6.1 光电效应及其解释同步练习 2021—2022 学年高中物理鲁科版 （2019）选择性必修第三册 一、选择题（共 15 题） 1．在光电效应实验中，先后用两束光照射同一个光电管。若实验 a 中光束的入射光的强度和频率分别大于 b 实验中光束的入射光的强度和频率，a、b 两实验中所得光电流 I 与光电管两端所加电压 U 间的关系曲线 分别以 a、b 表示，则下列图中正确的是（　　） A． B． C． D． 2．小宇同学参加学校科技嘉年华，设计了一个光电烟雾探测器，如图所示，S 为光源，发出一束光，当有 烟雾进入探测器时，来自 S 的光会被烟雾散射进入光电管 C，当光射到光电管中的钠表面（钠的极限频率 为 6.00×1014Hz）时，会产生光电子当光电流大于 10－8A 时，便会触发报警系统报警。已知元电荷 e=1.6×10 －19 C，下列说法不正确的是（　　） A．要使该探测器正常工作，光源 S 发出的光波波长不能大于 0.5μm B．若光源 S 发出的光波能使光电管发生光电效应，则光源越强，光电烟雾探测器探测到光电子数越多 C．光束遇到烟雾发生散射是一种折射现象 D．若 5%射向光电管 C 的光子会产生光电子，当报警器报警时，每秒射向钠表面的光子数目最少是 1.25×1012 个 3．新冠病毒疫情防控工作中，体温枪在医院、车站、小区、学校等地方被广泛使用，成为重要的防疫装 备之一。某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度（－273℃）时都会向外发出红外线， 红外线照射到体温枪的温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体的温度。已 知人的体温正常时能辐射波长为 10μm 的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极 K 时，电 路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知 h＝6.63×10－34 J•s，e＝1.6×10－19 C，则（ ） A．波长 10μm 的红外线在真空中的频率为 3×10 16 Hz B．将图甲中的电源正负极反接，将一定不会产生电信号 C．由图乙可知，该光电管的阴极金属逸出功为 0.1eV D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增大，电子逸出最大初动能增加 4．如图甲，在光电效应实验中，某同学用相同频率但光照强度不同的单色光，分别照射阴极材料为锌和 铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压 化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断正确的是（ ） UC  随射入光频率 变 A．甲图中开关闭合时，将滑动变阻器滑片向右滑动，可能出现饱和电流 B．甲图中开关断开时，不会产生光电流 C．因为是相同频率的光，所以两次实验中遏制电压相同 D．两个光电管的 U C  图象的斜率相同 5．一束由 a 、 b 、 c 三种颜色组成的光，经过三棱镜后形成的光路如图所示，将这三种光分别入射到同一 光电管，都有光电子产生。关于这三种光，下列判断正确的是（　　） A． c 光的光子动量最大 B． c 光所对应的遏止电压最大 C． a 光所对应的饱和电流最大 D． a 光产生的光电子最大初动能最大 6．橙子辅导在做光电效应演示实验时，他用某入射光照射金属锌板，发生了光电效应现象。关于该实验， 下列说法正确的是（　　） A．锌的逸出功由入射光的频率决定 B．光电子最大初动能随入射光频率的增大而增大 C．若增大入射光频率，则光电流一定增大 D．若增大入射光强度，则光电子的最大初动能增大 7．处于基态的一群氢原子被一束单色光照射后，最多能发出 6 种频率的光，氢原子的能级图如图所示，如 果用这束光照射某一金属，测得从该金属中射出电子的最大初动能为 10.54ev，则该金属的逸出功是（　 　） A．12.75eV B．12.1eV C．2.21eV D．1.56eV 8．下列说法不正确的是（　　） A．库仑通过库仑扭秤实验得到电荷间相互作用的规律 B．法拉第通过实验发现了电磁感应现象 C．爱因斯坦提出了光子假说，认为光的能量也是一份一份的 D．无线电波、光波、阴极射线、X 射线、 γ 射线都是电磁波 9．一束由 a、b、c 三种颜色组成的光，经过三棱镜后形成的光路如图所示，若将这三种光分别入射到同一 光电管，都有光电子产生，关于这三种光，下列判断正确的是（　　） A．c 光所对应的遏止电压最大 B．c 光的光子动量最小 C．棱镜中 a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 D．若用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距大于 b 光的条纹间距 10．下列说法正确的是（　　） A．某金属能发生光电效应，当入射光的颜色不变而增大光照强度时，逸出的光电子的最大初动能也增大 B．若利用黄光和蓝光分别在同一装置研究光电效应，用蓝光照射时的遏止电压大于用黄光照射时的遏止 电压 C．换用频率小的光照射，但入射光的强度不变，则逸出的光电子的最大初动能不变 D．换用频率小的光照射，但入射光的强度不变，则从光照射到金属表面上到发射出电子的时间明显减少 11．