物理人教版 (2019)2 光电效应同步训练题

4.2光电效应同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．用光照射金属表面，没有发射光电子，这可能是由于（   ）

A．入射光强度太小

B．照射的时间太短

C．光的波长太短

D．光的频率太低

2．已知某种金属的极限频率为，普朗克常量为h，电子的电荷量为e。若用频率为的光照射此金属板，则该金属板的遏止电压为（　　）

A． B． C． D．

3．用一束紫光照射某金属表面时不能产生光电效应，为使该金属能产生光电效应，可以采取的措施是（   ）

A．延长该紫光的照射时间

B．改用频率比该紫光高的紫外线照射

C．增大该紫光的强度

D．改用波长比该紫光长的蓝光照射

4．用光照射某种金属，金属表面有电子逸出。若保持入射光的频率不变，减小入射光的强度，则（　　）

A．光电子的最大初动能减小 B．光电子的最大初动能保持不变

C．可能无电子从金属表面逸出 D．单位时间内逸出的光电子数目不变

5．如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（　　）

A．让滑片P向D端移动，电流表的示数一定增大

B．增加该单色光的强度，电流表示数一定增大

C．改用波长大于的单色光照射阴极K，电流表一定有示数

D．改用波长小于的单色光照射阴极K，阴极K的逸出功变大

6．非接触式体温测量仪可以通过人体辐射的红外线测量体温，紫外线灯可以在无人的环境下消杀病毒。红外线和紫外线相比较（　　）

A．红外线的光子能量比紫外线的大

B．真空中红外线的波长比紫外线的长

C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大

D．红外线的频率比紫外线高

7．某同学采用如图所示的实验装置（电源正负极可调换）来研究光电效应现象，当分别用频率为、的单色光照射光电管的阴极K时，测得遏止电压之比为，则下列说法中正确的是（　　）

A．若测遏止电压，应选择电源右端为负极

B．当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数持续增大

C．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也一定增大

D．光电管金属的截止频率为

8．如图所示，在光电效应的演示实验中，把一块锌板连在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开。用紫外线灯照射锌板，观察到验电器的指针先闭合后又张开，此时（　　）

A．锌板带负电，验电器指针带正电

B．锌板带负电，验电器指针带负电

C．锌板带正电，验电器指针带正电

D．锌板带正电，验电器指针带负电

9．环境监测中通常需要监测烟尘浓度。如图所示为光电式烟尘浓度计的工作原理图。光源1发出的光线经聚光透镜2后，再经半透半反镜3分成两束强度相等的光线。其中一路光线经反射镜4后穿过被测烟尘，有部分光线被烟尘吸收或散射（光在介质中与物质微粒相互作用，使光的传播方向发生改变的现象）后，经过光电转换电路6转换成电压信号U1.另一路光线直接到达光电转换电路7（6、7完全相同）后，产生作为被测烟尘浓度的参比电压信号U2.运算电路通过U1和U2的比值计算出被测烟尘的浓度。根据上述信息应用所学知识可以判断（　　）

A．没有烟尘时，U1和U2的比值应该为零

B．散射过程中动量守恒定律不成立

C．如果用全反射棱镜作为反射镜4，其折射率至少为2

D．烟尘浓度越高时，U1和U2的差值越大

10．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)为的光照射阴极 时，电路总有光电流，则(          )

A．换用波长为 的光照阴极 时，电路中一定没有光电流

B．换用波长为 的光照射阴极 时，电路中一定有光电流

C．增大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

11．a、b两束单色光分别用同一双缝干涉装置进行实验，两次实验双缝与屏的距离相等，在屏上得到如图所示的干涉图样，图中白色区域为亮条纹，图甲和图乙分别是a光和b光照射时形成的干涉图样，两图样的尺寸都是原始尺寸。下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（　　）

A．a光的光子能量较大

B．在水中a光传播的速度较小

C．玻璃对a光的折射率较大

D．若用b光照射某金属没有光电子逸出，则a光照射该金属时也没有光电子逸出

12．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．

13．如图所示，阴极K用极限波长λ0=0.66μm的金属铯制成，现用绿光照射阴极K，调整两个极板电压，当A极板电压比阴极高出2.5V时，光电流达到饱和，电流表示数为I=0.64μA，当A极板电压比阴极低0.6V时，光电流恰好为零，电子的电荷量e=1.60×10﹣19C，以下说法正确的是（　　）

