光电效应精选训练题-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

4.2光电效应精选训练题一、选择题1．对光电效应的理解正确的是（）A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B．在光电效应中，电子吸收足够能量后才可以逸出，所以发生光电效应的累积时间很长C．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应D．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大2．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是（  ）A．硅光电池是把电能转化为光能的一种装置B．逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度有关C．在频率一定的情况下,光照强度越强，饱和光电流越大D．只要有光照射到硅光电池，就一定能够产生光电效应3．当光照射在某种金属表面时，金属表面有电子逸出．如果该入射光的强度减弱，则（）A．可能不再有电子逸出金属表面B．单位时间内逸出金属表面的电子数减少C．逸出金属表面的电子的最大初动能减小D．从光入射到光电子逸出的时间间隔延长4．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞前的频率为ν，碰撞后的频率为ν′，则碰撞过程中（）A．能量守恒，动量守恒，且ν＝ν′ B．能量不守恒，动量不守恒，且ν＝ν′C．能量守恒，动量守恒，且ν＜ν′ D．能量守恒，动量守恒，且ν＞ν′5．如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转，则以下说法正确的是（

）A．将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大B．如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数C．将光照强度增大时，电流表的示数减小D．将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零6．为研究光电效应现象，现将锌板和铜针分别接在高压直流电源两端，锌板和铜针间产生如图所示的电场．用弧光灯照射锌板，电流表指针发生偏转，下列说法正确的是（）A．铜针应接电源负极，锌板应接电源正极B．若换用波长更短的光照射锌板，电流表指针可能不偏转C．若增加弧光灯的光照强度，则电流表指针偏转角度增大D．光电子从位置a运动至位置b的过程，电势能增加7．关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是（）A．光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫光子B．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率C．石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应D．康普顿效应说明光具有粒子性8．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连∶用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开了一个角度，如图所示，这时（）A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．光电效应几乎是瞬时发生9．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是（）A．对于同种金属，Ek与照射光的强度无关B．对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比C．对于同种金属，Ek与照射光的时间成正比D．对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系10．.已知使某种金属发生光电效应的截止频率为νc，则（）A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增加一倍11．图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像，下列说法正确的是（）A．由图线①，③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定C．遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应12．某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率的关系图像如图所示。由图像可知，下列说法正确的是（）A．该金属的逸出功等于eUB．光电子的最大初动能与入射光频率成正比C．若已知电子电量e，则普朗克常量D．当入射光频率为20时遏止电压是2U13．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意图如图所示。用频率为的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换用同样频率的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在之间就形成了使光电子减速的电场。逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）（）A． B． C． D．二、填空题14．光电效应实验中，用波长为的单色光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）15．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ν0。现将频率为ν（大于ν0）的光照射在阴极上，则：(1)________是阴极，阴极材料的逸出功等于________。(2)加在A、K间的正向电压为U时，到达阳极的光电子的最大动能为____________，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．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16．通过如图甲所示的实验装置进行光电效应实验时，若测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率υ的关系图像如图乙所示，图中频率υ1、υ2，遏止电压Uc1、Uc2及电子的电荷量e均为已知，可以求得普朗克常量h=______________，该金属的截止频率υ0=_______________三、解答题17．紫光在真空中的波长为4.5×10-7m，h=6.63×10-34J·s，c=3×108m/s，请问（结果保留三位有效数字）：（1）紫光光子的能量是多少？（2）用他照射极限频率为v0=4.62×1014Hz的金属钾能否产生光电效应？若能产生，则光电子的最大初动能为多少？18．爱因斯坦的相对论提出，物体的能量和质量之间存在一个定量关系：，其中c为光在真空中的速度，电子的质量为，其中普朗克常量为；计算频率为光子具有的动量是多少？若一电子的动量与该光子相同，该电子的运动速度是多少？该电子物质波的波长是多少？19．几种金属的逸出功W0见下表：金属钨钙钠钾铷W0（×10-19J）7.265.123.663.603.41用一束可见光照射上述金属的表面，已知该可见光的波长的范围为4.0×10-7m~7.6×10-7m，普朗克常数h=6.63×10-34J·s，光速c=3×108m/s．（1）请通过计算说明哪些金属能发生光电效应?（2）照射哪种金属时逸出的光电子最大初动能最大？最大值是多少？20．如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为w，电子质量为m，电荷量为E，求：（1）从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能．（2）光电子从B板运动到A板所需的最长时间．参考答案1．C2．C3．B4．D5．D6．C7．BCD8．BD9．AD10．AB11．ABC12．AC13．BD14．

1:215．

K

hν0

hν－hν0＋eU

逐渐增大，直至保持不变

A16．

17．【解析】（1）由题意可得紫光光子的能量为：（2）紫光光子的频率为：，因为ν＞ν0，所以能产生光电效应；由光电效应方程可得光电子的最大初动能为：Ekm=hν-W

得：Ekm=h（ν-ν0）=6.63×10-34×（6.67×1014-4.62×1014）=1.36×10-19

J18．【解析】根据光子说，光子的能量故得动量设电子质量为，速度为，动量为，则依题意则电子的速度大小为设电子物质波的波长为19．【解析】（1）由得取λ=4.0×10–7m，则E=4.97×10–19J根据E>W0,可发生光电效应，判断纳、钾、铷能发生光电效应．（2）由爱因斯坦光电效应方程：，可知越小，逸出的光电子初动能越大，所以照射金属铷时，逸出