电子的最大初动能增大

7．处于基态的一群氢原子被一束单色光照射后，最多能发出6种频率的光，氢原子的能级图如图所示，如果用这束光照射某一金属，测得从该金属中射出电子的最大初动能为10.54ev，则该金属的逸出功是（　　）

A．12.75eV B．12.1eV C．2.21eV D．1.56eV

8．下列说法不正确的是（　　）

A．库仑通过库仑扭秤实验得到电荷间相互作用的规律

B．法拉第通过实验发现了电磁感应现象

C．爱因斯坦提出了光子假说，认为光的能量也是一份一份的

D．无线电波、光波、阴极射线、X射线、射线都是电磁波

9．一束由a、b、c三种颜色组成的光，经过三棱镜后形成的光路如图所示，若将这三种光分别入射到同一光电管，都有光电子产生，关于这三种光，下列判断正确的是（　　）

A．c光所对应的遏止电压最大

B．c光的光子动量最小

C．棱镜中a光的传播速度大于b光的传播速度

D．若用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距

10．下列说法正确的是（　　）

A．某金属能发生光电效应，当入射光的颜色不变而增大光照强度时，逸出的光电子的最大初动能也增大

B．若利用黄光和蓝光分别在同一装置研究光电效应，用蓝光照射时的遏止电压大于用黄光照射时的遏止电压

C．换用频率小的光照射，但入射光的强度不变，则逸出的光电子的最大初动能不变

D．换用频率小的光照射，但入射光的强度不变，则从光照射到金属表面上到发射出电子的时间明显减少

11．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．

12．关于光电效应现象，下列说法中正确的是（ ）

A．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大

B．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比

C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应

D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应

13．对爱因斯坦光电效应方程，下面的理解正确的有（　　）

A．用同种频率的光照射同一种金属，因为电子逸出功相同，所以金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能

B．用同种频率的光照射同一种金属，因为电子逸出功不同，所以金属中逸出的光电子的初动能出现差别

C．逸出功和极限频率之间应满足关系式

D．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比，与入射光的强度无关

14．在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。若实验a中的光强小于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中可能正确的是

A． B．

C． D．

15．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，欲使饱和光电流增大，以下说法正确的是（　　）

A．增大单色光的频率 B．减小单色光的波长

C．延长光照时间 D．增大单色光的光照强度

二、填空题（共4题）

16．如图所示是使用光电管的原理图，当频率为的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过

（1）当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为___（已知电子电荷量为e）．

（2）如果不改变入射光的频率而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将______（填“增加”、“减小”、“不变”）．

17．某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率的关系图象如图所示。则该金属的逸出功为______；若用频率为的入射光照射该金属时，产生的光电子的最大初动能为______。

18．用紫外线照射连有验电器的锌板，发现验电器中金属张开，此时金属箔上带________电；将验电器与锌板断开，并用天然放射线的照射，发现验电器中金属箔合拢，其原因是放射线具有________作用。

19．下列说法正确的是_________。

A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

B．普朗克提出了物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性；

C．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化

D．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小

三、综合题（共4题）

20．如图所示为伦琴射线管的示意图,K为阴极,A为对阴极,假设由K极发射的电子初速度为零,当AK之间所加直流电压U=30kV时,电子被加速打在对阴极A上,使之发射出伦琴射线,设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量.已知电子电量e=1.6×10-19c,质量m=0.91×10-30kg,普朗克常数h=6.63×10-34J·s,问：

(1)电子到达对阴极的速度多大(取一位有效数字)

(2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长多大?

(3)若AK间的电流为10mA,那么每秒从对阴极最多能辐射多少个伦琴射线光子?

21．分别用λ和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1：2．以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．求此金属板的逸出功和极限频率；

22．某金属在光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图所示，试求：

①普朗克常量（用图中字母表示）；

②入射光的频率为时，产生的光电子的最大处动能。

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．

参考答案：

1．B

2．C

3．C

4．D

5．D

6．B

7．C

8．D

9．B

10．B

11．A

12．C

13．C

14．D

15．D

16．          不变

17．         

18．     正     电离

19．AC

20．(1)1.0×108 m/s(2)4.1×10－11 m(3)6.25×1016个

21．；

22．①；②

23．