光电效应0.85体验-2025年1月24日高中物理作业

1. 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（　　）
A．B．
C．D．

2. 下列实验中，能证实光具有粒子性的是（　　）
A．α粒子散射实验B．光电效应实验
C．光的单缝衍射实验D．光的双缝干涉实验

3. 如图是研究光电效应的装置，用某一频率的光束照射金属板，有粒子逸出，则（　　）
A．逸出的粒子带正电
B．改变光束的频率，金属的逸出功随之改变
C．减小光束的光强，逸出的粒子初动能减少
D．减小光束的频率，金属板可能没有粒子逸出

4. 在光电效应中，若有N个频率为的光子打在金属板上，这些光子的总能量为（h为普朗克常量）（　　）
A．B．C．D．

5. 分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（　　）
A．B．C．D．

6. 一盏灯发光功率为100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长6.0×10－7m，在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子（能量子）数约为（普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s）（　　）
A．2×1015B．2×1016
C．2×1017D．2×1023

7. 用图甲所示的装置研究光电效应，闭合S，用频率为υ的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率υ的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，－b）。下列说法正确的是（　　）
A．该光电管阴极的截止频率为a
B．断开开关S后，电流表G的示数为零
C．普朗克常量为h＝
D．仅增大入射光的光强，则遏止电压也随之增大

8. 下列说法正确的是（　　）
A．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
B．冷的物体只吸收电磁波
C．能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比
D．在黑体辐射实验中，随温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

9. 下列关于热辐射和黑体辐射的说法正确的是（　　）
A．只有一部分物体辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的强度与温度无关
C．黑体不可以向外辐射电磁波D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波

10. 图甲是"探究光电效应"的实验电路图，光电管截止电压U0随入射光频率ν的变化规律如图乙所示。下列判断正确的是（　　）
A．入射光的频率ν不同时，截止电压Uc不同
B．入射光的频率ν不同时，Uc-ν图像的斜率不同
C．图甲所示电路中，当电压增大到一定数值时，电流表的示数将达到饱和电流
D．只要入射光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同

11. 如图所示，某种单色光射到光电管的阴极上时，电流表有示数，则不正确的是（　　）

A．增大单色光的强度，电流表的示数将增大
B．滑片P向左移，电流表示数将减小，甚至为零
C．滑片P向左移，电流表示数将增大
D．入射的单色光的频率必须大于阴极材料的截止频率

12. 光电管的原理图如图所示，已知当有波长为的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（　　）
A．若减小入射光强度，电路中可能没有光电流
B．若增加电路中电源电压，电路中光电流可能先增大后不变
C．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生
D．若换用波长为λ1（λ1>λ0）的光照射阴极K，电路中一定没有光电流

13. 如图是一种工业用的辐射式温度计，是根据黑体辐射规律设计的，通过检测物体辐射强度，推知物体的辐射温度。如果被测物体的温度升高了，关于物体的辐射强度以及辐射强度的极大值移动方向，正确的是（　　）

   

A．辐射强度增大，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．辐射强度增大，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．辐射强度减小，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
D．辐射强度减小，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

14. 1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，关于能量子假说，下列说法不正确的是（　　）
A．物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的
B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子”
C．能量子假说中的能量子的能量，为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量
D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的

15. a、b、c不同频率光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，测得3条电流随电压变化的图像如图乙所示，则下列推断正确的是（　　）

   

A．色光c的频率最小、光强最大
B．色光a的频率最大、光强最弱
C．若色光b的强度减为原来的一半，则可能不再会发生光电效应
D．色光a产生照射时，光电子的初动能最大

16. 某同学用如图所示装置研究光电效应现象，所用光源的功率相同，可输出不同频率的单色光，回路中的最大光电流为，假设发生光电效应时一个光子能打出一个光电子，则下列最大光电流与光源频率间的关系图象正确的是（　　）
A．B．
C．D．

17. 从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压与入射光频率，作出图乙所示的图象，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。已知电子的电荷量为e，则下列普朗克常量h的表达式正确的是（　　）

