高中物理第一节 光电效应测试题

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．用绿光照射一个光电管能发生光电效应，欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大，下列方法中正确的是                                                                      （     ）

A．改用强度较小的黄光照射 B．改用γ射线照射

C．改用强度较强的绿光照射 D．红外射线照射

2．用黄光照射某种金属，发生了光电效应．现在改用紫光照射该金属，下列说法正确的是

A．若紫光强度较小，可能不会产生光电子

B．用黄光照射时，该金属的逸出功小，用紫光照射时该金属的逸出功大

C．用紫光照射时，光电子的最大初动能更小

D．用黄光照射产生的光电子的动能可能比用紫光照射产生的光电子的动能大

3．对于任何一种金属。必须满足下列哪种条件，才能发生光电效应（　　）

A．入射光的频率小于某一极限频率

B．入射光的强度大于某一极限强度

C．入射光的波长小于某一极限波长

D．入射光照射时间大于某一极限时间

4．利用光子说对光电效应的解释，下列说法正确的是( )

A．金属表面的一个电子只能吸收一个光子

B．电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子

C．金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的能量才能从金属表面逸出

D．无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累了能量后，总能逸出成为光电子

5．中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐代张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则（　　）

A．a可能是红光，b可能是紫光，在a、b之间形成彩色光带

B．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光

C．以相同的入射角从水中射向空气，若在空气中只能看到一种光，则一定是a光

D．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能

6．三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子．已知三种光线的波长λ甲>λ乙>λ丙，则(　　)

A．用入射光甲照射金属b，可能发生光电效应

B．用入射光乙照射金属c，一定发生光电效应

C．用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应

D．用入射光乙和丙同时照射金属a，一定发生光电效应

7．关于光电效应有如下几种陈述，其中正确的是：

A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比；

B．光电流强度与入射光强度无关；

C．照射光的强度越大，单位时间内产生的光电子越多

D．对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这个波长，才能产生光电效应．

8．氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射出a光，从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出b光．则

A．在同一双缝干涉装置进行实验，用a光照射时相邻亮纹间的距离比用b光照射时的大

B．若用a光照某金属不能发生光电效应，则用b光照该金属也不能发生光电效应

C．在同一种玻璃介质中，a光发生全反射的临界角比b光的小

D．在同一种玻璃介质中，a光传播速度比b光的小

9．如图所示，为氢原子的能级示意图：a表示从能级跃迁到时辐射的光子；b表示从能级跃迁到时辐射的光子；c表示从能级跃迁到时辐射的光子。则以下说法正确的是（　　）

A．玻尔的原子能级模型可以解释所有原子辐射光子的规律

B．若b光可使某金属发生光电效应，则a光也一定可以

C．若有一个处于能级的氢原子向低能级跃迁，则该氢原子只能发出a、b、c三种光子的其中一种

D．若有一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，则这些氢原子最多可辐射出10种不同频率的光子

10．如图所示为研究光电效应的实验装置，闭合开关，滑片P处于滑动变阻器中央位置，当一束单色光照到此装置的碱金属表面K时，电流表有示数，下列说法正确的是（　　）

A．若仅增大该单色光入射的强度，则光电子的最大初动能增大，电流表示数也增大

B．无论增大入射光的频率还是增加入射光的强度，碱金属的逸出功都不变

C．保持频率不变，当光强减弱时，发射光电子的时间将明显增加

D．若滑动变阻器滑片右移，则电压表示数一定增大，电流表示数也一定增大

11．如图所示是氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向能级跃迁时释放的光子，则（　　）

A．6种光子中能量最小的是激发态跃迁到基态时产生的

B．6种光子中有3种属于巴耳末系

C．使能级的氢原子电离至少需要13.6eV的能量

D．若从能级跃迁到能级释放的光子恰能使某金属板发生光电效应，则在这6种光子中共有4种光子也一定能使该金属板发生光电效应

12．四种颜色的光分别通过同一双缝产生的双缝干涉图案如图中各选项所示，用这四种颜色的光分别照射某金属板，只有两种光能产生光电效应，则能产生光电效应的光线中，光子能量较小的光对应的双缝干涉图案是　　

A． B．

C． D．

13．如图所示，、两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光，从平行玻璃砖下表面射出。下列判断正确的是（　　）

