資源簡介

章末檢測試卷(四)
(滿分：100分)
一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1.下列說法正確的是 (　　)
A.就物質波來說，速度相等的電子和質子，電子的波長長
B.原來不帶電的一塊鋅板，被弧光燈照射時，鋅板帶負電
C.紅光光子比紫光光子的能量大
D.光電效應和康普頓效應均揭示了光具有波動性
2.用能量為5.0 eV的光子照射某金屬表面，金屬發射光電子的最大初動能為1.5 eV，則該金屬的逸出功為 (　　)
A.1.5 eV B.3.5 eV
C.5.0 eV D.6.5 eV
3.從光的波粒二象性出發，下列說法中正確的是 (　　)
A.光是高速運動的微觀粒子，少量光子表現出波動性
B.光的波長越長，光子的能量越大
C.在光的干涉現象中，暗條紋的地方是光子不會到達的地方
D.在光的干涉現象中，亮條紋的地方是光子到達概率大的地方
4.(2024·佛山市模擬)2023年2月我國科學家在國際上刊文宣布，通過我國高海拔宇宙線觀測站“拉索”，在人類歷史上首次找到能量高于1億億電子伏特的宇宙線起源天體。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，電子的電荷量e=-1.6×10-19 C，人眼能看見的最高能量的可見光為頻率ν=7.8×1014 Hz的紫光，該紫光光子能量為 (　　)
A.3.2 eV B.1.2×10-4 eV
C.5.2×10-19 eV D.8.3×10-38 eV
5.(2024·惠州市模擬)硅光電池是利用光電效應原理制成的器件，下列表述正確的是 (　　)
A.硅光電池是把電能轉化為光能的一種裝置
B.硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出
C.逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率有關
D.光電效應現象說明光具有波動性
6.圖甲是“探究光電效應”的實驗電路圖，光電管遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規律如圖乙所示。下列判斷正確的是 (　　)
A.入射光的頻率ν不同時，遏止電壓Uc不同
B.入射光的頻率ν不同時，Uc-ν圖像的斜率不同
C.圖甲所示電路中，當電壓增大到一定數值時，電流表的示數將達到飽和電流
D.只要入射光的光照強度相同，光電子的最大初動能就一定相同
7.(2023·佛山市階段練習)如圖甲所示，用三個光源a、b、c發出的光照射光電管陰極K發生光電效應，測得電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，下列說法中正確的是 (　　)
A.a、c發出的光頻率相同
B.a、c發出的光光強相同
C.b發出的光的頻率比c的小
D.隨著電壓的增大，電流一定增大
二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
8.(2024·遼寧卷)X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發出光電子，并對光電子進行分析的科研儀器，用某一頻率的X光照射某種金屬表面，逸出了光電子，若增加此X光的強度，則 (　　)
A.該金屬逸出功增大
B.X光的光子能量不變
C.逸出的光電子最大初動能增大
D.單位時間逸出的光電子數增多
9.用如圖所示的裝置研究光電效應現象，當用光子能量為2.5 eV的光照射到光電管上時，電流表G的讀數為0.2 mA。移動滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數大于或等于0.7 V時，電流表讀數為0。則 (　　)
A.光電管陰極的逸出功為1.8 eV
B.開關S斷開后，沒有電流流過電流表G
C.光電子的最大初動能為0.7 eV
D.改用能量為1.5 eV的光子照射，電流表G也有電流，但電流較小
10.(2022·中山市高二期末)已知人體溫度越低輻射的紅外線波長越長，人的體溫正常時能輻射波長為10 μm的紅外線，如圖甲所示，用該紅外線照射光電管的陰極K時，電路中有光電流產生；圖乙所示分別為a、b兩人發出的紅外線產生的光電流隨電壓變化的圖像。已知h=6.63×10-34 J·s，c=3.0×108 m/s，則下列說法正確的是 (　　)
A.由圖乙可以判斷出a發出的紅外線的頻率小于b發出的紅外線的頻率
B.將圖甲中電源的正負極反接，回路中的電流表示數一定為零
C.人體溫正常時能輻射紅外線的光子能量約為2.0×10-20 J
D.由圖乙可知，a的體溫高于b的體溫
