新版高中物理4.2 光電效應(yīng) 練習(xí)-2020-2021學(xué)年【新教材】人教版（2019）高中物理選擇性必修三

第=page22頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)光電效應(yīng)練習(xí)一、單選題在進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，用黃光照射某金屬表面時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，并產(chǎn)生了光電流，則(

)A.若增大黃光的照射強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大

B.若增大黃光的照射強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)出射的電子數(shù)目將增多

C.若改用紅光照射該金屬，一定能產(chǎn)生電效應(yīng)現(xiàn)象

D.若改用藍(lán)光照射該金屬，飽和光電流一定增大愛(ài)因斯坦由于發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得了1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．光子像其他粒子一樣，也具有能量．下列說(shuō)法正確的是A.電子要從金屬中掙脫出來(lái)，必須克服金屬表面層內(nèi)的阻礙所做的功叫逸出功

B.如果入射光很弱，電子需要幾分鐘甚至幾十分鐘才能獲得逸出表面所需的能量

C.對(duì)于同種顏色的光產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，光越強(qiáng)，飽和電流也越大

D.電子吸收光子能量后形成光電子，光電子逸出時(shí)的初動(dòng)能是相同的某同學(xué)研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，用不同的光分別照射密封真空管的鈉陰極(陰極K)，鈉陰極發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極A吸收，在電路中形成光電流，實(shí)驗(yàn)得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(為甲光、乙光、丙光)，如圖所示，則以下說(shuō)法正確的是(????)A.無(wú)論哪種顏色的入射光，只要光足夠強(qiáng)，就能發(fā)生光電效應(yīng)

B.乙光的頻率小于丙光的頻率

C.甲光的強(qiáng)度小于乙光的強(qiáng)度

D.甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于乙光的光電子的最大初動(dòng)能硅光電池是一種直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，它的工作原理與光電效應(yīng)類似：當(dāng)光照射硅光電池，回路里就會(huì)產(chǎn)生電流。關(guān)于光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是A.任意頻率的光照射到金屬上，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電流

B.只要吸收了光子能量，電子一定能從金屬表面逸出

C.逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)

D.超過(guò)截止頻率的入射光光強(qiáng)越強(qiáng)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大下列說(shuō)法正確的是A.康普頓在研究石墨中的電子對(duì)X射線的散射時(shí)發(fā)現(xiàn)，有些散射光的波長(zhǎng)比入射光的波長(zhǎng)略長(zhǎng)

B.康普頓效應(yīng)表明光子只具有能量，不具有動(dòng)量

C.光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，康普頓效應(yīng)揭示了光的波動(dòng)性

D.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，遏止電壓與入射光的光照強(qiáng)度有關(guān)用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開(kāi)關(guān)S，用頻率為ν的光照射光電管時(shí)，發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,?b)。下列說(shuō)法中正確的是(????)A.普朗克常量為?=ab

B.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，電流表G的示數(shù)不為零

C.僅增大照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大

D.保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光的頻率，電流表G在探究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，某小組的同學(xué)分別用頻率為ν、2ν的單色光照射某金屬，逸出的光電子最大速度之比為1：2，普朗克常量用h表示，則(??A.光電子的最大初動(dòng)能之比為1：2

B.該金屬的逸出功為當(dāng)2hν3

C.該金屬的截止頻率為ν3

D.關(guān)于光電效應(yīng)有如下幾種陳述，其中正確的是(????)A.愛(ài)因斯坦提出“光子說(shuō)“并成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象

B.入射光的頻率必須小于極限頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)

C.光電效應(yīng)說(shuō)明光具有波動(dòng)性

D.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，若入射光頻率增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍分別用波長(zhǎng)為λ和23λ的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為(????)A.?c2λ B.3?c2λ C.3?c4λ某種金屬材料，當(dāng)用綠光照射時(shí)，有光電子從金屬表面逸出，如果換用紫光照射該金屬，光的強(qiáng)度減弱，則(

