高考物理一轮复习基础测试题 (24)
高考物理一轮复习基础测试题 （24）
A ．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B ．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应
C ．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小
D ．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大
解析：根据光电效应规律可知A 正确，B 、C 错误．根据光电效应方程12
mv 2m ＝hν－W ，频率ν越高，初动能就越大，D 正确．
答案：AD
2．下列说法正确的是( )
A ．光子射到金属表面时，可能有电子发出
B ．光子射到金属表面时，一定有电子发出
C ．电子轰击金属表面时，可能有光子发出
D ．电子轰击金属表面时，一定没有光子发出
解析：当光子频率大于极限频率，就会发生光电效应，A 项对；X 射线管就是利用了电子轰击金属表面时能产生光子的，C 项正确．
答案：AC
3．对爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W ，下面的理解正确的是( )
A ．只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能E k
B ．式中的W 表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功
C ．逸出功W 和极限频率ν0之间应满足关系式W ＝hν0
D ．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比
解析：爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 中的W 表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值，对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的，其他光电子的初动能都小于这个值，故A 、B 错误．若入射光的频率恰好是极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是0，因此有W ＝hν0，C 对．由E k ＝hν－W 可知E k 和ν之间是一次函数关系，但不是成正比关系，D 错误．
答案：C
4．(2010年高考江苏单科)研究光电效
应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是________．
解析：虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以截止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C.
答案：C
5．(探究创新)太阳能光电直接转换的基本原理是利用
光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能．如图所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．
(1)在图上标出电源和电流表的正、负极．
(2)入射光应照射在________极上．
(3)若电流表读数是10 μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是________个．
答案：(1)电源左边为正极，右边为负极电流表是上正下负
(2)B(3)6.25×1013
6．如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验
电器指示归零．用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接
着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此
现象说明锌板带________电(选填“正”或“负”)；若改用红外线
重复以上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属
锌的极限频率________红外线的频率(选填“大于”或“小于”)．
解析：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因锌板被紫外线照射后发生电效应射出电子而带正电，故橡胶棒的负电荷与锌板正电荷中和一部分后，验电器指针偏角变小，用红外线照射锌
板，验电器指针偏角不变，说明锌板未发生光电效应，说明锌板的极限频率大于红外线的频率．
答案：正 大于
7．已知金属铯的逸出功为 1.9 eV ，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大初动能为 1.0 eV ，求入射光的波长应为多少？
解析：据光电效应方程E k ＝hν－W 0可得入射光的频率为ν＝E k ＋W 0h ，由c ＝νλ 可得入射光的波长为
λ＝c ν＝hc E k ＋W 0＝ 6.63×10－34×3×1081.0＋1.9×1.6×10－19 m ＝4.3×10－7 m.
答案：4.3×10－7 m
8．用功率P 0＝1 W 的光源，照射离光源r ＝3 m 处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长λ＝663 nm 的单色光，试计算：
(1)1 s 内打到金属板 1 m 2面积上的光子数；
(2)若取该金属原子半径r 1＝0.5×10
－10m ，则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能
接收到一个光子？
解析：(1)离光源r ＝3 m 处的金属板每m 2面积上单位时间内接收的光能 E 0＝P 0t /(4πr 2)＝8.85×10－3J
每个光子的能量E ＝h c λ＝3×10
－19J.
所以，每秒接收的光子数
n ＝8.85×10－33×10
－19＝2.95×1016个． (2)每个原子的截面积为
S 1＝πr 21＝7.85×10－21 m 2 把金属板看成由原子密集排列组成的，则面积S 1上接收的光的功率
P ′＝8.85×10－3×7.85×10－21 W ＝6.95×10－23 W
每两个光子落在原子上的时间间隔
Δt ＝E P ′＝3×10－196.95×10－23
s ＝4 317 s. 答案：(1)2.95×1016个 (2)4 317 s
9．太阳光垂直射到地面上时，地面上 1 m 2接收的太阳光的功率为 1.4 kW ，其中可见光部分约占 45%.假如认为可见光的波长约为
0．55 μm，日地间距离R ＝1.5×1011m.普朗克常量h ＝6.6×10－34J·s，估算太阳每秒辐
射出的可见光光子数为多少？
解析：设地面上垂直阳光的 1 m 2
面积上每秒钟接收的可见光光子数为n .则有P ×45%＝n ·h c λ
解得n ＝0.45λP hc ＝0.45×0.55×10－6×1.4×103
6.6×10－34×3×10
8 ＝1.75×1021个
设想一个以太阳为球心，以日、地距离为半径的大球包围着太阳．大球面接收的光子数即等于太阳辐射的全部光子数．则所求可见光光子数 N ＝n ·4πR 2＝1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)2
＝4.9×1044
个
答案：4.9×1044个