4.2 光电效应期 练习题.docx

1、光电效应练习一、单选题1. 在进行光电效应实验时，用黄光照射某金属表面时发生光电效应现象，并产生了光电流，则( )A. 若增大黄光的照射强度，光电子的最大初动能将增大B. 若增大黄光的照射强度，单位时间内出射的电子数目将增多C. 若改用红光照射该金属，一定能产生电效应现象D. 若改用蓝光照射该金属，饱和光电流一定增大2. 爱因斯坦由于发现了光电效应的规律而获得了1921年的诺贝尔物理学奖光子像其他粒子一样，也具有能量下列说法正确的是A. 电子要从金属中挣脱出来，必须克服金属表面层内的阻碍所做的功叫逸出功B. 如果入射光很弱，电子需要几分钟甚至几十分钟才能获得逸出表面所需的能量C. 对于同种颜色

2、的光产生光电效应时，光越强，饱和电流也越大D. 电子吸收光子能量后形成光电子，光电子逸出时的初动能是相同的3. 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，则以下说法正确的是()A. 无论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应B. 乙光的频率小于丙光的频率C. 甲光的强度小于乙光的强度D. 甲光对应的光电子最大初动能大于乙光的光电子的最大初动能4. 硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效

3、应类似：当光照射硅光电池，回路里就会产生电流。关于光电效应，下列说法正确的是A. 任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流B. 只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出C. 逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D. 超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大5. 下列说法正确的是A. 康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射光的波长比入射光的波长略长B. 康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C. 光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性D. 光电效应实验中，遏止电压与入射光的光照强度有关6. 用如图甲所示的装置研究光

4、电效应现象。闭合开关S，用频率为的光照射光电管时，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=abB. 断开开关S后，电流表G的示数不为零C. 仅增大照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D. 保持照射光强度不变，仅提高照射光的频率，电流表G的示数保持不变7. 在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用频率为、2的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为1：2，普朗克常量用h表示，则()A. 光电子的最大初动能之比为1：2B. 该金属的逸出功

5、为当2h3C. 该金属的截止频率为3D. 用频率为2的单色光照射该金属时能发生光电效应8. 关于光电效应有如下几种陈述，其中正确的是()A. 爱因斯坦提出“光子说“并成功解释了光电效应现象B. 入射光的频率必须小于极限频率，才能产生光电效应C. 光电效应说明光具有波动性D. 发生光电效应时，若入射光频率增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍9. 分别用波长为和23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12，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. c2B. 3c2C. 3c4D. 2c10. 某种金属材料，当用绿光照射时，有光电子从金属表面逸出，如

6、果换用紫光照射该金属，光的强度减弱，则( )A. 单位时间内逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小B. 单位时间内逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能增大C. 单位时间内逸出的光电子数增大，光电子的最大初动能减小D. 单位时间内逸出的光电子数增大，光电子的最大初动能增大11. 某同学设计了如图所示的电路来研究光电效应现象，结点Q位于滑动变阻器的中点，初始状态时，滑动触头P也恰好位于滑动变阻器的中点。实验过程中，当该同学用绿光照射光电管时，灵敏电流计有示数，下列说法正确的是()A. 若换用紫光照射光电管，则电流计的示数一定增大B. 若增大绿光的光照强度，则电流计的示数一定增大C. 若将滑动

7、触头P向右滑动，则电流计的示数一定不断增大D. 若将滑动触头P向左滑动，则电流计的示数一定能减小为0二、多选题12. 如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过。其原因可能是()A. 入射光太弱B. 入射光波长太长C. 光照时间太短D. 电源正、负极接反13. 在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A. 增大入射光的强度，光电流增大B. 减小入射光的强度，光电效应现象消失C. 改变频率小于的光照射，一定不发生光电效应D. 改变频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大14. 四种金属的逸出功如表所示，下列说法正确的是()金

