2. 光电效应（分层作业）物理教科版选择性必修第三册

第6.2课 光电效应 ID： 一、单选题 1．“中国天眼”FAST接收宇宙电磁波的原理涉及波动性和粒子性。以下现象能体现电磁波粒子性的是（　　） A．光电效应 B．偏振现象 C．干涉条纹 D．衍射现象 【答案】A 【详解】A．光电效应体现了光的粒子性，光是电磁波，故光电效应体现了电磁波粒子性，故A正确； BCD．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性，光是电磁波，故光的干涉、衍射、偏振现象能体现电磁波粒子性，故BCD错误。 故选A。 2．“量子化”是二十世纪以来最重要的物理思想之一，下列选项中与“量子化”思想无关的是（　　） A．普朗克为解释黑体辐射实验规律提出的能量子假说 B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出的原子核式结构模型 C．波尔提出原子结构假说成功解释了氢光谱 D．爱因斯坦提出光子说并用于光电效应的解释 【答案】B 【详解】A．普朗克为解释黑体辐射实验规律提出的能量子假说，故A不符合题意要求； B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出的原子核式结构模型，与“量子化”思想无关，故B符合题意要求； C．波尔提出原子结构假说，认为电子轨道量子化，原子能量量子化，成功解释了氢光谱，故C不符合题意要求； D．爱因斯坦提出光子说，认为光的能量是一份一份的，并用于光电效应的解释，故D不符合题意要求。 故选B。 3．有四种不同逸出功的金属材料：铷，钾，钠和镁制成的金属板。现有能量为的光子，分别照到这四种金属板上，则会发生光电效应的金属板为（　　） A．铷 B．钾 C．钠 D．镁 【答案】A 【详解】当光子的能量大于金属的逸出功时就能发生光电效应，可知能量是2.20eV的光子分别照射到四种金属板上，会发生光电效应的金属板是铷。 故选A。 4．如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（　　） A．光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的 B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说 C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大 D．用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出 【答案】C 【详解】A．电效应中产生的电子称作光电子，是阴极上的电子吸收了光子的能量，从而脱离阴极板的束缚，运动到A极板，故A错误； B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了微粒说，故B错误； C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中，正向电压逐渐增大，电流表示数可能一直在增大，也可能先增大后不变，故C正确； D．将电源正负极反接，光电子仍然会从金属板中逸出，只不过做减速运动，有可能到达另一侧极板，也有可能到达不了另一个极板，D错误。 故选C。 5．1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（　　） A．图1中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角一直变大 B．根据图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关 C．图3，若电子的电荷量用e表示，、U1、普朗克常量h已知，则该金属的截止频率为 D．图4中，光电子初动能Ek随入射光频率的增大而增大 【答案】C 【详解】A．先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，由于光电效应电子从金属板上飞出，锌板负电荷减少张角变小，如果紫外线灯继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又增大，故A错误； B．由光子的能量公式 可知，光子的能量只与光的频率有关，与光的强度无关，故B错误； C．根据公式 可得 可知该金属的截止频率 故C正确； D．根据爱因斯坦光电效应方程有 光电子的最大初动能Ek随入射光频率的增大而增大，故D错误。 故选C。 二、多选题 6．年诺贝尔物理学奖授予阿秒激光领域的阿戈斯蒂尼等三位科学家，以表彰他们在阿秒光脉冲产生和应用上做出的卓越贡献。阿秒光脉冲的产生，可以在亚原子尺度上研究光电效应。图甲为演示光电效应的实验装置，用光强度相同的红、绿光分别照射阴极，得到两条关于电流表与电压表读数的关系曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．用光强很弱的紫光照射阴极，会发生光电效应 B．截止电压与光的频率成正比 C．由红光照射阴极得到图线为曲线 D．向右移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数不断增大 【答案】AC 【详解】A．是否能发生光电效应，只与入射光的频率有关，与光强无关，紫色光的频率大于绿色光，故用光强很弱的紫光照射阴极，会发生光电效应，A正确； B．由，， 得，可知截止电压与光的频率不成正比，B错误； C．如图所示，，而绿光频率大于红光频率，故由红光照射阴极得到图线为曲线，C正确； D．向右移动滑动变阻器的滑片，若光电流已经达到了最大值，电流表的示数不会增大，D错误。 故选AC。 7．氢原子的能级图如图1所示，大量处于某激发态的氢原子跃迁时，会产生四种频率的可见光。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图2所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的波动性 B．两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极A的最大动能之差为1.13eV C．滑片P向a移动，电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大 D．用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量小 【答案】BC 【详解】A．氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I的光子能量为 从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ的光子能量 可知光Ⅰ光子能量较大，频率较大，比光Ⅱ有更显著的粒子性，故A错误； B．根据 可知两种光分别照射阴极K产生的光电子的最大初动能之差等于光子能量之差，即 根据 可知到达阳极A的最大动能之差为 故B正确； C．滑片P向a移动，光电管的反向电压变大，当光电流为零时满足 可知光I对应的截止电压较大，即电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大，故C正确； D．