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11.(8分)(2023·肇慶市高二期中)如圖所示，用導線將鋅板與驗電器相連，用紫外線燈照射鋅板，驗電器金屬箔片開始張開。鋅、鈉的截止頻率νc和逸出功W0見表格，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。回答下列問題：
金屬 鋅 鈉
νc/(×1014 Hz) 5.53
W0/eV 3.34 2.29
(1)(2分)驗電器的金屬箔片帶　　　　(填“正”或“負”)電。
(2)(2分)從鋅板逸出電子的動能　　　　(填“一定”或“不一定”)都相等。
(3)(2分)用該紫外線燈照射金屬鈉，　　　　(填“能”或“不能”)使鈉發生光電效應。
(4)(2分)鋅的截止頻率為　　　　 Hz(計算結果保留兩位小數)。
12.(10分)(2023·深圳市高二期中)如圖甲所示，一驗電器與鋅板相連，在A處用一紫外線燈照射鋅板，關燈后，驗電器指針保持一定偏角。
(1)(2分)現用一帶少量負電的金屬小球與鋅板接觸，則驗電器指針偏角將　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)(2分)使驗電器指針回到零，再用相同強度的鈉燈發出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉。那么，若改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗電器指針　　　　(選填“有”或“無”)偏轉。
(3)(4分)為了進一步研究光電效應的規律，設計了如圖乙所示的電路，圖中標有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極。現接通電源，用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0 V，則光電管陰極材料的逸出功為　　　　 eV。
13.(10分)如果一個中子和一個質量為10 g的子彈都以103 m/s的速度運動，則它們的德布羅意波的波長分別是多大？(中子的質量為1. 67×10-27 kg，普朗克常量為6. 63×10-34 J·s，結果保留3位有效數字)
14.(12分)小明用陰極為金屬銣的光電管，觀測光電效應現象，實驗裝置示意圖如圖甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。(計算結果保留3位有效數字)
(1)(3分)圖甲中電極A為光電管的什么極？
(2)(6分)實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示，則銣的截止頻率ν0和逸出功W0分別是多少？
(3)(3分)如果實驗中入射光的頻率ν=7.00×1014 Hz，則產生的光電子的最大初動能Ek是多少？
15.(14分)如圖甲所示是研究光電效應規律的光電管，用波長為λ=0.50 μm的綠光照射陰極K，實驗測得流過G表的電流I與A、K之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示規律，h=6.63×10-34 J·s，c=3×108 m/s，e=1.6×10-19 C結合圖像，求：(結果保留兩位有效數字)
(1)(10分)每秒陰極發射的光電子數和光電子飛出陰極K時的最大初動能；
(2)(4分)該陰極材料的截止波長。
答案精析
1.A　［物質波波長λ==，速度相等的電子和質子，電子質量較小，則電子的波長長，故A項正確；原來不帶電的一塊鋅板，被弧光燈照射時，電子從鋅板逸出，鋅板帶正電，故B項錯誤；紅光的頻率小于紫光的頻率，光子能量ε=hν，則紅光光子的能量比紫光光子的能量小，故C項錯誤；光電效應和康普頓效應均揭示了光具有粒子性，故D項錯誤。］
2.B　［由從金屬表面逸出的光電子具有的最大初動能是1.5 eV，而入射光的能量為5.0 eV，由光電效應方程Ek=hν-W0，解得該金屬的逸出功為W0=hν-Ek=3.5 eV，故B正確，A、C、D錯誤。］
3.D　［光具有波粒二象性，少量光子表現出粒子性，大量光子表現出波動性，由ε=知，光的波長越長，光子能量越小，故A、B錯誤；在干涉條紋中亮條紋是光子到達概率大的地方，暗條紋是光子到達概率小的地方，故C錯誤，D正確。］
4.A　［根據愛因斯坦的光子說，可得
ε=hν≈5.17×10-19 J，則紫光光子能量可表示為
ε= eV≈3.2 eV，故選A。］
5.C　［硅光電池是把光能轉化為電能的一種裝置，故A錯誤；硅光電池中吸收了光子能量的電子中只有吸收光子的能量大于逸出功才能逸出，故B錯誤；由Ek=hν-W0，可知光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，隨著入射光的頻率增大而增大，故C正確；光電效應現象說明光具有粒子性，故D錯誤。］