A．B．
C． D．

18. 如图所示，用一束太阳光去照射横截面为三角形的玻璃砖，在光屏上能观察到一条彩色光带。下列说法正确的是（　　）

A．玻璃对b光的折射率大
B．c光子比b光子的能量大
C．此现象是因为光在玻璃砖中发生全反射形成的
D．减小a光的入射角度，各种色光会在光屏上依次消失，最先消失的是b光

19. 图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用a、b、c三束光照射光电管得到的光电流与两极间电压的关系图像。下列说法正确的是（       ）
   
A．在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值
B．b光的波长大于c光的波长
C．a光与c光的光照强度相同
D．当开关断开时，电流表的示数为零

20. 如图所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是（             ）
A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转
B．用红光照射锌板，验电器指针会发生偏转
C．锌板带的是负电荷
D．使验电器指针发生偏转的是正电荷

21. 如图是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。用频率为v1的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U1；用频率为v2的光照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数U2。
（1）实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动？
（2）已知电子的电荷量为e，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式。
（3）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱。有一微波武器，其发射功率P为3×107 W。若发射的微波可视为球面波，请估算引起神经混乱的有效攻击的最远距离。（估算中取π ≈ 3）



Keys

1. A.
【详解】
黑体辐射的特点是：一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
故选A。
2. B.
【详解】
A．α粒子散射实验说明原子具有核式结构，与光的性质没有关系，A错误；
B．光电效应实验证实光具有粒子性，B正确；
CD．光的单缝衍射实验和光的双缝干涉实验都说明光具有波动性，CD错误。
故选B。
3. D.
【详解】
A.光电效应逸出的是光电子，带负电，A错误；
B.金属的逸出功与光束的频率无关，只与金属本身有关，B错误；
C.发生光电效应时，逸出光电子的初动能与照射光的频率有关，与光强无关，C错误；
D.减小光束的频率，金属板可能没有粒子逸出，D正确；
故选D。
4. C.
【详解】
光子的能量与频率有关，一个光子的能量为，其中h为普朗克常量，则N个光子的能量为。
故选C。
5. A.
【详解】
由光电效应方程得


又Ek2=2Ek1，联立得金属板的逸出功


故选A。
6. C.
【详解】
在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子的能量为

一个光子的能量为

1m2的面积每秒通过的光子（能量子）数约为

故选C。
7. A.
【详解】
A．使光电子的最大初动能恰好为零时的频率为截止频率，所以该光电管阴极的截止频率为a，故A正确；
B．断开开关S后，虽然此时光电管之间正向电压为零，但仍有光电子可以到达阳极从而形成光电流使电流表G的示数不为零，若要使电流表G的示数为零，必须加反向电压，故B错误；
C．根据爱因斯坦光电效应方程有

结合题给图像可得

故C错误；
D．遏止电压只与入射光的频率有关，与光强无关，故D错误。
故选A。
8. C.
【详解】
A．一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类及表面情况有关，故A错误；
B．一切物体不仅吸收电磁波，同时也在向外辐射电磁波，故B错误；
C．根据量子化的理论，能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比，即


故C正确；
D．根据量子化的理论，黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D错误。
故选C。
9. D.
【详解】
A．一切物体都在辐射电磁波，A错误；
B．实际物体辐射电磁波的情况与温度、表面状况、材料种类都有关，B错误；
C．黑体可以向外辐射电磁波，C错误；
D．能100%吸收入射到其表面的各种波长的电磁波，这样的物体称为黑体，D正确。
故选D。
10. A.
【详解】
A．根据，可知入射光的频率不同时，电子的最大初动能不同，又