)A.單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能減小

B.單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能增大

C.單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增大，光電子的最大初動(dòng)能減小

D.單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增大，光電子的最大初動(dòng)能增大某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路來(lái)研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，結(jié)點(diǎn)Q位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，初始狀態(tài)時(shí)，滑動(dòng)觸頭P也恰好位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)該同學(xué)用綠光照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)有示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是(????)A.若換用紫光照射光電管，則電流計(jì)的示數(shù)一定增大

B.若增大綠光的光照強(qiáng)度，則電流計(jì)的示數(shù)一定增大

C.若將滑動(dòng)觸頭P向右滑動(dòng)，則電流計(jì)的示數(shù)一定不斷增大

D.若將滑動(dòng)觸頭P向左滑動(dòng)，則電流計(jì)的示數(shù)一定能減小為0二、多選題如圖所示，電路中所有元件完好，光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)。其原因可能是(????)A.入射光太弱

B.入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)

C.光照時(shí)間太短

D.電源正、負(fù)極接反

在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是()A.增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大

B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失

C.改變頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)

D.改變頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大四種金屬的逸出功如表所示，下列說(shuō)法正確的是(????)金屬鈣鈉鉀銣W3.202.292.252.13A.四種金屬中，鈣的截止頻率最低

B.逸出功就是使電子脫離金屬所做功的最小值

C.若某種光照射四種金屬時(shí)均發(fā)生光電效應(yīng)，則陰極金屬為銣時(shí)對(duì)應(yīng)的遏止電壓最大

D.若某種光照射鈉時(shí)有光電子逸出，則增加入射光強(qiáng)度，從鈉表面逸出的電子最大初動(dòng)能變大下列說(shuō)法中正確的是(

)A.兩個(gè)輕核發(fā)生聚變反應(yīng)，產(chǎn)生的新核的質(zhì)量一定等于兩個(gè)輕核的質(zhì)量和

B.在核反應(yīng)中，比結(jié)合能小的原子核變成比結(jié)合能大的原子核時(shí)，會(huì)釋放核能

C.當(dāng)用氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光照射某金屬時(shí)有光電子逸出，則用從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光照射該金屬也一定會(huì)有光電子逸出

D.氫原子從n=2躍遷到n=1能級(jí)輻射的光的能量為10.2?eV，只要是能量大于10.2?eV的光子都能使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是(????)A.增大入射光的強(qiáng)度，飽和光電流增大

B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失

C.改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)

D.改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大三、填空題圖甲為觀測(cè)光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，已知實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某種金屬的遏止電壓UC與入射頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則根據(jù)圖像可知，普朗克常量?=__________，該金屬的逸出功W0=__________；如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率為ν2(ν2>ν1)，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek=光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用波長(zhǎng)為λ0的單色光A照射某金屬板時(shí)，剛好有光電子從金屬表面逸出．當(dāng)波長(zhǎng)為λ02的單色光B照射該金屬板時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為_(kāi)_______，A、B兩種光子的動(dòng)量之比為_(kāi)_______.(已知普朗克常量為h、光速為(1)用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則a光光子的頻率____b光光子的頻率(選填“大于”“小于”或“等于”);且a光的強(qiáng)度____b光的強(qiáng)度(選填“大于”“小于”或“等于”)。

(2)一個(gè)靜止的原子核，衰變時(shí)放出一個(gè)質(zhì)量為m1、速率為v1的粒子，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)量為m2的反沖新核和一個(gè)光子，測(cè)得新核的速率為v2、光子與新核運(yùn)動(dòng)方向相同。已知普朗克常量為h，寫(xiě)出該衰變的方程并_______求出光子的波長(zhǎng)λ=四、實(shí)驗(yàn)題如圖所示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖，A、K是光電管的兩個(gè)電極，已知該光電管陰極的極限頻率為ν0，元電荷為e，普朗克常量為h?，F(xiàn)將頻率為ν(大于ν0)(1)陰極材料的逸出功等于________。(2)將A、K間的正向電壓從零開(kāi)始逐漸增加，電流表的示數(shù)的變化情況是_______________。(3)為了阻止光電子到達(dá)陽(yáng)極，在A、K間應(yīng)加上U反=(4)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是(????)A.照射光頻率不變，增加光強(qiáng)

