高三一轮光电效应专题练习

高三 光电效应专题练习 1 多选 一含有光电管的电路如图甲所示 乙图是用 a b c 光照射光电管得到的 I U 图 线 Uc1 Uc2表示截止电压 下列说法正确的是 A 甲图中光电管得到的电压为正向电压 B a b 光的波长相等 C a c 光的波长相等 D a c 光的光强相等 2 单选 下列说法正确的是 A 只要有光照射金属表面 就会有电子从金属表面逸出 B 光电效应现象可以完全用经典电磁理论进行解释 C 对光电效应现象的研究使人类认识到光具有粒子性 D 在光电效应现象中 光越强 光电子的最大初动能越大 3 单选 用一束绿光照射光电管金属时不能产生光电效应 则下述措施可能使该金属产 生光电效应的是 A 延长光照时间 B 保持光的频率不变 增大光的强度 C 换用一束蓝光照射 D 增大光电管的正向加速电压 4 多选 关于光电效应 下列说法正确的是 A 发生光电效应时间越长 光电子的最大初动能就越大 B 入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应 C 光电子的最大初动能与入射光频率成正比 D 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 5 如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线 普朗克常量 h 6 63 10 34 J s 由图可知该金属的极限频率为 Hz 该金属的 逸出功为 J 结果保留两位有效数字 斜率表示 6 多选 N 为钨板 M 为金属网 它们分别与电池的两极相连 各电池的电动势和极性如 图所示 已知金属钨的逸出功为 4 5 eV 现分别用不同能量的光子照射钨板 各光子的能量 已在图上标出 那么如图中 没有光电子到达金属网的是 7 用频率为 的光照射光电管阴极时 产生的光电流随阳极与阴极间所加电压的变化规律 如图所示 Uc 为遏止电压 已知电子电荷量为 e 普朗克常量为 h 则光电子的最大初动能 Ekm 该光电管发生光电效应的极限频率 0 8 多选 光电效应实验中 下列表述正确的是 A 光照时间越长光电流越大 B 入射光足够强就可以有光电流 C 遏止电压与入射光的频率有关 D 入射光频率大于极限频率才能产生光电子 9 多选 如图是某金属在光的照射下光电子最大初动能 Ek 与入射光频率 的关系图象 由图像可知 A 该金属的逸出功等于 E B 该金属的逸出功等于 h 0 C 入射光的频率为 2 0 时 产生的光电子的最大初动能为 E D 入射光的频率为 0 2 时 产生的光电子的最大初动能为 E 2 10 单选 如图 甲 所示 用光子能量为 2 5eV 的一束光照射阴极 K 发现电流表的读 数不为零 调节滑动变阻器 发现当电压表的读数小于 0 6V 时 电流表的读数仍不为零 当电压表的读数大于等于 0 6V 电流表的读数为零 把电路改成 乙 所示 当电压表的 读数为 2V 时 电子到达阳极时的最大动能为 A 0 6eV B 1 9eV C 2 6eV D 4 5eV 11 多选 右图是某金属在光的照射下 光电子最大初动能 Ek 与入射光频率 的关系图像 由图像可知 A 该金属的逸出功等于 E B 该金属的逸出功等于 h 0 C 入射光的频率为 2 0 时 产生的光电子的最大初动能为 2E D 入射光的频率为 0 2 时 产生的光电子的最大初动能为 E 2 A 根据 km0 EhvW 得 纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功 即等于 E 故 A 正确 B 逸出功等于 E 则 E hv0 故 B 正确 C 根据光电效应方程可知 入射光的频率变为原来的 2 倍 由于逸出功不变 最大初动能 不是原来的 2 倍 故 C 错误 D 入射光的频率为 0 v 2 时 小于极限频率 不能发生光电效应 故 D 错误 故选 AB 12 多选 如图所示 电路中所有元件完好 当光照射到光电管上时 灵敏电流计中没有 电流通过 可能的原因是 A 入射光强度较弱 B 入射光波长太长 C 光照射时间太短 D 电源正负极接反 13 单选 如图是研究光电效应的电路 则下列关于光电流与电压的关系图象正确的是 14 多选 在光电效应实验中 某同学用同一种材料在不同实验条件下得到了三条光电流 