得


可见入射光的频率不同时，截止电压不同，A项正确；
B．由


知图像的斜率


与入射光的频率无关，B项错误；
C．图甲所示电路中，必须把电源正负极反接，才能用来验证光电流与电压的关系，即当电压增大到一定数值时，电流表的示数变为零，C项错误；
D．根据可知，光电子的最大初动能与入射光的光照强度无关，D项错误．
故选A。
11. C.
【详解】
A．增大单色光的强度，则产生的光电流增大，电流表的示数增大，故A正确；
BC．滑片P向左移时，K极的电势比A极的高，光电管上加的是反向电压，故滑片左移的过程中，电流表示数将减小，甚至为零，故B正确，C错误；
D．单色光射到光电管的阴极时，电流表有示数，说明发生了光电效应，因此入射的单色光的频率必须大于阴极材料的截止频率，故D正确。
故选C。
12. B.
【详解】
A．能否发生光电效应与光的频率有关，与光的强度无关，减小入射光强度，光电流减小，不可能没有，A错误；
B．增加电路中电源电压，电路中光电流增大，当达到饱和电流时光电流不再变化，B正确；
C．若将电源极性反接，电路中不一定没有光电流，只有当U>Uc时才遏止住最大初动能的光电子，没有电流产生，C错误；
D．当时，可能入射光频率仍然大于截止频率，还可以发生光电效应，D错误。
故选B。
13. B.
【详解】
黑体辐射其特点是随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，所以各种热辐射的强度都增大，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
故选B。
14. D.
【详解】
AD．能量子假说认为，物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，故A正确，D错误；
B．能量子假说认为，物质发射（或吸收）能量时，能量不连续，是一份一份进行的，每一份能量单位，称为“能量子”，故B正确；
C．能量子的能量，其中为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，故C正确。
本题选择不正确的，故选D。
15. D.
【详解】
AB．由图乙可知a光的遏止电压最大，c光的遏止电压最小，根据光电效应方程，可知a光的频率最大，c光的频率最小；由乙图可知a光的饱和光电流最小，c光的饱和光电流最大，光强大小无法判定，故AB错误；
C．若色光b的强度减为原来的一半，但是b光的频率不变，则一定能发生光电效应，故C错误；
D．由于色光a的频率最大，由，可知色光a产生照射时，光电子的初动能最大，故D正确。
故选D。
16. B.
【详解】
设光源单位时间内发出的光子数为n，发出光的频率为，则有


变式有


可知光源功率相同时越大，n越小，在未发生光电效应前，即光源频率小于阴极K的截止频率时，回路中没有光电流产生，故B正确，ACD错误。
故选B。
17. A.
【详解】
根据爱因斯坦光电效应方程及动能定理，得

所以图象的斜率

故选A。
18. B.
【详解】
AB．由光路可知，c光的偏折程度较大，可知玻璃对c光的折射率大，则c光的频率较大，根据可知，c光子比b光子的能量大，选项A错误，B正确；
C．此现象是因为光在玻璃砖中发生折射形成的，选项C错误；
D．因

可知，c光的临界角较小，若减小a光的入射角度，各种色光在右侧面的入射角变大，c光的入射角最先达到临界角发生全反射，则最先消失的是c光，选项D错误。
故选B。
19. A.
【详解】
A．由图乙可知在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，图线接近与横轴平行，光电流趋于一个饱和值，故A正确；
B．用a、b、c三束光照射相同的光电管，逸出功相同，根据功能关系有


图线b的截止电压比图线c的截止电压大，b光的频率比c光的频率高，根据


可知b光的波长小于c光的波长，故B错误；
C．由图乙可知图线a的截止电压与图线c的截止电压相同，两次光的频率相同，图线a的饱和光电流比图线c的饱和光电流大，说明a光照射强度比c光的光照强度强，故C错误；
D．当开关断开时，光照射光电管仍然会发生光电效应，电流表、光电管和滑动变阻器组成一个闭合电路，电流表的示数不为零，故D错误。
故选A。
20. AD.
【详解】
将擦得很亮的锌板与验电器连接，用弧光灯照射锌板（弧光灯发出紫外线），验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电．这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出，锌板带正电；红光不能使锌板发生光电效应。综上分析，AD正确。
故选AD。
21. （1）a端；（2）；（3）R = 100 m.
【详解】
（1）由于调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，光电管的电压对电子减速，即K电势高，则滑片P向a端移动。   
（2）设材料的逸出功为W，据光电效应方程

解得                            

（3）设有效攻击的最远距离为R，单位面积接收的功率为P0，则有

解得                         

R = 100 m