6.A　［根據Ek=hν-W0，可知入射光的頻率不同時，電子的最大初動能不同，又eUc=Ek，得Uc=ν-，可見入射光的頻率ν不同時，遏止電壓Uc不同，A正確；
由Uc=ν-，知Uc-ν圖像的斜率k=，與入射光的頻率ν無關，B錯誤；
題圖甲所示電路中，當電壓增大到一定數值時，電流表的示數變為零，則必須把電源正負極對調，才能用來驗證光電流與電壓的關系，C錯誤；
根據Ek=hν-W0可知，光電子的最大初動能與入射光的光照強度無關，D錯誤。］
7.A　［根據eUc=Ekm=hν-W0可知，入射光的頻率越高，對應的遏止電壓Uc越大，由題圖可知：a、c發出的光的遏止電壓相等，所以a、c發出的光頻率相同，A正確；同種頻率的光，光強越大，飽和電流越大，a、c發出的光的頻率相同，a發出的光對應的飽和電流大于c發出的光對應的飽和電流，所以a發出的光的光強大于c發出的光的光強，B錯誤；由A項分析可知，b發出的光的遏止電壓大于c發出的光的遏止電壓，說明b發出的光的頻率比c發出的光的大，C錯誤；隨著電壓的增大，電流達到飽和電流值后不再增大，D錯誤。］
8.BD　［金屬的逸出功是金屬自身的固有屬性，僅與金屬自身有關，增加此X光的強度，該金屬逸出功不變，故A錯誤；
根據光子能量公式ε=hν可知增加此X光的強度，X光的光子能量不變，故B正確；
根據愛因斯坦光電效應方程Ek=hν-W0，可知逸出的光電子最大初動能不變，故C錯誤；
增加此X光的強度，單位時間照射到金屬表面的光子變多，則單位時間逸出的光電子數增多，故D正確。］
9.AC　［該裝置所加的電壓為反向電壓，當電壓表的示數大于或等于0.7 V時，電流表示數為0，可知光電子的最大初動能為0.7 eV，根據光電效應方程hν=Ek+W0，得W0=1.8 eV，故A、C正確；開關S斷開后，在光子能量為2.5 eV的光照射下，光電管發生了光電效應，有光電子逸出，則有電流流過電流表G，故B錯誤；1.5 eV的光子的能量小于逸出功，所以不能發生光電效應，無光電流產生，故D錯誤。］
10.AC　［對同種金屬材料而言，根據光電效應方程
Ek=hν-W0和Ek=eUc，可知，入射光的頻率越大，光電子的最大初動能越大，對應的遏止電壓越大；由題圖乙可以得出，a發出的紅外線的頻率小于b發出的紅外線的頻率，a的體溫低于b的體溫，故A正確，D錯誤；
將題圖甲中的電源正負極反接，若電源電壓小于遏止電壓，回路中還會有電流通過，故B錯誤；
人體溫正常時能輻射紅外線的光子能量為ε=h=6.63×10-34× J≈2.0×10-20 J，故C正確。］
11.(1)正　(2)不一定　(3)能　(4)8.06×1014
解析　(1)紫外線燈照射鋅板，發生光電效應，電子從鋅板飛出，鋅板失去電子帶正電，故驗電器帶正電；
(2)根據光電效應方程Ek=hν-W0，可知從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能是相同的，但有些光電子從較深處逸出，初動能較小，所以從鋅板逸出的電子動能不一定都相等；
(3)(4)根據公式hνc=W0，可知鋅板的截止頻率為νc= Hz≈8.06×1014 Hz
可知鋅的截止頻率大于鈉的截止頻率，故用該紫外線燈照射金屬鈉時，能使鈉發生光電效應。
12.(1)減小　(2)無　(3)4.5
解析　(1)在A處用紫外線燈照射鋅板，鋅板產生光電效應，光電子射出后，鋅板帶正電，用一帶少量負電的金屬小球與鋅板接觸，會使鋅板上帶的正電荷減少，則驗電器指針偏轉角將減小。
(2)產生光電效應需要入射光的頻率大于截止頻率，與光照強度無關。用相同強度的鈉燈發出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉，說明黃光不能使鋅板產生光電效應，即黃光的頻率低于截止頻率。改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，紅外線的頻率小于黃光的頻率，則紅外線也不能使鋅板產生光電效應，則驗電器指針無偏轉。
(3)當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0 V，說明遏止電壓為6.0 V。則最大初動能為Ek=eUc=6.0 eV
由光電效應方程Ek=hν-W0
可得，光電管陰極材料的逸出功為
W0=hν-Ek=10.5 eV-6 eV=4.5 eV
13.3.97×10-10 m　6.63×10-35 m
解析　中子的動量為p1=m1v
子彈的動量為p2=m2v
由λ=知中子和子彈的德布羅意波長分別為
λ1=，λ2=
代入數據可解得λ1≈3.97×10-10 m，
λ2=6.63×10-35 m。