8、属钙钠钾铷W0/eV3.202.292.252.13A. 四种金属中，钙的截止频率最低B. 逸出功就是使电子脱离金属所做功的最小值C. 若某种光照射四种金属时均发生光电效应，则阴极金属为铷时对应的遏止电压最大D. 若某种光照射钠时有光电子逸出，则增加入射光强度，从钠表面逸出的电子最大初动能变大15. 下列说法中正确的是( )A. 两个轻核发生聚变反应，产生的新核的质量一定等于两个轻核的质量和B. 在核反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能C. 当用氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光照射某金属时有光电子逸出，则用从n=3能级跃迁到n=1能级辐射的光照射该金属也一定

9、会有光电子逸出D. 氢原子从n=2跃迁到n=1能级辐射的光的能量为10.2eV，只要是能量大于10.2eV的光子都能使处于基态的氢原子跃迁到激发态16. 在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A. 增大入射光的强度，饱和光电流增大B. 减小入射光的强度，光电效应现象消失C. 改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应D. 改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大三、填空题17. 图甲为观测光电效应的实验装置示意图，已知实验中测得某种金属的遏止电压UC与入射频率之间的关系如图乙所示，则根据图像可知，普朗克常量=_，该金属的逸出功W0=_；如果实验中入

10、射光的频率为2(21)，则产生的光电子的最大初动能Ek=_(已知电子的电荷量为e，U1、1均为已知量)。18. 光电效应实验中，用波长为0的单色光A照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出当波长为02的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能为_，A、B两种光子的动量之比为_.(已知普朗克常量为h、光速为c)19. (1)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。则a光光子的频率_b光光子的频率(选填“大于”“小于”或“等于”);且a光的强度_b光的强度(选填“大于”“小于”或“等于”)。(2)一个静止的原子核，衰变时放出一个质量为m1

11、、速率为v1的粒子，同时产生一个质量为m2的反冲新核和一个光子，测得新核的速率为v2、光子与新核运动方向相同。已知普朗克常量为h，写出该衰变的方程并_求出光子的波长=_。四、实验题20. 如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为0，元电荷为e，普朗克常量为h。现将频率为(大于0)的光照射在阴极上，则：(1)阴极材料的逸出功等于_。(2)将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是_。(3)为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加上U反=_的反向电压。(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是()A.照射光频率不变，增加光强 B

12、.照射光强度不变，增加光的频率C.增加A、K电极间的电压 D.减小A、K电极间的电压21. 为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光子”的概念，并给出了光电效应方程，但这一观点一度受到质疑，密立根通过下述实验来验证其理论的正确性，实验电路如图1所示。(1)为了测量遏止电压U0与入射光频率的关系，实验中双刀双掷开关应向_闭合。(选填“上”或“下”)(2)如果实验所得U0v图象如图2所示，其中U1、v1、v0为已知量，元电荷带电荷量为e，那么：只需将_与普朗克常量h进行比较，若在误差许可的范围内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的。该实验所用光电管的K极材料的逸出功为_。答案和解析1.【答案】

13、B【解答】A、根据爱因斯坦光电效应方程，增大黄光的照射强度，不能改变光电子的最大初动能，A错误；B、增大黄光的照射强度，入射光子数增多，则单位时间内出射的光电子数目将增多，B正确；C、红光频率低于黄光频率，不一定能产生光电效应，C错误；D、改用蓝光照射，入射光子数不一定增多，饱和光电流不一定增大，D错误。2.【答案】C【解答】A、电子要从金属中挣脱出来，需要克服金属内正电荷对电子的吸引，而不是金属表面层内的阻碍，故A错误；B、通常认为一个电子只能吸收一个光子，如果入射光很弱，光子的能量不足以克服电子的逸出功，则无论照射多长时间都没有电子逸出，故B错误；C、对于同种颜色的光产生光电效应时，光越强

