1、学而思网校 1高中物理选修 3-5 同步练习试题解析 光的粒子性1如图 71 所示，锌板与验电器相连，用紫外线灯照射锌板，发现验电器指针张开一个角度，则( )图 71A锌板带正电，验电器带负电B锌板带正电，验电器带正电C若改用红外线照射，验电器指针仍张开D若改用红外线照射，验电器指针不会张开解析：用紫外线照射锌板，发 生光电效应， 锌板发射光电子，故锌板带正电，锌板上的正电荷将验电器上的负电荷吸引过来， 验电器带正电， A 错误 ，B 正确；若改用红外线照射，红外线的频率低于锌的截止频率，不会 发生光电效应， C 错误，D 正确。答案：B、D2光电效应中，从同一金属逸出的电子动能的最大值( )
2、A只跟入射光的频率有关B只跟入射光的强度有关C跟入射光的频率和强度都有关D除跟入射光的频率和强度有关外，还与光照的时间有关解析：由爱因斯坦光电效应方程 Ek mv2hW 0 知，从同一金属逸出的光电子的最12大初动能仅与入射光的频率有关，故 仅 A 选项正确。答案：A3某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是( )A延长光照时间B增大光的强度C换用波长较短的光照射D换用频率较低的光照射解析：光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间 无关，故 A、B、D 选项均错误；又因 ，所以 C 选项正确。c答案：
3、C4用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，则应( )A改用红光照射B增大绿光的强度C增大光电管上的加速电压D改用紫光照射 解析：由爱因斯坦光电效应方程 Ek mv2hW 0 知，光电子的最大初动能仅与入射12光的频率有关，故仅 D 选项正确。答案：D5某种单色光的频率为 ，用它照射某种金属时，在逸出的光电子中动能最大值为学而思网校 2Ek，则这种金属逸出功和极限频率分别是( )AhE k， EkhBE kh，EkhCh Ek， hEkDE kh，hEk解析：由光电效应方程 EkhW 得 WhE k，而 Wh 0，则 0 Wh h Ekh，故 A 正确。Ek
4、h答案：A6.如图 72 所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.51014 Hz，则以下判断正确的是( )图 72A发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C用 0.5 m 的光照射光电管时，电路中有光电流产生D光照射时间越长，电路中的光电流越大解析：在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光 电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与 单位时间内发射光电子的数目有关。据此可判断 A、D 错误；波长 0.5 m的光子的频率 Hz610 14 Hz4.510 14 Hz，可发生光电c 31080
5、.510 6效应。所以，选项 B、C 正确。答案：B、C7已知钙的逸出功是 3.20 eV，对此理解正确的是( )A钙中的电子脱离钙需做功 3.20 eVB钙表面的电子脱离钙需做功 3.20 eVC钙只需吸收 3.20 eV 的能量就有电子逸出D入射光子的能量必须大于 3.20 eV 才能发生光电效应解析：逸出功指使电子脱离某种金属所做功的最小值，它等于金属表面的电子脱离金属所做的功，故 A 错误，B 正确；钙中的电子至少吸收 3.20 eV 的能量才可能逸出，C 错误；由光电效应发生的条件知，D 正确。答案：B、D8在做光电效应的实验时，某种金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初
6、动能 Ek 与入射光的频率 的关系如图 73 所示，由实验图可求出( )图 73学而思网校 3A该金属的极限频率和极限波长B普朗克常量C该金属的逸出功D单位时间内逸出的光电子数解析：依据光电效应方程 EkhW 可知，当 Ek0 时， 0，即图象中横坐标的截距在数值上等于金属的极限频率。图线的斜率 ktan 。可见图线的斜率在数值上等于普朗克常量。据图象，假设Ek 0图线的延长线与 Ek轴的交点为 C，其截距 为 W，有 tan W/0，而 tanh，所以 Wh 0。即图象中纵坐标轴的截距在数值上等于金属的逸出功。答案：A、B、C9现有 a、b、c 三束单色光，其波长关系为 a b c。用 b