Ⅰ光频率较大，折射率较大，可知用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量大，故D错误。 故选BC。 8．用金属铷制成的光电管观测光电效应的装置如图甲所示，用不同频率的光照射该光电管，测得铷的遏止电压Uc与入射光频率的关系图像如图乙所示。已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s。下列说法正确的是（    ） A．要测量遏止电压，电源右端为正极 B．要测量饱和电流，电源右端为正极 C．由图像乙可知，铷的截止频率为 D．由图像乙计算可得金属铷的逸出功为 【答案】AC 【详解】A．要测量遏止电压，则加反向电压，故电源右端为正极，故A正确； B．要测量饱和电流，则加正向电压，故电源右端为负极，故B错误； C．根据爱因斯坦光电效应方程 当时，则铷的截止频率为 故C正确； D．由图像乙计算可得金属铷的逸出功为 故D错误。 故选AC。 三、解答题 9．如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙，则求金属的逸出功？将上述各种频率的光分别照射到电路阴极K上，共有几种频率的光能产生光电流？ 【答案】6.75eV，3 【详解】大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出频率最高的光子是对应着从n=4到n=1的跃迁，频率最高光子的能量为 由题图丙可知辐射光电子的最大初动能为6eV，根据光电效应方程 可知金属的逸出功 n=4到低能级的跃迁中能辐射出6种不同频率的光子，其中光子能量大于6.75eV的跃迁有： n=2到n=1的跃迁，辐射光子的能量为 n=3到n=1的跃迁，辐射光子的能量为 n=4到n=1的跃迁，辐射光子的能量为 其余跃迁光子能量小于6.75eV，所以各种频率的光分别照射到电路阴极K上，共有3种频率的光能产生光电流。 10．美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量。已知电子电荷量大小为e。请回答下列问题： (1)图甲中电极A连接电源的正极还是负极； (2)求普朗克常量； (3)求该金属的逸出功。 【答案】(1)负极 (2) (3)eb 【详解】（1）测量遏止电压需要接反向电压，电极A连接电源的负极。 （2）由爱因斯坦光电效应方程可得 由动能定理有 联立并整理得 可知图线的斜率为 解得普朗克常量为 （3）由图像可知图线的纵截距 解得该金属的逸出功为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第6.2课 光电效应 ID： 一、单选题 1．“中国天眼”FAST接收宇宙电磁波的原理涉及波动性和粒子性。以下现象能体现电磁波粒子性的是（　　） A．光电效应 B．偏振现象 C．干涉条纹 D．衍射现象 2．“量子化”是二十世纪以来最重要的物理思想之一，下列选项中与“量子化”思想无关的是（　　） A．普朗克为解释黑体辐射实验规律提出的能量子假说 B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出的原子核式结构模型 C．波尔提出原子结构假说成功解释了氢光谱 D．爱因斯坦提出光子说并用于光电效应的解释 3．有四种不同逸出功的金属材料：铷，钾，钠和镁制成的金属板。现有能量为的光子，分别照到这四种金属板上，则会发生光电效应的金属板为（　　） A．铷 B．钾 C．钠 D．镁 4．如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（　　） A．光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的 B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说 C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大 D．用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出 5．1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（　　） A．图1中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角一直变大 B．根据图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关 C．图3，若电子的电荷量用e表示，、U1、普朗克常量h已知，则该金属的截止频率为 D．图4中，光电子初动能Ek随入射光频率的增大而增大 二、多选题 6．年诺贝尔物理学奖授予阿秒激光领域的阿戈斯蒂尼等三位科学家，以表彰他们在阿秒光脉冲产生和应用上做出的卓越贡献。阿秒光脉冲的产生，可以在亚原子尺度上研究光电效应。图甲为演示光电效应的实验装置，用光强度相同的红、绿光分别照射阴极，得到两条关于电流表与电压表读数的关系曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．用光强很弱的紫光照射阴极，会发生光电效应 B．截止电压与光的频率成正比 C．由红光照射阴极得到图线为曲线 D．向右移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数不断增大 7．氢原子的能级图如图1所示，大量处于某激发态的氢原子跃迁时，会产生四种频率的可见光。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图2所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的波动性 B．两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极A的最大动能之差为1.13eV C．滑片P向a移动，电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大 D．用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量小 8．用金属铷制成的光电管观测光电效应的装置如图甲所示，用不同频率的光照射该光电管，测得铷的遏止电压Uc与入射光频率的关系图像如图乙所示。已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s。下列说法正确的是（    ） A．要测量遏止电压，电源右端为正极 B．要测量饱和电流，电源右端为正极 C．由图像乙可知，铷的截止频率为 D．由图像乙计算可得金属铷的逸出功为 三、解答题 9．如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙，则求金属的逸出功？将上述各种频率的光分别照射到电路阴极K上，共有几种频率的光能产生光电流？ 10．美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量。已知电子电荷量大小为e。请回答下列问题： (1)图甲中电极A连接电源的正极还是负极； (2)求普朗克常量； (3)求该金属的逸出功。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$