14、，光子越多，则逸出的光电子越多，饱和电流也越大，故C正确；D、电子吸收光子能量后形成光电子，根据广电效应方程可知光电子逸出时的初动能，因为入射光频率不同，故光电子逸出时的初动能12mvm2可能不同，故D错误。3.【答案】B【解答】A.发生光电效应的条件时入射光的频率大于极限频率与光强无关，A错误；C.由图可知，甲的饱和电流大于乙的饱和电流，而光的频率相等，所以甲光的光强大于乙光的光强，C错误；BD.根据eU截=12mvm2=W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大，因此乙光的频率小于丙光的频率，故光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知，乙光对应的截止

15、频率小于丙光的截止频率，根据eU截=12mvm2=W，乙光的截止电压等于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能等于乙光的光电子最大初动能，故B正确，D错误。故选B。4.【答案】C【解答】A.对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于这个频率，才能发生光电效应，故A错误；B.根据发生光电效应的条件，任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能使它发生光电效应，故B错误；C.入射光频率越高，逸出光电子的最大初动能越大，故C正确；D.入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，与入射光的强度无关，故D错误。5.【答案】A【解答】A.康普顿在研究石墨中的电子对X射线

16、的散射时发现，有些散射光的波长比入射光的波长略长，故A正确；B.康普顿效应表明光子不仅具有能量，还具有动量，故B错误；C.光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，故C错误；D.根据光电效应方程Ekm=eUc=W0，知遏止电压与入射光的频率、逸出功有关，与入射光的光照强度无关，故D错误；6.【答案】B7.【答案】B【解答】A.因逸出的光电子最大速度之比为1：2，由：Ek=12mv2可知，Ek1：EK2=1：4，故A错误；B.根据爱因斯坦光电效应方程可知EK1=W，EK2=2W，解得：W=23，故B正确；C.根据爱因斯坦光电效应方程可知0=cW，解得该金属的截止频率c=23，故C错误；D.用频率为

17、2的单色光照射该金属时，因21)，根据光电效应方程Ekm=W0=2eU1=eU1v1(21)18.【答案】c012【解析】解析由题意可知，c0=W，Ek=2c0W=c0；光子的动量与其波长成反比，所以两种光子动量之比为12答案c01219.【答案】(1)大于；大于；m1v1m2v2求得波长。【解答】(1)由题意可得a光照射光电管时遏止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以a光光子的频率大；由图可知，a光的饱和光电流较大，因此a光的光强大于b光；(2)在衰变和核反应方程中遵循质量数守恒、电荷数守恒，所以生成物中粒子的质量数为4，电荷数为2，即粒子，该衰变方程为在衰变和核反应中另外遵循动量守恒

18、，根据动量守恒(以v1的方向为正方向)0=m1v1m2v2，得=m1v1m2v2。故答案为：(1)大于；大于；m1v1m2v2。20.【答案】(1)0；(2)逐渐增大，直至保持不变；(3)0e；(4)A【解答】(1)由图可知，K是阴极，A是阳极，依据光电效应方程：Ekm=W0，当Ekm=0时，入射光的能量等于阴极材料的逸出功，则有：阴极材料的逸出功等于0；(2)将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是先渐渐增大，当达到饱和电流时，则不变；(3)由动能定理得eU反=0EK所以U反=0e；(4)A.照射光频率不变，增加光强，则入射光的光子数目增多，导致光电流的饱和值增大，故A

19、正确；B.照射光强度不变，增加光的频率，则入射光的光子数目减少，导致光电流的饱和值减小，故B错误；C.增加A、K电极间的电压，会导致光电流增大，但饱和值不变，故C错误；D.减小A、K电极间的电压，会导致光电流减小，但饱和值不变，故D错误；故选：A。故答案为：(1)0；(2)逐渐增大，直至保持不变；(3)0e；(4)A。21.【答案】(1)下 (2)eU1v1v0；eU1v1v0v0【解答】(1)测量遏止电压需要将阴极K接电源的正极，可知实验中双刀双掷开关应向下闭合。(2)根据爱因斯坦光电效应方程：Ek=vW0由动能定理：eU=Ek得：U1=ev1ev0，结合图象知：k=e=U1v1v0；解得，普朗克常量：=eU1v1v0；截止频率为v0，则该金属的逸出功：W0=v0=eU1v1v0v0。