4.1-4.2 普朗克黑体辐射理论 光电效应 拓展+高考-2021-2022学年高二物理课后四维同步练（2019人教版选择性必修第三册）

第四章 第一节 普朗克黑体辐射理论 拓展+高考 第四章 第二节 光电效应 拓展+高考 一、拓展题 1．（2022·重庆一中模拟预测）光电效应是一个非常神奇的的现象，由德国物理学家赫兹于1887年在研究电磁波的实验中偶尔发现。下列关于光电效应的叙述，正确的是（　　） A．遏止电压只与入射光频率有关，与金属种类无关 B．单一频率的光照射金属表面发生光电效应时，所有光电子的速度一定相同 C．入射光频率越大，饱和光电流越大 D．若红光照射到金属表面能发生光电效应，则紫光照射到该金属表面上也一定能发生光电效应 【答案】D 【详解】 A．根据动能定理和爱因斯坦光电效应方程综合可得 由上式可知遏止电压Uc和入射光频率以及金属的逸出功（由金属种类决定）均有关，故A错误； B．单一频率的光照射金属表面发生光电效应时，所有光电子的最大初速度一定相同，但光电子从金属表面逸出时不仅要克服金属的逸出功，还有可能受到某些其他外界因素影响而损失能量，所以光电子的速度不一定相同，故B错误； C．饱和光电流与入射光强度有关，入射光强度越大，饱和光电流越大，而与入射光频率无关，故C错误； D．紫光的频率比红光的频率大，若红光照射到金属表面能发生光电效应，则紫光照射到该金属表面上也一定能发生光电效应，故D正确。 故选D。 2．（2022·广东·华南师大附中三模）如图是工业生产中大部分光电控制设备（如夜亮昼熄的路灯）用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。则对该装备，下列说法正确的是（　　） A．a端为电源负极 B．流过电磁铁的电流是交流电 C．电磁铁的原理是利用电流的磁效应 D．只要有光照射光电管，回路中就有电流 【答案】C 【详解】 A．电路中要产生明显的电流，则a端接电源的正极，阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁被磁化，将衔铁吸住；故A错误； B．流过电磁铁的电流方向不变，不是交流电，选项B错误； C．电磁铁的原理是利用电流的磁效应，选项C正确； D．根据光电效应的规律可知，只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应，产生光电流，故D错误。 故选C。 3．（2022·江苏南通·模拟预测）利用图甲所示的实验装置测量遏止电压U与入射光频率的关系。若某次实验中得到如图乙所示的U-图像。已知普朗克常量h，则（　　） A．电源的左端为正极 B．K极金属的逸出功为 C．增大入射光的强度，遏止电压增大 D．滑动变阻器滑片移至最左端，电流表示数为零 【答案】B 【详解】 A．测量遏止电压U与入射光频率的关系时，A、K之间应加反向电压，使光电子受到的电场力指向阴极，则A应与电源负极相连，所以电源的左端为负极，故A错误； B．由题图乙可知K极金属的截止频率为，所以逸出功为故B正确； C．根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理综合可得由上式可知遏止电压与入射光强度无关，与入射光频率有关，只有增大入射光频率时遏止电压才增大，故C错误； D．滑动变阻器滑片移至最左端，反向电压为零，光电子可以到达阳极形成光电流，电流表示数不为零，故D错误。 故选B。 4．（2022·上海·上外附中模拟预测）下列说法中正确的是（　　） A．电磁波既可以是横波，也可以是纵波 B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/s C．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说 D．光电效应现象能说明光具有波粒二象性 【答案】C 【详解】 A．电磁波一定是横波，A错误； B．电磁波在真空中的传播速度均为3.0×108m/s，在其他介质中的传播速度小于3.0×108m/s，B错误； C．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说，C正确； D．光电效应现象说明光具有粒子性，D错误。 故选C。 5．（2022·安徽·合肥市第八中学模拟预测）德国物理学家P·勒纳德、英国物理学家J·J·汤姆孙等相继进行了实验研究，发现照射到金属表面的光能使金属中的电子从表面溢出，这个现象称为光电效应。现在用两种单色光a和b照射同一种金属，光电流与电压的关系如图乙所示，Is为饱和光电流，Uc为遏止电压的大小。下列说法正确的是（　　） A．截止频率与入射光的频率有关 B．a光的频率小于b光的频率 C．若仅增加a光的光强，饱和光电流将增大 D．若仅增加a光的光强，则遏止电压Uc1将增加 【答案】C 【详解】 A．截止频率是光照射金属时产生光电效应的最低频率，由金属材料本身决定，与入射光的频率无关，A错误； BD．由图乙可知，a光的遏止电压大于b光的遏止电压，由， 得 ,可知，a光的频率大于b光的频率；遏止电压与入射光的强弱无关，仅增加a光的光强，其遏止电压不变，BD错误； C．频率相等时，入射光的强弱决定了电流的强弱，若仅增加a光的光强，单位时间从金属表面溢出的光电