14.(1)陽極　(2)5.20×1014 Hz　3.45×10-19 J
(3)1.19×10-19 J
解析　(1)由光電管的結構知，A為陽極。
(2)Uc-ν圖像中橫軸的截距表示截止頻率，
則ν0=5.20×1014 Hz，
逸出功W0=hν0≈3.45×10-19 J
(3)由愛因斯坦的光電效應方程得
Ek=hν-W0=h(ν-ν0)≈1.19×10-19 J。
15.(1)4.0×1012個　9.6×10-20 J　(2)0.66 μm
解析　(1)由題圖乙可知，最大光電流為0.64 μA，
則每秒陰極發射的光電子數：
n==個=4.0×1012個，
發生光電效應時的遏止電壓是0.6 V，
所以光電子的最大初動能：
Ek=eUc=0.60 eV=9.6×10-20 J；
(2)根據光電效應方程得Ek=-，
代入數據得λc≈0.66 μm。(共42張PPT)
章末檢測試卷(四)
一、單項選擇題
1.下列說法正確的是
A.就物質波來說，速度相等的電子和質子，電子的波長長
B.原來不帶電的一塊鋅板，被弧光燈照射時，鋅板帶負電
C.紅光光子比紫光光子的能量大
D.光電效應和康普頓效應均揭示了光具有波動性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
物質波波長λ=，速度相等的電子和質子，電子質量較小，則電子的波長長，故A項正確；
原來不帶電的一塊鋅板，被弧光燈照射時，電子從鋅板逸出，鋅板帶正電，故B項錯誤；
紅光的頻率小于紫光的頻率，光子能量ε=hν，則紅光光子的能量比紫光光子的能量小，故C項錯誤；
光電效應和康普頓效應均揭示了光具有粒子性，故D項錯誤。
2.用能量為5.0 eV的光子照射某金屬表面，金屬發射光電子的最大初動能為1.5 eV，則該金屬的逸出功為
A.1.5 eV B.3.5 eV
C.5.0 eV D.6.5 eV
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
由從金屬表面逸出的光電子具有的最大初動能是1.5 eV，而入射光的能量為5.0 eV，由光電效應方程Ek=hν-W0，解得該金屬的逸出功為W0=hν-Ek=3.5 eV，故B正確，A、C、D錯誤。
3.從光的波粒二象性出發，下列說法中正確的是
A.光是高速運動的微觀粒子，少量光子表現出波動性
B.光的波長越長，光子的能量越大
C.在光的干涉現象中，暗條紋的地方是光子不會到達的地方
D.在光的干涉現象中，亮條紋的地方是光子到達概率大的地方
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
光具有波粒二象性，少量光子表現出粒子性，大量光子表現出波動性，由ε=知，光的波長越長，光子能量越小，故A、B錯誤；
在干涉條紋中亮條紋是光子到達概率大的地方，暗條紋是光子到達概率小的地方，故C錯誤，D正確。
14
15
4.(2024·佛山市模擬)2023年2月我國科學家在國際上刊文宣布，通過我國高海拔宇宙線觀測站“拉索”，在人類歷史上首次找到能量高于1億億電子伏特的宇宙線起源天體。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，電子的電荷量e=-1.6×10-19 C，人眼能看見的最高能量的可見光為頻率ν=7.8×
1014 Hz的紫光，該紫光光子能量為
A.3.2 eV B.1.2×10-4 eV
C.5.2×10-19 eV D.8.3×10-38 eV
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根據愛因斯坦的光子說，可得ε=hν≈5.17×10-19 J，則紫光光子能量可表示為ε= eV≈3.2 eV，故選A。
5.(2024·惠州市模擬)硅光電池是利用光電效應原理制成的器件，下列表述正確的是
A.硅光電池是把電能轉化為光能的一種裝置
B.硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出
C.逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率有關
D.光電效應現象說明光具有波動性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
硅光電池是把光能轉化為電能的一種裝置，故A錯誤；
硅光電池中吸收了光子能量的電子中只有吸收光子的能量大于逸出功才能逸出，故B錯誤；
由Ek=hν-W0，可知光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，隨著入射光的頻率增大而增大，故C正確；
光電效應現象說明光具有粒子性，故D錯誤。