A．光的频率小于光的频率

B．增大入射角，光在玻璃砖下表面可发生全反射

C．用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，光条纹间距小

D．用光、光照射某金属表面，若光能发生光电效应，光一定也能发生光电效应

14．下列与能量有关的说法正确的是（     ）

A．卫星绕地球做圆周运动的半径越大，动能越大

B．从同种金属逸出的光电子的最大初动能随照射光波长的减小而增大

C．做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同

D．在静电场中，电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高

15．某金属发生光电效应，光电子的最大初动能Ek与入射光频率之间的关系如图所示。已知h为普朗克常量，e为电子电荷量的绝对值，结合图像所给信息，下列说法正确的是（　　）

A．频率大于的入射光不可能使该金属发生光电效应现象

B．该金属的逸出功等于

C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能会增加

D．遏止电压随入射光的频率增大而减小

二、填空题（共4题）

16．如图所示，原来不带电的锌板与验电器相连，用紫外线照射锌板，验电器指针张开一个角度，说明锌板带电了。这种现象称为___________，验电器指针带________电（选填“正”或“负”）。

17．金属A在一束绿光照射下恰好能发生光电效应，现用紫光照射时，该金属_____（“能”或“不能”）发生光电效应；若用红光照射时，该金属_____（“能”或“不能”）发生光电效应。

18．如图所示，一光电管的阴极K用极限波长为λ0的金属制成．用波长为λ的紫外线照射阴极K，加在光电管阳极A和阴极K之间的电压为U，电子电荷量为e，普朗克常量为h，光速为c，光电子到达阳极时的最大动能为____；若将此入射光的强度增大，则光电子的最大初动能____（选填“增大”、“减小”或“不变”）．

19．（1）如图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．此时锌板带 ______ 电．（填“正”或“负”）．使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针 ______ （填“有”或“无”）偏转．

（2）在研究光电效应的实验装置中，如果入射光的频率确定而增加光的强度，则电流表的示数 ______ （填“一定”或“不一定”）增大；如果用绿光照射能产生光电效应，将入射光换成紫光后，光电子的最大初动能 ______ （填“一定”或“不一定”）增大．

三、综合题（共4题）

20．某种金属在绿光照射下恰能产生光电效应。现用紫光或红光照射，能否产生光电效应？为什么？

21．(1)有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A，已知铜的密度=8.9×103kg/m3、摩尔质量M=6.4×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol－1，电子的电量e=1.6×10－19C。在这个问题中可以认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子。求铜导线中自由电子定向移动的速率?（保留1位有效数字）

(2)由上述计算结果可知：自由电子靠定向移动通过一条1m长的导线需要很长时间。可是电灯开关闭合时，电灯瞬间就亮了，感觉不到延迟。如何解释这个现象？

(3)进一步研究表明：金属内自由电子在常温下热运动的速率为105m/s这个量级，其动能用Ek0表示。考虑这个动能之后，光电效应方程应该是Ek0+h=W0+Ekm，可是教材上光电效应方程并没有Ek0这一项。试通过定量计算说明其原因。（已知电子质量m=9.1×10－31kg，铜的截止频率为1.061015Hz，普朗克常量h=6.6310－34Js，某次实验中单个光子能量约75eV=1.210－17J）

22．当用频率为的紫光分别照射铯、锌和银的表面时，能产生光电效应吗？为什么？若能产生光电效应，逸出的光电子的最大动能是多大？（已知铯的逸出功为1.9eV，锌的逸出功为3.34eV，银的逸出功为4.63eV）

23．如图所示，一光电管的阴极用截止频率对应的波长λ0=5.0×10-7m的钠制成。用波长λ=3.0×10-7m的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1V，饱和光电流的值（当阴极K发射的电子全部到达阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流）I=0.56μA。（h=6.63×10-34J·s）

(1)求每秒由K极发射的光电子数目；

(2)求电子到达A极时的最大动能。

参考答案：

1．B

2．D

3．C

4．A

5．D

6．D

7．D

8．A

9．D

10．B

11．D

12．C

13．D

14．B

15．B

16．     光电效应     正

17．     能     不能

18．          不变

19．     正     无     一定     一定

20．

绿光照射能产生光电效应，说明绿光的频率高于此金属的极限频率，紫光比绿光频率高，所以紫光的频率也一定高于极限频率，能产生光电效应；而红光比绿光频率低，所以不能确定红光照射能否产生光电效应。

21．(1)；

(2)闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流，所以电灯瞬间就亮，感觉不到延迟；

(3)电子热运动的动能为

铜的逸出功为

自由电子热运动动能与铜的逸出功相比小2个数量级，与入射光子能量相比，小3到4个数量级，故在光电效应方程中可以忽略。

22．该光照射铯时能产生光电效应，逸出的光电子的最大初动能是1.0eV，而照射锌和银的表面时，由于该光子的能量值小于锌和银的逸出功，所以不能产生光电效应

23．(1)个；(2)