某激光器能发射波长为  的激光，发射功率为 P ， c 表示光速， h 为普朗克常量，则激光器 t 时间内发 射的光子数为（　　） A．  Pt hc B． hPt c C． cP ht D．  Phct 12．关于光电效应现象，下列说法中正确的是（ ） A．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大 B．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应 D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应 13．对爱因斯坦光电效应方程 Ekm  h  W0 ，下面的理解正确的有（　　） A．用同种频率的光照射同一种金属，因为电子逸出功 W0 相同，所以金属中逸出的所有光电子都会具有同 样的初动能 B．用同种频率的光照射同一种金属，因为电子逸出功 W0 不同，所以金属中逸出的光电子的初动能出现差 别 C．逸出功 W0 ν c 和极限频率 之间应满足关系式 W0  h c D．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比，与入射光的强度无关 14．在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。若实验 a 中的光强小于 实验 b 中的光强，实验所得光电流 I 与光电管两端所加电压 U 间的关系曲线分别以 a、b 表示，则下列图中 可能正确的是 A． B． C． D． 15．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，欲使饱和光电流增大，以下说法正 确的是（　　） A．增大单色光的频率 B．减小单色光的波长 C．延长光照时间 D．增大单色光的光照强度 二、填空题（共 4 题） 16．如图所示是使用光电管的原理图，当频率为 的可见光照射到阴极 K 上时，电流表中有电流通过 （1）当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为 U，则光电子的最大初动能为___（已知电子电荷量为 e）． （2）如果不改变入射光的频率而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将______（填“增加”、“减小”、 “不变”）． 17．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 的关系图象如图所示。则该金属的 逸出功为______；若用频率为的 3 0 入射光照射该金属时，产生的光电子的最大初动能为______。 18．用紫外线照射连有验电器的锌板，发现验电器中金属张开，此时金属箔上带________电；将验电器与 锌板断开，并用天然放射线的照射，发现验电器中金属箔合拢，其原因是放射线具有________作用。 19．下列说法正确的是_________。 A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 B．普朗克提出了物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性； C．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化 D．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小 三、综合题（共 4 题） 20．如图所示为伦琴射线管的示意图,K 为阴极,A 为对阴极,假设由 K 极发射的电子初速度为零,当 AK 之间 所加直流电压 U=30kV 时,电子被加速打在对阴极 A 上,使之发射出伦琴射线,设电子的动能全部转化为伦琴 射线的能量.已知电子电量 e=1.6×10-19c,质量 m=0.91×10-30kg,普朗克常数 h=6.63×10-34J·s,问： (1)电子到达对阴极的速度多大(取一位有效数字) (2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长多大? (3)若 AK 间的电流为 10mA,那么每秒从对阴极最多能辐射多少个伦琴射线光子? 3 21．分别用 λ 和 4  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 1：2．以 h 表示普朗克 常量，c 表示真空中的光速．求此金属板的逸出功和极限频率； 22．某金属在光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能 ① 普朗克常量 h （用图中字母表示）； ② 入射光的频率为 3 c 时，产生的光电子的最大处动能 Ek ' 。 Ek  与入射光频率 的关系如图所示，试求： 23．研究光电效应的规律实验的原理图如图（a）所示，按图（a）所示的电路将图（b）中实物连线． 参考答案： 1．B 2．C 3．C 4．D 5．D 6．B 7．C 8．D 9．B 10．B 11．A 12．C 13．C 14．D 15．D 16． 17． 18． eU 不变 hv0 2hv0 正 电离 19．AC 20．(1)1.0×108 m/s(2)4.1×10－11 m(3)6.25×1016 个 21． 2hc 2c ； 3 3 22．① 23． h E  c ；② 2E