2020-2021学年第二节 光电效应方程及其意义综合训练题

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．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．利用如图所示的实验装置研究光电效应现象，用一束紫外线照射光电阴极材料，电流表无示数。则（　　）

A．增大入射光的强度，电流表一定有示数 B．增大入射光的频率，电流表一定有示数

C．减小入射光的频率，电流表可能有示数 D．减小入射光的波长，电流表可能有示数

3．某种金属发生光电效应时逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为该金属的极限频率．从图中可以确定的是

A．该金属的逸出功与ν有关

B．Ek与入射光强度成正比

C．ν<ν0时，该金属会逸出光电子

D．图中直线的斜率等于普朗克常量

4．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＝

5．如图所示是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则(　　)

A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大

B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大

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．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光照射逸出光电子的最大初动能比b光的大

6．用如图甲所示的装置研究光电效应现象，闭合开关S，用频率为v的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，-b），下列说法中正确的是（　　）

A．普朗克常量为

B．断开开关S后，电流表G的示数为零

C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大

D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数减小

7．图甲是利用光电管进行光电效应的实验装置。分别用a、b、c三束单色光照射阴极K，调节A，K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系图象如图乙所示，由图可知（　　）

A．b光照射时，阴极的逸出功较小

B．b光子的能量小于a光子的能量

C．对于b光，A、K间的电压低于Uc1时，将不能发生光电效应

D．a光和c光的频率相同，但a光的强度更强

8．用频率为的紫外线分别照射甲、乙两块金属，均可发生光电效应，此时金属甲的遏止电压为U，金属乙的遏止电压为，若金属甲的截止频率，金属乙的截止频率为乙，则：为（　　）

A．3：4 B．4：3 C．9：8 D．8：9

9．如图所示，两束单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（   ）

A．a光一个光子的能量小于b光一个光子的能量

B．a光的折射率大于b光的折射率

C．实验条件完全相同的情况下做双缝干涉实验，b光比a光条纹间距大

D．若用b光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用a光照射该金属也一定能发生光电效应现象

10．1905年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理学奖，下列关于光电效应的说法正确的是（　　）

A．只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应

B．电子脱离某种金属所做的功叫这种金属的逸出功，其与入射光的频率和强度无关

C．用不同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同

D．发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，单位时间内射出的光电子数将减少

11．用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为的光照射到光电管上时发生了光电效应，毫安表的示数不为零；移动变阻器的触头，发现当电压表的示数大于或等于时，毫安表示数为0，则下列说法正确的是（　　）

A．光电管阴极的逸出功为

B．光电子的最大初动能为

C．入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大

D．实验中用光子能量为照射到光电管阴极上也能发生光电效应

12．一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．若增大入射角i，则b光先消失

B．在该三棱镜中a光波长小于b光波长

C．a光能发生偏振现象，b光不能发生偏振现象

D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低

13．某同学研究光电效应的实验电路如图所示，用不同的光分别照射同一密封真空管的钠阴极（阴极K），钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（为甲光、乙光、丙光），如图所示，则以下说法错误的是（       ）

A．甲光的强度大于乙光的强度

B．乙光的频率小于丙光的频率

C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D．甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子的最大初动能

14．下表中给出了三种金属材料的极限波长，其中两种材料发生光电效应时逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率 的关系如图所示，则（　　）

A．这三种材料中，金属钠的逸出功最大

B．图中a、b两条图线的斜率都等于普朗克常量h

C．如果图线a表示的材料是铜，则图线b表示的材料是钠

D．用波长400nm的光分别照射这三种金属，只有铜和铂会发生光电效应

15．用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示．则这两种光（     ）

A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大

B．与a光相比，b光的衍射现象更明显

C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大

D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大

二、填空题（共4题）

16．19世纪末，科学家用如图的实验装置发现了______________现象．1905年，科学家_________提出“光子说”在理论上成功解释了该现象，并因此获得1921年诺贝尔物理奖．

17．用如图甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5 eV的光照射到光管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图像如图乙所示．则光电子的最大初动能_______eV，金属的逸出功为________eV，当光电管上加正向电压U=2V时，电子到达A极板的最大动能为_______eV．

18．如图1是研究某光电管发生光电效应的电路图,当用频率为的光照射金属K时,通过调节光电管两端电压U,测量对应的光电流,绘制了如图2的I-U图象．当用频率为的光照射金属K时,光电子的最大初动能=________________．已知电子所带电荷量为e,图象中、及普朗克常量h均为已知量．

19．在用图甲所示的电路做光电效应实验时，要得到阴极K的遏止电压与入射光频率关系，需将单刀双掷开关S置于a、b两端中的__端。若实验测得钠（Na）的遏止电压与入射光频率的关系图像如图乙所示，则极限频率为的钙的遏止电压与入射光的频率的关系图线应该是①、②、③、④中的____。

三、计算题（共2题）

20．图甲为研究光电效应现象的实验电路图。现用频率为ν0的光照射阴极K，其光电流与光电管两端电压的关系图线如图乙所示，遏止电压大小为Uc，饱和光电流大小为I0。已知电子电量为e，普朗克常量h。求：

（1）阴极K中逸出的光电子的最大初动能Ekm；

（2）阴极材料的逸出功W0；

（3）照射到阴极上的光的最小功率P。

21．光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是。、电磁波辐射的能量子的值各是多少？（结果均保留3位有效数字）

参考答案：

1．A

2．D

3．D

4．B

5．D

6．D

7．D

8．C

9．A

10．D

11．D

12．D

13．C

14．B

15．C

16．     光电效应      爱因斯坦

17．     2     3     4

18．

19．     a     ③

20．（1）eUc；（2）hν0 - eUc；（3）

21．；