6.圖甲是“探究光電效應”的實驗電路圖，光電管遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規律如圖乙所示。下列判斷正確的是
A.入射光的頻率ν不同時，遏止電壓Uc不同
B.入射光的頻率ν不同時，Uc-ν圖像的斜率
不同
C.圖甲所示電路中，當電壓增大到一定數
值時，電流表的示數將達到飽和電流
D.只要入射光的光照強度相同，光電子的最大初動能就一定相同
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
由Uc=，知Uc-ν圖像的斜率k=，與入射光的頻率ν無關，B錯誤；
題圖甲所示電路中，當電壓增大到一定數值時，電流表的示數變為零，則必須把電源正負極對調，才能用來驗證光電流與電壓的關系，C錯誤；
根據Ek=hν-W0，可知入射光的頻率不同時，電子的最大初動能不同，又eUc=Ek，得Uc=，可見入射光的頻率ν不同時，遏止電壓Uc不同，A正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根據Ek=hν-W0可知，光電子的最大初動能與入射光的光照強度無關，D錯誤。
7.(2023·佛山市階段練習)如圖甲所示，用三個光源a、b、c發出的光照射光電管陰極K發生光電效應，測得電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，下列說法中正確的是
A.a、c發出的光頻率相同
B.a、c發出的光光強相同
C.b發出的光的頻率比c的小
D.隨著電壓的增大，電流一定增大
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根據eUc=Ekm=hν-W0可知，入射光的頻率越高，對應的遏止電壓Uc越大，由題圖可知：a、c發出的光的遏止電壓相等，所以a、c發出的光頻率相同，A正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
同種頻率的光，光強越大，飽和電流越大，a、c發出的光的頻率相同，a發出的光對應的飽和電流大于c發出的光對應的飽和電流，所以a發出的光的光強大于c發出的光的光強，B錯誤；
由A項分析可知，b發出的光的遏止電壓大于c發出的光的遏止電壓，說明b發出的光的頻率比c發出的光的大，C錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
隨著電壓的增大，電流達到飽和電流值后不再增大，D錯誤。
二、多項選擇題
8.(2024·遼寧卷)X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發出光電子，并對光電子進行分析的科研儀器，用某一頻率的X光照射某種金屬表面，逸出了光電子，若增加此X光的強度，則
A.該金屬逸出功增大
B.X光的光子能量不變
C.逸出的光電子最大初動能增大
D.單位時間逸出的光電子數增多
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
金屬的逸出功是金屬自身的固有屬性，僅與金屬自身有關，增加此X光的強度，該金屬逸出功不變，故A錯誤；
根據光子能量公式ε=hν可知增加此X光的強度，X光的光子能量不變，故B正確；
根據愛因斯坦光電效應方程Ek=hν-W0，可知逸出的光電子最大初動能不變，故C錯誤；
增加此X光的強度，單位時間照射到金屬表面的光子變多，則單位時間逸出的光電子數增多，故D正確。
13
14
15
9.用如圖所示的裝置研究光電效應現象，當用光子能量為2.5 eV的光照射到光電管上時，電流表G的讀數為0.2 mA。移動滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數大于或等于0.7 V時，電流表讀數為0。則
A.光電管陰極的逸出功為1.8 eV
B.開關S斷開后，沒有電流流過電流表G
C.光電子的最大初動能為0.7 eV
D.改用能量為1.5 eV的光子照射，電流表G也有電流，
但電流較小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
該裝置所加的電壓為反向電壓，當電壓表的示數大于或等于0.7 V時，電流表示數為0，可知光電子的最大初動能為0.7 eV，根據光電效應方程hν=Ek+W0，得W0=1.8 eV，故A、C正確；
13
14
15
開關S斷開后，在光子能量為2.5 eV的光照射下，光電管發生了光電效應，有光電子逸出，則有電流流過電流表G，故B錯誤；
1.5 eV的光子的能量小于逸出功，所以不能發生光電效應，無光電流產生，故D錯誤。
