高中物理光电效应实验试题

【物理一选修3-5】
（1）在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为v₀，现用频率大于v₀的光照射在阴极上，当在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零。由以上信息可知：光电子的最大初动能为_________；若入射光频率为v（v>v₀），则光电子的最大初动能为_________。

（2）如图所示，三个质量分别为3kg、1kg、1kg的木块A、B、C放置在光滑水平轨道上，开始时B、C均静止，A以初速度v₀=5m/s向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变。

①求B与C碰撞前B的速度大小。
②若A与B的碰撞时间约为0.01s，求B对A的作用力F。

[选修3-5]
（1）关于下列四幅图的说法，正确的是        。

A.甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线3为β射线
B.乙图中，电子处在n=2轨道上比处在n=4轨道上离核的距离近
C.丙图为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子核具有复杂结构
D.丁图为核反应堆示意图，它是利用了铀核聚变反应所释放的能量
（2）在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为v₀，现用频率大于v₀的光照射在阴极上，当在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零。由以上信息可知：光电子的最大初动能为_________；若入射光频率为v（v>v₀），则光电子的最大初动能为_________。

（3）如图所示，三个质量分别为3kg、1kg、1kg的木块A、B、C放置在光滑水平轨道上，开始时B、C均静止，A以初速度v₀=5m/s向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。

在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管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．	乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
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

以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内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，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为v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．

B．

C．

D．

诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯的主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为  10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P的位置不变，以下判断正确的是（ ）

A．光电管阴极材料的逸出功为4.5eV
B．若增大入射光的强度，电流计的读数不为零
C．若用光子能量为12eV的光照射阴极K，光电子的最大初动能一定变大
D．若用光子能量为9.5eV的光照射阴极K，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零

如图所示是测定光电效应产生的光电子比荷的简要实验原理图，M、N两块平行板相距为d，其中N板受紫外线照射后，将在N板的上侧空间发射沿不同方向、不同初动能的光电子，有些落到M板形成光电流，从而引起电流计G的指针偏转，若调节R₀逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表示数为U时，电流恰好为零。切断开关，在MN间加垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感强度，也能使电流减小，当磁感强度为B时，电流恰为零。试求光电子的比荷e／m？

用波长为的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是。由此可知，钨的极限频率是（）（普朗克常量），光速，结果取两位有效数字）

A．

B．

C．

D．

在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管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．	乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
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

如图所示的四个实验示意图中，能揭示光的粒子性的是（ ）

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，电流表示数不为零.移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表示数为0，则（   ）

A．光电管阴极的逸出功为1.8eV

B．电键S断开后，有电流流过电流表

C．光电子的最大初动能为0.7eV

D．改用能量为1.6eV的光子照射，电流表也有电流，但电流较小

对于红、黄、绿三种单色光，下列说法中不正确的是（   ）

A．在同一种均匀介质中，红光的传播速度最小

B．以相同的入射角从空气进入水中，则红光的折射角最大，绿光的折射角最小

C．黄光照射到某金属时，能产生光电效应现象，若用绿光照射该金属，一定能产生光电效应现象

D．三种单色光分别照射到同一双缝，都能得到清晰的干涉条纹，红光的干涉条纹间距最大

[物理—选修3—5]
（1）下列说法正确的是         。

A．光电效应现象显示了光的粒子性，它否定了光的波动性

B．为了解释原子光谱的不连续性，普朗克提出能量量子化观点

C．某元素原子核内的质子数决定了核外电子的分布，进而决定了该元素的化学性质

D．核力是短程力，在其作用范围内，随核子间距离的变化可以表现为引力也可以表现为斥力

（2）贫铀合金具有高密度、高强度、高韧性的特点，用它做弹芯穿甲能力强，可以摧毁坚固的目标。贫铀弹的重要原料是铀238，具有放射性，放出的射线对人体会造成严重的伤害，因此爱好和平的人们都反对使用贫铀弹。若某静止的铀核（）发生衰变生成钍核（Th），并同时放出能量为E的光子，已知铀核的质量为，钍核的质量为粒子的质量为。
①写出核反应方程。
②若放出的光子动量可忽略，求衰变生成的粒子的速率。

在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如图，并记录相关数据。对于这两组实验，下列判断正确的是（填正确答案标号，选对1个给3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同

B．饱和光电流一定不同

C．光电子的最大初动能不同

D．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同

E．分别用不同频率的光照射之后绘制Uc～图像（为照射光频率，下右图为其中一小组绘制的图像），图像的斜率可能不同

(4分)下列说法正确的是         

A．医学上利用γ射线治疗肿瘤主要是利用了γ射线的穿透能力强的特点

B．若用频率更高的单色光照射时，同级牛顿环半径将会变大

C．车站、机场等处安检用的非接触式红外温度计利用了红外线的热效应

D．麦克耳孙-莫雷实验表明：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的

E．光的偏振现象证明了光波是纵波   
F．在发射无线电波时，需要进行解调
G．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
H．考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度长

在如图5所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻呵视为不变），R₁、R₂为定值电阻，R₃为光敏电阻，其阻值：犬小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射R₃的光的强度减弱，则                （   ）

A．电压表的示数变大

B．小灯泡消耗的功率变小

C．通过R2的电流变小

D．电源阳极问的电压变小