A．每秒钟阴极发射的光电子数6.4×1012个

B．光电子飞出阴极时的最大初动能为9.6×10﹣20J

C．如果把照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，饱和光电流仍然不变

D．现改用波长为0.74μm的红光照射，从阴极飞出的光电子的最大初动能会增大

14．实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν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Ekm-ν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Ekm-ν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ν<ν1时,可能会有光电子逸出

D．如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为(0,-Ek2),则Ek2<Ek1

15．一束可见光a由三种单色光m、p、n组成．光束a通过三棱镜后的情况如图所示，检测发现单色光p能使某种金属产生光电效应，下列叙述正确的是（       ）

A．真空中单色光m的波长小于n的波长

B．单色光m的频率大于n的频率

C．单色光n一定可以使该金属发生光电效应

D．在三棱镜中，单色光m的传播速度小于n的传播速度

二、填空题（共4题）

16．在光照射下物体表面逸出________的现象叫光电效应．

17．用单色光a照射某金属表面，单位时间内飞出的光电子数为m。现改用频率更大、强度较弱的单色光b照射该金属，则b光的光子能量_____a光的光子能量，单位时间内飞出金属表面的光电子数_____m（均选填“大于”，“小于”或“等于”）。

18．下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的遏止电压和入射光频率的几组数据．已知电子电量

⑴在图中画出-图象_______________；

⑵由图象可得该金属的截止频率________Hz；普朗克常量________．（结果保留一位有效数字）

19．某研究性学习小组设计了利用光电效应测量普朗克常量的实验，实验原理图如图甲所示，实验中通过测定遏止电压UC和对应入射光频率v的数据，即可求出普朗克常量h。该小组的一次实验数据记录如下：

（1）建立UC-v的坐标系，根据表中的数据，在图乙中描绘UC随v变化的图线______；

（2）已知元电荷e=1.6×10-19C，利用图乙画出的图线求出普朗克常量h______J·s（保留两位有效数字）；

（3）由于多种因素的影响，各条谱线对应的遏止电压和理论值相比都相差了ΔU，试分析对普朗克常量h的测量有没有大的影响：______。

三、综合题（共14题）

20．一光电管的阴极K用截止频率为ν的金属铯制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，用波长为λ的单色光射向阴极，产生了光电流，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）金属铯的逸出功W；

（2）光电子到达阳极的最大动能；

（3）用波长为λ的光照射金属的表面，当遏止电压取某个值时，光电流便被截止，当光的波长改变为原波长的，已查明使电流截止的遏止电压必须增大到原值的η倍，试计算原入射光的波长λ。（已知该金属的逸出功为W0）

21．如图所示，一光电管的阴极用极限波长λ0=500nm的钠制成。用波长λ=300nm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。（普朗克常量h=6.63×10-34J·s，真空中光速c=3.0×108m/s，电子电荷量的绝对值e=1.6×10-19C，结果均保留两位有效数字）

（1）求每秒钟内由K极发射的光电子数目。

（2）求电子到达A极时的最大动能。

（3）如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达A极的最大动能是多大？

22．某电台发射功率为10kW，在空气中波长为200 m的电磁波。（结果均保留1位有效数字）求：

(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？（h=6.63×10-34 J。s，取6.63×3=20）

(2)若发射的光子四面八方视为均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的环状天线每秒接收的光子数和天线的接收功率？

23．某科技小组买到几个光电管，想测量这种光电管材料的截止频率，他们在实验室找到了几块标有波长数值的滤光片（如图所示），请据此设计可行的测量方案。

参考答案：

1．D

2．A

3．B

4．B

5．B

6．B

7．D

8．C

9．D

10．B

11．D

12．A

13．B

14．D

15．C

16．电子（光电子）

17．     大于     小于

18．              

19．          6.0×10-34~6.8×10-34     见解析

20．（1）W＝hν；（2）；（3）

21．（1）（个）；（2）；（3）

22．(1)1×1031个；(2) 个，4×10-4W

23．

光电管材料截止频率的测量方案如下：

（1）选取某一标称波长（如460 nm）的滤光片，使射入光电管的光为该波长的单色光。

（2）按图所示连接好电路，选择反向电压，调节滑动光、变阻器，使电路中的电流刚好为零，此时电压表示数为遏止电压。

（3）根据动能定理

得到光电子最大初动能．

（4）根据光电效应方程

其中

得到光电管材料逸出功。

（5）根据

可得材料截止频率。

（6）更换滤光片，重复上述实验步骤，最后将测量结果取平均值。