10.(2022·中山市高二期末)已知人體溫度越低輻射的紅外線波長越長，人的體溫正常時能輻射波長為10 μm的紅外線，如圖甲所示，用該紅外線照射光電管的陰極K時，電路中有光電流產生；圖乙所示分別為a、b兩人發出的紅外線產生的光電流隨電壓變化的圖像。已知h=6.63×10-34 J·s，c=3.0×108 m/s，則下列說法正確的是
A.由圖乙可以判斷出a發出的紅外線的
頻率小于b發出的紅外線的頻率
B.將圖甲中電源的正負極反接，回路中
的電流表示數一定為零
C.人體溫正常時能輻射紅外線的光子能量約為2.0×10-20 J
D.由圖乙可知，a的體溫高于b的體溫
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
√
對同種金屬材料而言，根據光電效應方程Ek=hν-W0和Ek=eUc，可知，入射光的頻率越大，光電子的最大初動能越大，對應的遏止電壓越大；由題圖乙可以得出，a發出的紅外線的頻率小于b發出的紅外線的頻率，a的體溫低于b的體溫，故A正確，D錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
將題圖甲中的電源正負極反接，若電源電壓小于遏止電壓，回路中還會有電流通過，故B錯誤；
人體溫正常時能輻射紅外線的光子能量為ε=h J≈2.0×10-20 J，故C正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
三、非選擇題
11.(2023·肇慶市高二期中)如圖所示，用導線將鋅板與驗電器相連，用紫外線燈照射鋅板，驗電器金屬箔片開始張開。鋅、鈉的截止頻率νc和逸出功W0見表格，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。回答下列問題：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
金屬 鋅 鈉
νc/(×1014 Hz) 5.53
W0/eV 3.34 2.29
(1)驗電器的金屬箔片帶　　(填“正”或“負”)電。
正
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
紫外線燈照射鋅板，發生光電效應，電子從鋅板飛出，鋅板失去電子帶正電，故驗電器帶正電；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
金屬 鋅 鈉
νc/(×1014 Hz) 5.53
W0/eV 3.34 2.29
(2)從鋅板逸出電子的動能　　　　(填“一定”或“不一定”)都相等。
不一定
根據光電效應方程Ek=hν-W0，可知從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能是相同的，但有些光電子從較深處逸出，初動能較小，所以從鋅板逸出的電子動能不一定都相等；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
金屬 鋅 鈉
νc/(×1014 Hz) 5.53
W0/eV 3.34 2.29
(3)用該紫外線燈照射金屬鈉，　　(填“能”或“不能”)使鈉發生光電效應。
(4)鋅的截止頻率為　　　　　　 Hz(計算結果保留兩位小數)。
能
8.06×1014
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根據公式hνc=W0，可知鋅板的截止頻率為
νc= Hz≈8.06×1014 Hz
可知鋅的截止頻率大于鈉的截止頻率，故
用該紫外線燈照射金屬鈉時，能使鈉發生
光電效應。
12.(2023·深圳市高二期中)如圖甲所示，一驗電器與鋅板相連，在A處用一紫外線燈照射鋅板，關燈后，驗電器指針保持一定偏角。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
減小
(1)現用一帶少量負電的金屬小球與鋅板接觸，
則驗電器指針偏角將_____(選填“增大”“減
小”或“不變”)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
在A處用紫外線燈照射鋅板，鋅板產生光電效應，光電子射出后，鋅板帶正電，用一帶少量負電的金屬小球與鋅板接觸，會使鋅板上帶的正電荷減少，則驗電器指針偏轉角將減小。
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(2)使驗電器指針回到零，再用相同強度的鈉燈發出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉。那么，若改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗電器指針　　(選填“有”或“無”)偏轉。
無
