课后提升练（18）光电效应及其解释（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版2019）

课后提升练(十八)　光电效应及其解释 [对应学生用书P180] 1．(2021·四川青川第一高级中学高二期末)如图所示，1887年德国物理学家赫兹利用紫外线照射锌板后，发现与锌板连接的验电器箔片张开。关于这一现象，下列说法中正确的是(　　) A.验电器箔片张开，是因为箔片带负电 B．验电器箔片张开，是因为锌板得到了正电荷 C．紫外线灯功率增大，箔片张角也增大 D．若换用红外线灯照射锌板，箔片张角增大 C　解析：用紫外线照射锌板，电子从锌板表面溢出，锌板失去电子带正电，与锌板连接的验电器箔片张开，是因为箔片带正电，A、B错误；紫外线灯功率增大，那么锌板失去的电子越多，锌板所带电荷量越大，因此箔片张角也增大，C正确；红外线的频率小于紫外线的频率，根据光电效应产生条件可知，若换用红外线灯照射锌板，可能不发生光电效应，则验电器箔片不一定张开，D错误。 2．(2022·江苏高二期末)单光子光电效应，即一个电子极短时间内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，一个电子在短时间内能吸收多个光子形成多光子光电效应。用频率为ν的普通光源照射金属，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射，则可以发生光电效应，测得其遏止电压为U，该金属的逸出功为W，则发生光电效应时一个电子能吸收的光子个数为(　　) A． B． C． D． C　解析：设发生光电效应时一个电子能吸收的光子个数为n，根据光电效应方程可得Ekm＝nhν－W，根据动能定理可得－eU＝0－Ekm，联立解得n＝，C正确，A、B、D错误。 3．(2022·重庆高二期末)不同频率的色光照射在两块不同的金属上，光电子的最大初动能和入射光频率的函数图像，下列正确的是(　　) B　解析：由光电效应方程Ek＝hν－W0可知，不同频率的色光照射在两块不同的金属上，最大初动能Ek与入射光频率ν的图像的斜率是普朗克常量，为定值。 4．(2022·广东揭阳高二期末)如图所示，用一光电管进行光电效应的实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生，下列说法正确的是(　　) A.截止电压的大小与入射光的频率无关，仅与入射光的光强有关 B．入射光的频率越高，光电子的最大初动能越大，饱和光电流越大 C．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 D．保持入射光的频率不变，入射光的光强越大，饱和光电流越大 D　解析：根据光电效应方程有Ek＝hν－W0，由动能定理有eUc＝Ek，可得Uc＝ν－，可知截止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，故A错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，所以入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的强度有关，故B错误；不断减小入射光的频率，若入射光的频率小于极限频率则不能产生光电流，故C错误；在入射光频率不变的情况下，入射光的光强变大，光子数增加，从金属板逸出的光电子数增加，饱和光电流变大，故D正确。 5．(多选)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图甲、乙、丙所示的图像，则(　　) A．图像甲表明光具有粒子性 B．图像丙表明光具有波动性 C．用紫外光观察不到类似的图像 D．实验表明光是一种概率波 ABD　解析：题图甲可以看到的是光点，说明光具有粒子性，随着时间的增加，这些光点的排列体现了波的干涉的规律，说明光具有波动性，同时，这种规律是大量光点出现后才表现出来的，所以光是一种概率波。 6．(2022·山东泰安高二期末)疫情期间，使用的额温枪(红外测温仪)测温原理是：任何物体都会向外发出红外线，额温枪通过红外线照射到温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，间接得出温度数据。已知人体温正常时能辐射波长为10 μm的红外线，如图甲所示，用该红外线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，该光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知 h＝6.63×10-34J·s，e＝1.6×10-19C，电磁波在真空或空气中的波速c＝3×108 m/s，则由图乙可知该光电管阴极金属的逸出功最接近于(　　) A．0.1 eV B．0.2 eV C．0.3 eV D．0.4 eV A　解析：根据爱因斯坦光电效应方程有Ekm＝－W0，根据动能定理得－eUc＝0－Ekm，其中λ＝10 μm，Uc＝2 V，解得W0＝0.1 eV，A正确。 7．(多选)(2022·辽宁大连高二期末)用阴极为金属铷的光电管观测光电效应现象，实验装置如图甲所示，图乙为金属铷的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像，图线与横坐标轴交点的坐标为5.15×1014 Hz。已知普朗克常量h＝6.63×10-34 J·s，下列说法正确的是(　　) A．欲测遏止电压，电源左端应为负极 B．增大入射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大 C.当电源左端为正极，滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表的示数一定持续增大 D．如果入射光的频率ν＝7.15×1014 Hz，则光电子的最大初动能约为Ek＝1.33×10-19 J AD　解析：遏止电压产生的电场对电子起阻碍作用，则电源左端应为负极，故A正确；由Ek＝hν－W可知，最大初动能与入射光的频率及逸出功有关，与光的强度无关，故B错误；当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，加速度电场增强，电流增加，但达到一定值即饱和光电流后，便不再增加，故C错误；根据爱因斯坦光电效应方程得光电子的最大初动能Ek＝hν－W＝hν－hν0，由图可知ν0＝5.15×1014 Hz，代入数据求得Ek＝1.33×10-19 J，故D正确。 8．(2021·山东潍坊市高三一模)一群处于n＝4能级的氢原子，向低能级跃迁时会发出多种光，用这束光照射图甲电路的阴极K。阴极K为金属钙，其逸出功为3.20 eV。氢原子能级如图乙所示，则下列说法正确的是(　　) A.该光束中能使K发生光电效应的光有4种 B．光电子的最大初动能为9.55 eV C．光电子到达A极时动能的最大差值为2.55 eV D．向右滑动触头P，电流表的示数一定变大 B　解析：第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中可能的情况为：n＝4→1，n＝4→3，n＝4→2，n＝3→2，n＝3→1，n＝2→1，能发出6种不同频率的光，而金属钙的逸出功为3.20 eV，能使K发生光电效应的光仅有n＝4→1，n＝3→1，n＝2→1，3种，故A错误；光电子的最大初动能为Ekmax＝－0.85 eV－(－13.6 eV)－3.20 eV＝9.55 eV，故B正确；光电子到达A极时动能的最大差值为电场力做的功eU＝hν－W＝9.55 eV，故C错误；光电效应中只有在光电流达到饱和前正向电压越大，光电流才越大，故电流表的示数不一定变大，故D错误。 9．(2021·湖南长沙雅礼中学高二月考)利用如图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压Uc与入射频率ν之间的关系如图乙所示(ν1与U1均已知)，电子的电荷量为e＝1.6×10-19 C，则电源的右端为______极(填“正”或“负”)，普朗克常量为____，该金属的逸出功为________，若电流表的示数为10 μA，则每秒从阴极发出的光电子数的最小值为______个。 答案：正　　eU1　6.25×1013 解析：由于测量的是遏止电压，则光电管两端接的是反向电压，阴极接电源的正极，所以电源的右端为正极；根据爱因斯坦的光电效应方程hν－W0＝Ek，遏止电压为Uc，则有eUc＝Ek，整理得Uc＝ν－，由金属的遏止电压Uc与入射频率ν之间的关系图像可得k＝＝||，＝U1，解得h＝，W0＝eU1；根据电流的定义公式I＝可知，每秒从阴极发出的电荷量为q＝It＝10×10-6×1 C＝1.0×10-5 C，则光电子数的最小值为n＝＝＝6.25×1013个。 学科网（北京）股份有限公司 $$