高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第一节 光电效应课时练习

4.1光电效应基础巩固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．下列说法正确的是（       ）

A．物质波属于机械波

B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性

C．X射线的衍射实验，证实了德布罗意假设是正确的

D．宏观物体运动时也具有波动性，但是不容易观察到

2．若两个粒子产生的德布罗意波的波长相等，则两粒子一定具有相同的（　　）

A．速度

B．动量

C．加速度

D．动能

3．以下现象能说明光具有粒子性的是（　　）

A．用紫外线照射锌板时有电子射出

B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样

C．贴有增透膜的相机镜头呈现淡紫色

D．泊松亮斑

4．用蓝光照射某种金属表面，发生光电效应．现将该蓝光的强度减弱，则（     ）

A．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少

B．逸出的光电子的最大初动能将减小

C．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

D．有可能不发生光电效应

5．先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中相邻两条亮纹间距较大的单色光比相邻两条亮纹间距较小的单色光（       ）

A．其光子的能量较大

B．在玻璃中传播速度较大

C．在真空中的波长较短

D．在玻璃中传播时，相邻两条亮纹间距较大的单色光在玻璃中折射率较大

6．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

7．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是 （　　）

A．红光 B．橙光 C．黄光 D．绿光

8．光电效应实验中，下列表述正确的是（　　）

A．金属的逸出功与入射光的频率有关 B．入射光足够强就会有光电流

C．遏止电压与入射光的频率成正比 D．入射光频率大于极限频率才能产生光电效应

9．红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每一道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为P，所发射的每个光脉冲持续的时间为，波长为，则每个光脉冲中含有的光子数是（       ）

A． B． C． D．

10．根据爱因斯坦的光电效应理论可知，当大量频率为的光子照射到某种金属时，如果某个光子的能量全部被金属中的某个电子吸收后，一部分用来脱离金属原子的束缚做功，剩下的就是逸出后电子的初动能。已知普朗克常量为h，该金属的逸出功为（脱离金属原子的束缚所做的最小功），下列说法中正确的是（　　）

A．金属中的电子只要吸收该频率的光子，一定能够逸出

B．电子用来脱离金属原子束缚做功的能量可能大于，也可能小于

C．该金属的截止频率为

D．

11．实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示。 下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是

A．如用金属钨做实验得到的图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大

B．如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大

C．如用金属钨做实验，当入射光的频率时，可能会有光电子逸出

D．如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，），则

12．对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是(       )

A．入射光的强度大于某一极限强度

B．入射光的波长大于某一极限波长

C．入射光照射时间大于某一极限时间

D．入射光的频率不低于某一极限频率

13．用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.0eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA，移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.8V时，电流表读数为0，则（　　）

A．电键K断开后，没有电流流过电流表G

B．所有光电子的初动能为0.8eV

C．光电管阴极的逸出功为2.20V

D．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小

14．某同学在研究光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下，得到了如图所示的甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线。下列说法正确的是（　　）

A．甲的频率大于乙的频率

B．乙的波长大于丙的波长

C．乙的截止频率大于丙的截止频率

D．甲、丙两种光所产生光电子的最大初动能相等

15．分别用波长为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2:3，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（　　）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．电视显像管中的电子的加速电压为10 kV，电子枪的枪口直径设为0.01 cm，试求电子射出电子枪后的横向速度的不确定量为_______ m/s．

17．历史上美国宇航局曾经完成了用“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”坦普尔１号彗星的实验．探测器上所携带的重达400kg的彗星“撞击器”将以1.0×104m/s的速度径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后“撞击器”融化消失，这次撞击使该彗星自身的运行速度出现1.0×10-7m/s的改变．已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s．则：

（1）撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长为____________；

（2）根据题中相关信息数据估算出彗星的质量为_______________．

18．在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在．

（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即中微子+→+可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是_______．（填写选项前的字母）

A．0和0             B．0和1             C．1和0             D．1和1

（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ），即+→2γ正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是________．

（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小．λn_____λe（填“＞”“＜”或“＝”）

19．根据如图所示的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）频率已知的光来进行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。

三、综合题（共4题）

20．铝的逸出功是4.2eV，现在用波长为200nm的光照射铝的表面，求：（h=6.626×10-34J•s）

（1）光电子的最大初动能；

（2）遏止电压；

（3）铝的截止频率．

21．我国自行研制的一种大型激光器，能发出频率为ν、功率为P0的高纯度和高亮度激光．如图所示，光电管的阴极K用某金属制成，闭合开关S，当该激光射向阴极，产生了光电流．移动变阻器的滑片P，当光电流恰为零时，电压表的示数为Uc，已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c．求：

①激光器发出的光子的动量p；

②光电管阴极K的截止频率νc．

22．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。我们知道光子的能量，动量，其中为光的频率，h为普朗克常量，λ为光的波长。由于光子具有动量，当光照射到物体表面时，会对物体表面产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束频率为的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收（即光子的末动量变为0）。求：

(1)该激光器在单位时间内发出的光子数N；

(2)该激光作用在物体表面时产生的光压I。

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．D

2．B

3．A

4．A

5．B

6．C

7．A

8．D

9．D

10．C

11．D

12．D

13．C

14．D

15．A

16．0.58;

17．         

18．     A     要遵循动量守恒     ＜

19．

在此电路的光电管上施加反向电压，用已知频率为ν1的光照射阴极，调节电压大小，直到光电管刚好无电流通过，测出此时的遏止电压Uc1，用另一已知频率为ν2的光照射，测出遏止电压Uc2，利用光电效应方程

hν1 = W0 + Ek，Ek = eUc

可得

hν1 = W0 + eUc1，hν2 = W0 + eUc2

由以上两式可解出

h =

其中e为电子电荷量，测出Uc1与Uc2就可以测出普朗克常量。

实验步骤：

(1)将图中电路图的电源正负极对调，滑动变阻器滑动触头滑至最左端，用频率为v1的光照射，此时电流表中有电流。将滑动变阻器滑动触头缓慢右滑，同时观察电流表，当电流表示数为零时，停止滑动，记下电压表读数Uc1；

(2)用频率为v2的光照射，重复(1)的操作，记下电流表的示数Uc2；

(3)应用h =计算h；

(4)多次测量取平均值。

20．（1）光电子的最大初动能是3.2×10-19J；

（2）遏止电压是2V；

（3）铝的截止频率是1.0×1015Hz．

21．① p= ②   νc=ν-

22．(1)；(2)

23．