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
產生光電效應需要入射光的頻率大于截止頻率，與光照強度無關。用相同強度的鈉燈發出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉，說明黃光不能使鋅板產生光電效應，
13
14
15
即黃光的頻率低于截止頻率。改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，紅外線的頻率小于黃光的頻率，則紅外線也不能使鋅板產生光電效應，則驗電器指針無偏轉。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(3)為了進一步研究光電效應的規律，設計了如圖乙所示的電路，圖中標有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極。現接通電源，用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0 V，則光電管陰極材料的逸出功為　　　 eV。
4.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0 V，說明遏止電壓為6.0 V。
則最大初動能為Ek=eUc=6.0 eV
由光電效應方程Ek=hν-W0
可得，光電管陰極材料的逸出功為
W0=hν-Ek=10.5 eV-6 eV=4.5 eV
13.如果一個中子和一個質量為10 g的子彈都以103 m/s的速度運動，則它們的德布羅意波的波長分別是多大？(中子的質量為1. 67×10-27 kg，普朗克常量為6. 63×10-34 J·s，結果保留3位有效數字)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　3.97×10-10 m　6.63×10-35 m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
中子的動量為p1=m1v
子彈的動量為p2=m2v
由λ=知中子和子彈的德布羅意波長分別為
λ1=，λ2=
代入數據可解得λ1≈3.97×10-10 m，λ2=6.63×10-35 m。
14.小明用陰極為金屬銣的光電管，觀測光電效應現象，實驗裝置示意圖如圖甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。
(計算結果保留3位有效數字)
(1)圖甲中電極A為光電管的什么極？
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　陽極
由光電管的結構知，A為陽極。
(2)實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示，則銣的截止頻率ν0和逸出功W0分別是多少？
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　5.20×1014 Hz　3.45×10-19 J
Uc-ν圖像中橫軸的截距表示截止頻率，則ν0=5.20×1014 Hz，
逸出功W0=hν0≈3.45×10-19 J
(3)如果實驗中入射光的頻率ν=7.00×1014 Hz，則產生的光電子的最大初動能Ek是多少？
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　1.19×10-19 J
由愛因斯坦的光電效應方程得Ek=hν-W0=h(ν-ν0)≈1.19×10-19 J。
15.如圖甲所示是研究光電效應規律的光電管，用波長為λ=0.50 μm的綠光照射陰極K，實驗測得流過G表的電流I與A、K之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示規律，h=6.63×10-34 J·s，c=3×108 m/s，e=1.6×10-19 C結合圖像，求：(結果保留兩位有效數字)
(1)每秒陰極發射的光電子數和光電子
飛出陰極K時的最大初動能；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
由題圖乙可知，最大光電流為0.64 μA，
則每秒陰極發射的光電子數：n=個=4.0×1012個，
發生光電效應時的遏止電壓是0.6 V，
所以光電子的最大初動能：Ek=eUc=0.60 eV=9.6×10-20 J；
(2)該陰極材料的截止波長。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　
根據光電效應方程得Ek=，
代入數據得λc≈0.66 μm。

展開更多......

收起↑