B.照射光強(qiáng)度不變，增加光的頻率C.增加A、K電極間的電壓

D.減小A、K電極間的電壓為了解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，愛(ài)因斯坦提出了“光子”的概念，并給出了光電效應(yīng)方程，但這一觀點(diǎn)一度受到質(zhì)疑，密立根通過(guò)下述實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其理論的正確性，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。(1)為了測(cè)量遏止電壓U0與入射光頻率的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中雙刀雙擲開(kāi)關(guān)應(yīng)向__________閉合。(選填“上”或“下”(2)如果實(shí)驗(yàn)所得U0?v圖象如圖2所示，其中U1、v1、①只需將__________與普朗克常量h進(jìn)行比較，若在誤差許可的范圍內(nèi)二者相等，則證明“光電效應(yīng)方程”是正確的。②該實(shí)驗(yàn)所用光電管的K極材料的逸出功為_(kāi)_________。

答案和解析1.【答案】B

【解答】

A、根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，增大黃光的照射強(qiáng)度，不能改變光電子的最大初動(dòng)能，A錯(cuò)誤；

B、增大黃光的照射強(qiáng)度，入射光子數(shù)增多，則單位時(shí)間內(nèi)出射的光電子數(shù)目將增多，B正確；

C、紅光頻率低于黃光頻率，不一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；

D、改用藍(lán)光照射，入射光子數(shù)不一定增多，飽和光電流不一定增大，D錯(cuò)誤。

2.【答案】C

【解答】

A、電子要從金屬中掙脫出來(lái)，需要克服金屬內(nèi)正電荷對(duì)電子的吸引，而不是金屬表面層內(nèi)的阻礙，故A錯(cuò)誤；

B、通常認(rèn)為一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子，如果入射光很弱，光子的能量不足以克服電子的逸出功，則無(wú)論照射多長(zhǎng)時(shí)間都沒(méi)有電子逸出，故B錯(cuò)誤；

C、對(duì)于同種顏色的光產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，光越強(qiáng)，光子越多，則逸出的光電子越多，飽和電流也越大，故C正確；

D、電子吸收光子能量后形成光電子，根據(jù)廣電效應(yīng)方程可知光電子逸出時(shí)的初動(dòng)能，因?yàn)槿肷涔忸l率不同，故光電子逸出時(shí)的初動(dòng)能12mvm2可能不同，故D錯(cuò)誤。【解答】

A.發(fā)生光電效應(yīng)的條件時(shí)入射光的頻率大于極限頻率與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；

C.由圖可知，甲的飽和電流大于乙的飽和電流，而光的頻率相等，所以甲光的光強(qiáng)大于乙光的光強(qiáng)，C錯(cuò)誤；

BD.根據(jù)eU截=12mvm2=?ν?W，入射光的頻率越高，對(duì)應(yīng)的截止電壓U截越大，因此乙光的頻率小于丙光的頻率，故光電流恰為零，此時(shí)光電管兩端加的電壓為截止電壓，對(duì)應(yīng)的光的頻率為截止頻率，可知，乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率小于丙光的截止頻率，根據(jù)eU截=12mvm2=?ν?W，乙光的截止電壓等于甲光的截止電壓，所以甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能等于乙光的光電子最大初動(dòng)能，故B正確，D錯(cuò)誤。

故選B。

4.【答案】C

【解答】

A.對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(gè)頻率，才能發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)的條件，任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率，低于這個(gè)頻率的光不能使它發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；

C.入射光頻率越高，逸出光電子的最大初動(dòng)能越大，故C正確；

D.入射光子的頻率越大，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也越大，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。

5.【答案】A

【解答】

A.康普頓在研究石墨中的電子對(duì)X射線的散射時(shí)發(fā)現(xiàn)，有些散射光的波長(zhǎng)比入射光的波長(zhǎng)略長(zhǎng)，故A正確；

B.康普頓效應(yīng)表明光子不僅具有能量，還具有動(dòng)量，故B錯(cuò)誤；

C.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光的粒子性，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=eUc=?ν?W0，知遏止電壓與入射光的頻率、逸出功有關(guān)，與入射光的光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤；