与电压之间的关系曲线 甲光 乙光 丙光 如图所示 则可判断出 A 甲光的频率大于乙光的频率 B 乙光的波长大于丙光的波长 C 甲 乙波长相等 D 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 15 多选题 在 X 射线管中 由阴极发射的电子 不计初速度 被加速后打到 阳极 会产生包括 X 光在内的各种能量的光子 其中光子能量的最大值等于电 子的动能 已知阳极与阴极之间的电势差 U 普朗克常数 h 电子电量 e 和光速 c 则可知该 X 射线管发出的 X 光的 A 最短波长为B 最长波长为 eU hc eU ch C 最小频率为D 最大频率为 h eU h eU 16 单选题 如图 当电键 K 断开时 用光子能量为 2 5eV 的一束光照射阴极 P 发现电流表读数不为零 合上电键 调节滑线变阻器 发现当电压表读数小 于 0 60V 时 电流表读数仍不为零 当电压表读数大于或等于 0 60V 时 电流 表读数为零 由此可知阴极材料的逸出功为 A 0 6eV B 1 9eV C 2 5eV D 3 1eV 17 单选题 用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应 可 得到光电子最大初动能 Ek随入射光频率 变化的 Ek 图象 已知钨的逸出 功是 3 28 eV 锌的逸出功是 3 34 eV 若将二者的图线画在同一个 Ek 坐 标系中 如图所示中用实线表示钨 虚线表示锌 则正确反映这一过程的是 18 在做光电效应实验中 某金属被光照射发生了光电效应 实验测出了光电子 的最大初动能 Ek与入射光的频率 的关系如图所示 A C 两点坐标已知 由图象 可求 A 该金属的逸出功 B 该金属的极限频率 C 单位时间内逸出的光电子数 D 普朗克常量 19 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 当变阻器的滑动端 P 向 滑动时 填 左 或 右 通过电流表的电流将会减小 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 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 或 不变 20 多选 在右图 5 1 所示的光电管的实验中 发现用一定频率的 A 单色光照射光电管 时 电流表指针会发生偏转 而用另一频率的 B 单色光照射时不发生光电效应 那么 A A 光的频率大于 B 光的频率 B B 光的频率大于 A 光的频率 C 用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 a 流向 b D 用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 b 流向 a 21 多选 爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得 1921 年诺 贝尔物理学奖 某种金属逸出光电子的最大初动能 Ekm 与入射光频率 的关系如图所示 其中 0 为极限频率 从图中可以确定的是 填选项前的字母 A 逸出功与 有关 B Ekm 与入射光强度成正比 C 当 0 时 会逸出光电子 D 图中直线的斜率与普朗克常量有关 E 遏止电压的大小只由入射光的频率决定 22 用如图 1 的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱 光的颜色 频率 等 物理量间的关系 阴极 K 和阳极 A 是密闭在真空玻璃管中两个电极 K 在受到光照时能发 射光电子 K 与 A 之间电压的大小可以调整 电路的正负极也可以对调 1 在实物图 2 中添加一条导线使光电管两端施加正向电压 2 用光照强度强的黄光照射光电管 光电流 I 与光电管两端的电压 U 的关系如图 3 所示 UC 是光电流减小到 0 的遏止电压 若用光照强度弱的黄光照射光电管时 请在图 3 上画出 光电流 I 与光电管两端的电压 U 关系图象 3 用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线如图 4 所示 直线与横轴的交点坐标 4 27 