高中物理光电效应实验试题

如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E_k与入射光频率ν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hν0

C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E

D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为

一光电管的阴极K用截止频率为ν₀的金属钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，普朗克常量为h，电子的电荷量为e．用频率为ν的紫外线照射阴极，有光电子逸出，光电子到达阳极的最大动能是   ；若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为   ．

以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。用频率为ν的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射阴极k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负极，在kA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U不可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）   

A．U=-

B．U=2-

C．U=2hν-W

D．U=-

如图所示，当氢原子从n＝4迁到n＝2的能级和从n＝3迁到n＝1的能级时，分别辐射出光子a和光子b，则

A．由于放出光子，原子的能量增加

B．光子a的能量小于光子b的能量

C．光子a的波长小于光子b的波长

D．若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b不一定能使该金属发生光电效应

分别用波长为λ和2λ的单色光照射同一金属板都发生了光电效应，且光电子的最大初动能之比为3：1。以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属的逸出功为

A．

B．

C．

D．

某半导体激光器发射频率为10¹⁴ H_Z的激光，激光器的功率为5.0×10^-3 W。普朗克常量h＝6.63×10^-34 J·s，该激光器每秒发出的光子数为___________。（结果保留三位有效数字）

（1）下列说法正确的是（选对一个给2分，选对两个给4分，选对三个给6分，选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型

B．在很多核反应中，由于有核能的释放，所以才会有质量的亏损

C．对放射性物质施加压力，其半衰期将减少

D．入射光的频率如果低于某金属的截止频率，即使增加该入射光的强度，也不能使该金属发生光电效应

E．康普顿效应不仅表明了光子具有能量，还表明了光子具有动量
（2）如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。在氢原子核外电子由量子数为 2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中，将     （填“吸收”、“放出”）光子。若该光子恰能使某金属产生光电效应，则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁的过程中，有     种频率的光子能使该金属产生光电效应。

（3）（9分) 如图所示，一质量m₁= 0.48kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上。车顶右端放一质量m₂= 0.2kg的小物块，小物块可视为质点。现有一质量m₀= 0.02kg的子弹以水平速度射中小车左端，并留在车中，最终小物块以5m/s的速度与小车脱离。子弹与车相互作用时间极短。g取10 m/s²。求：

① 子弹刚刚射入小车时，小车速度v₁的大小；
② 小物块脱离小车时，小车速度v₁′的大小。

用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光

A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大

B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大

C．通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻条纹间距大

D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大

彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的，如图所示为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中a、b为两束频率不同的单色光。对于这两束光，以下说法中正确的是     

A．单色光a比单色光b的频率高

B．由水射向空气，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角

C．在水中a光的传播速度小于b光的传播速度

D．如果b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应

金属钾的逸出功为2.21 eV，如图所示是氢原子的能级图，一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是：

A．2条

B．4条

C．5条

D．6条

下列说法中正确的是

A．一群处于n＝3能级的氢原子自发跃迁时能发出2种不同频率的光子

B．粒子散射实验揭示了原子具有核式结构

C．核反应1^2H＋1^3H→2^4He＋0^1n属于原子核聚变

D．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，遏止电压就越大

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

三种不同的入射光A、B、C分别射在三种不同的金属a、b、c表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长λ_A＞λ_B＞λ_C，则(　　)
A．用入射光A照射金属b和c，金属b和c均可发生光电效应现象
B．用入射光A和B照射金属c，均可使金属c发生光电效应现象
C．用入射光C照射金属a与b，金属a、b均可发生光电效应现象
D．用入射光B和C照射金属a，均可使金属a发生光电效应现象

用不同频率的光照射某金属，测量其反向遏止电压U_C与入射光频率ν，得到U_C-ν图象，根据图象求出该金属的截止频率ν_C=        Hz，金属的逸出功W=    eV，普朗克常量h=      J·s．

用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时, 电流表G的读数为0.2mA. 移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0. 则（    ）

A．光电管阴极的逸出功为1.8eV   
B．电键k断开后，没有电流流过电流表G
C．光电子的最大初动能为0.7eV 
D．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小