6.【答案】B

7.【答案】B

【解答】

A.因逸出的光電子最大速度之比為1：2，由：Ek=12mv2可知，Ek1：EK2=1：4，故A【解析】解：A、因斯坦用光子說(shuō)成功解釋了光電效應(yīng)，故A正確；

B、發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的強(qiáng)度與照射的時(shí)間無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C、光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，并不是波動(dòng)性，故C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)光電效應(yīng)方程EKm=?ν?W0知，最大初動(dòng)能與光子頻率成一次函數(shù)關(guān)系，隨照射光的頻率增大而增大，不是成正比關(guān)系，故D錯(cuò)誤；

9.【答案】A

【解答】

光子能量為：E=?cλ①

根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動(dòng)能為：Ekm=?cλ?W

②

根據(jù)題意：λ1=λ，λ2=23λ，Ekm1：Ekm2=1：2

③

聯(lián)立①②③可得逸出W=?c【解析】解：A、光的強(qiáng)弱才影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目，所以換用紫光照射光電管，則電流計(jì)的示數(shù)不一定增大。故A錯(cuò)誤；

B、增大入射光強(qiáng)度則單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子增加，所以發(fā)生了光電效應(yīng)時(shí)，保持滑動(dòng)變阻器觸頭位置不變，若增大綠光的光照強(qiáng)度，則電流計(jì)的示數(shù)一定增大。故B正確；

C、將滑動(dòng)觸頭P向右滑動(dòng)，光電管兩側(cè)接入的是正向電壓，當(dāng)滑動(dòng)到某一位置時(shí)，若電路中的光電子已經(jīng)達(dá)到了最大飽和光電流，則滑動(dòng)變阻器的觸頭繼續(xù)向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)可能不發(fā)生變化。故C錯(cuò)誤；

D、將滑動(dòng)觸頭P向左滑動(dòng)，光電管兩側(cè)接入的是反向電壓，則電流計(jì)的示數(shù)一定能減小，但只有當(dāng)反向電壓大于截止電壓時(shí)，電流才能減小到0.故D錯(cuò)誤。

12.【答案】BD

13.【答案】AD【解答】A.根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)分析得，增大光強(qiáng)，射出的光電子數(shù)目增多，則光電流增大，故A正確；B.是否發(fā)生光電效應(yīng)與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)光電效應(yīng)方程：?ν?W0=Ek，只要照射光的頻率超過(guò)了截止頻率都會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率為νD.根據(jù)光電效應(yīng)方程：?ν?W0=14.【答案】BC

【解答】

A.依據(jù)W0=?ν0，可知，四種金屬中，銣的極限頻率最小，故A錯(cuò)誤；

B.由逸出功的定義可知，逸出功就是使電子脫離金屬所做功的最小值，故B正確；

C.依據(jù)光電效應(yīng)方程eU=Ekm=?ν?W0，若某種光照射四種金屬時(shí)均發(fā)生光電效應(yīng)，由于銣的逸出功最小，則銣逸出電子的最大初動(dòng)能最大，則遏止電壓也最大，故C正確；

D.光電效應(yīng)方程Ekm=?ν?W0，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。

15.【答案】BC

【解答】

A.兩個(gè)輕核發(fā)生聚變反應(yīng)，釋放能量，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知，質(zhì)量虧損，故A錯(cuò)誤；

B.在核反應(yīng)中，由比結(jié)合能小的原子核變成比結(jié)合能大的原子核會(huì)釋放核能，故B正確；

C.當(dāng)用氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光照射某金屬時(shí)有光電子逸出，用從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光的能量大于氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光的能量，所以用從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射的光照射該金屬也一定會(huì)有光電子逸出，故C正確；【解答】A.增大入射光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照到單位面積上的光子數(shù)增加，光電流增大，A正確;

B.減小入射光的強(qiáng)度，只是光電流減小，光電效應(yīng)現(xiàn)象是否消失與光的頻率有關(guān)，而與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤;

C.改用頻率小于ν的光照射，但只要光的頻率大于極限頻率ν0仍然可以發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤;

D.由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程?ν?W逸=12mv2得：光頻率ν增大，而W逸不變，故光電子的最大初動(dòng)能變大，D正確。

17.【答案】eU1ν1；eU1；eU1v1(ν2?【解析】[