7、光束照射某种金属时，恰能发生光电效应。若分别用 a 光束和 c 光束照射该金属，则可以断定( )Aa 光束照射时，不能发生光电效应Bc 光束照射时，不能发生光电效应Ca 光束照射时，释放出的光电子数目最多Dc 光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小解析：由于光子能量公式 Ehh ，根据题意，a、b、 c 三束 单色光对应光子的能量大c小分别为 Ea EbE c，若 Eb 恰能使某金属发生光电效应，则 a 光束一定不能使该金属发生光电效应，而 c 光束一定能使 该金属发生光电效应，故 A 对， B 错，C 错；根据光电效应方程Ekh W，可以看出，c 光束照射 该金属释放出的光电子的最大初动
8、能比 b 光束产生的大，故 D 错。答案：A10下表给出了一些金属材料的逸出功。材料 铯 钙 镁 铍 钛逸出功(1019 ) J 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6现用波长为 400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种( 普朗克常量 h6.6310 34 Js，光速 c3.010 8 m/s)( )A2 种 B3 种C4 种 D5 种解析：据光子说可知，波长为 400 nm 的单色光子的能量为：Eh h 6.6310 34 J5.010 19 J。c 3.010840010 9据光电效应方程 Ekh W 可知，当入射光子的能量 Eh 大于金属的逸出功 W 时，光电子
9、最大初动能 Ek0，即能 发生光电效应。由 题中表格可知，入射光子的能量大于铯和钙的逸出功，而小于镁、铍、钛 的逸出功。故发生光电效应的金属只有铯和钙两种。答案：B11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，可得到光电子的最大初动能 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坐标系中，用实线表示钨，虚线表示锌，以下正确反映这一过程的图象是( )学而思网校 4解析：依据光电效应方程 EkhW 可知，E k 图线的斜率代表了普朗克常量 h，因此钨和锌的 Ek 的图线应该 平行。图线的横截距代表了极限
10、频率 0，而 0 ，因此钨的Wh0 大些。综上所述，B 图正确。答案：B12频率为 的光照射某种金属，产生光电子的最大初动能为 Ek，若用频率为 2 的光照射同一金属，则光电子的最大初动能是多少呢？解析：根据爱因斯坦光电效应方程 EkhW 0 知，当入射光的频率为 时，可计算出该金属的逸出功 W0hE k，当入射光的频率为 2时，光电子的最大初动能为E k2 hW 0E kh 。答案：E kh13用一束单色光照射截止频率为 c1.510 15 Hz 的某种金属，产生的光电子的最大初动能 Ek6 eV，求该单色光一个光子的动量。解析：金属的逸出功 W0h c，由光电效应方程 EkhW 0 得，h
11、E kW 0E kh c，因一个光子的动量 p ，由 c 得 p ，则 p h hc Ek hcckgm/s61.610 19 6.62610 341.5101531086.510 27 kgm/s。答案：6.510 27 kgm/s14某金属的逸出功为 W0，用波长为 的光照射金属的表面，当电压取某个值时，光电流便被截止。当入射光的波长改变为原波长的 后，查明电压必须增大到原值的 倍才能1n使光电流截止。试计算原入射光的波长 。解析：光的波长为 时， eUc W 0，当光的波长为 后，eU c W 0，联立得 hc n nhc。hc( n)( 1)W0答案：hc( n)( 1)W015某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为 2.21 eV，用波长为 2.5107 m 的紫外线照射阴极，已知真空中光速为 3.0108 m/s，元电荷的带电量为 1.61019 C，普朗克常量为 6.631034 Js，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能分别是多大？解析：Wh 0，0 Hz5.310 14 Hz，Wh 2.211.610 196.6310 34由光电效应方程学而思网校 5Ekm hWh W 6.6310 34 2.211.610 19 (J)4.410 19 c 3.01082.510 7J。答案：5.310 14 Hz 4.410 19 J