与纵轴交点坐标 0 5 求普朗克常量和金属的极限频率 均保留两位有效数字 23 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 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 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 板时所需的最长时间 1 答案 AC 2 答案 C 3 答案 解 用一束绿光照射某金属时不能产生光电效应 知绿光的频率小于金属的极 限频率 要能发生光电效应 需改用频率更大的光照射 如蓝光 能否发生光电效应与入 射光的强度和照射时间无关 故选 C 4 BD 解析 逸出功 W hv0 则极限频率 v0 W h 入射光频率低于极限频率就不能发生光 电效应 根据光电效应方程 EKm hv W0 知 最大初动能与光子频率成一次函数关系 随照 射光的频率增大而增大 不是成正比关系 光电子的初速度与光的频率也不是成正比 故 选 BD 5 答案 4 27 1014Hz 4 3 10 14 普朗克常量 解析解 根据爱因斯坦光电效应方程 Ek h W Ek 图象的横轴的截距大小等于截止频率 由图知该金属的截止频率为 0 4 27 1014 Hz 根据光电效应方程得 Ekm h W0 当入射光的频率为 5 5 1014Hz 时 最大初动能为 Ekm 0 5eV 当入射光的频率为 0 4 27 1014Hz 时 光电子的最大初动能为 0 由图像知与横轴焦点 4 3 所以逸出功 4 3 10 14 J Ek 图象的斜率表示普朗克常量 6 答案 AC 解析解 因为金属钨的逸出功为 4 5eV 所以能发生光电效应的是 B C D B 选项所加的电压为正向电压 则电子一定能到达金属网 C 选项光电子的最大 初动能为 1 3eV 小于反向电压 根据动能定理 知电子不能到达金属网 D 选项光电子的 最大初动能为 2 3eV 大于反向电压 根据动能定理 有光电子能够到达金属网 故没有 光电子达到金属网的是 A C 故选 AC 7 答案 Ekm eUc 0 eUc h 8 答案 CD 9 答案 ABC 10 答案 C 11 答案 AB 12 答案 A 光电管能否产生光电效应与入射光的强度没有关系 故 A 错误 B 若入射光波长太长 大于金属的极限波长时 金属不能产生光电效应 灵敏电流计中没 有电流通过 故 B 正确 C 光电管能否产生光电效应与光照时间没有关系 故 C 错误 D 电源正负极接反时 光电管加上反向电压 光电子做减速运动 可能不能到达阳极 电路中不能形成电流 故 D 正确 故选 BD 13 答案 解 同一种光的频率相等 根据光电效应方程 Ekm hv W0 最大初动能相等 通过 Ekm eUC 知遏止电压相等 蓝光的频率大于黄光的频率 则蓝光的遏止电压大于黄 光的遏止电压 光越强 单位时间内产生的光电子数目越多 光电流越大 故 A 正确 B C D 错误 故选 A 14 答案 BC 15 答案 AD 解析 解 根据动能定理 光速与波长和频率的关系公式 c f 光量子方 程 E h 有 eU E c E h 故 故选 AD hc eU eU h 16 答案 B 解析 解 根据题意光电子的初动能为 Ek qU 0 6eV 根据爱因斯坦光电效应方程有 W hv Ek 2 5eV 0 6eV 1 9eV 故 B 正确 17 答案 A 18 答案 ABD 19 答案 20 答案 AC 21 答案 CD 22 答案 1 如图 2 如图 3 h 6 5 10 34Js 5 5 1014Hz 1 当逃逸出来的电子在电场阻力作用下 则所加的电压即为反向电压 利用电场力做功 可确定遏止电压的大小 所添加一条导线 如图所示 2 因光电流的大小与光的强弱有关 当遏止电压与光的频率有关 由光照越弱时 则光 电流越小 故如图所示 3 根据爱因斯坦光电效应方程 Ek h W Ek 图象的横轴的截距大小等于截止频率 由 图知该金属的截止频率为 0 4 27 1014Hz 根据光电效应方程得 Ekm h W0 当入射光的频率为 5 5 1014Hz 时 最大初动能为 Ekm 0 5eV 当入射光的频率为 0 4 27 1014Hz 时 光电子的最大初动能为 0 则 h 5 5 1014 W0 0 5 1 6 10 19