高中物理选修3-5第十七章《波粒二象性》单元测试

D.入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为2E是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转．则3.如图所示，以下说法正确的是()1

A.将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大B.如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数C.将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大D.将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零4.某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m、电荷量为e，则下列说法中正确的是A.用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v=B.阴极K金属的逸出功W0=hν1–eU1

2eU1mU12U21C.阴极K金属的极限频率νc=U1U2

D.普朗克常量h=e(U1U2)21

)5.下列说法正确的是(A.普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说B.汤姆孙发现了电子，表明原子具有核式结构2

C.卢瑟福的α粒子散射实验，揭示了原子核具有复杂的结构D.玻尔对原子模型提出了三点假设，成功解释了各种原子发光现象6.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．下列说法中正确的是()A.a光光子的频率大于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度B.a光光子的频率小于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度

C.如果使b光的强度减半，则在任何电压下，b光产生的光电流强度一定比a光产生的光电流强度小

如果a光能使该光电管产生光电流，则b光一定能使该D.另一个光电管加一定的正向电压，光电管产生光电流

7.关于光电效应，下列说法正确的是A.光照时间越长光电流越大

B.入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多

C.金属中的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属

D.不同频率的光照射同一种金属时，若均能发生光电效应，则频率越高，光电子的最大初动能越大

8.现用某一光电管进行光电效应实验，当用频率为v的光照射时，有光电流产生．下列说法正确的是

A.光照时间越长，光电流就越大B.减小入射光的强度，光电流消失

C.用频率小于v的光照射，光电效应现象消失D.用频率为2v的光照射，光电子的初动能变大

9.如图，当电键S断开时，用光子能量为3.1eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零由此可知阴极材料的逸出功为(

)

3

A.1.9eVB.0.6eVC.2.5eVD.3.1eV10.某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h表示普朗克常量，则激光器每分钟发射的光子数为(A.)B.PhchPcC.60phcD.60hpc二、多选题(本大题共5小题，共25.0分)11.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是()A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E.遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关12.在光电效应实验中，分别用频率为va、vb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb．h为普朗克常量．下列说法正确的是()A.若va＞vb，则一定有Ua＜UbB.若va＞vb，则一定有Eka＜EkaC.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Eka

D.若va＞vb，则一定有hvaEkbhvbEkb13.三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1＞λ2＞λ3)．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是(A.用光束1照射时，不能产生光电子B.用光束3照射时，不能产生光电子C.用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多)4

D.用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大14.在做光电效应的实验时，某种金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能Ek与入射光的频率的关系如图所示，由实验图象可求出A.该金属的极限频率和极限波长B.普朗克常量C.该金属的逸出功D.单位时间内逸出的光电子数E.任意入射光频率v时逸出的光电子的动能15.如图所示是甲、乙两种金属的光电子的最大初动能与入射光频率的关系图象，由图象可知()A.无论用什么金属做实验，图象的斜率不变甲金属发射的光电子的最大初动能比乙金属发射的光电子的最大初动能B.同一色光照射下，大照射甲金属的光的频率要比照射乙金属的光的频率大C.要获得相等的最大初动能的光电子，D.甲金属的逸出功比乙金属的逸出功大三、计算题(本大题共2小题，共25.0分)16.如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e，求：5

(1)光电子的最大初动能(2)从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能．17.如图所示装置，阴极K用极限波长λ0＝0.66μm的金属制成．若闭合开关S，用波长λ＝0.50μm的绿光照射阴极，调整两个极板电压，使电流表示数最大为0.μA，求：(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；(2)如果将照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．6

物理选修3-5第十七章《波粒二象性》测试答案

一、单选题(本大题共10小题，共50.0分)1.用如图所示装置做光电效应实验，下述正确的是()A.光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的B.实验现象揭示了光具有波动性C.实验中，光电子从锌板逸出，验电器带正电D.实验中，若用可见光照射锌板，也能发生光电效应【答案】C光电子最大初动能Ek与入射光频率v的关系图象，由图2.如图所示是某金属在光的照射下，象可知，下列不正确的是A.图线的斜率表示普朗克常量hB.该金属的逸出功等于EC.该金属的逸出功等于hv0

D.入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为2E【答案】D是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转．则3.如图所示，以下说法正确的是()7

A.将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大B.如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数C.将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大D.将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零【答案】D4.某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m、电荷量为e，则下列说法中正确的是A.用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v=B.阴极K金属的逸出功W0=hν1–eU1

2eU1mU12U21C.阴极K金属的极限频率νc=U1U2

D.普朗克常量h=【答案】ABC5.下列说法正确的是()e(U1U2)21

A.普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说B.汤姆孙发现了电子，表明原子具有核式结构C.卢瑟福的α粒子散射实验，揭示了原子核具有复杂的结构D.玻尔对原子模型提出了三点假设，成功解释了各种原子发光现象【答案】A6.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8

电压U的关系如图．下列说法中正确的是()A.a光光子的频率大于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度B.a光光子的频率小于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度C.如果使b光的强度减半，则在任何电压下，b光产生的光电流强度一定比a光产生的光电流强度小如果a光能使该光电管产生光电流，则b光一定能使该D.另一个光电管加一定的正向电压，光电管产生光电流【答案】D7.关于光电效应，下列说法正确的是A.光照时间越长光电流越大B.入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多C.金属中的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属D.不同频率的光照射同一种金属时，若均能发生光电效应，则频率越高，光电子的最大初动能越大【答案】D8.现用某一光电管进行光电效应实验，当用频率为v的光照射时，有光电流产生．下列说法正确的是A.光照时间越长，光电流就越大B.减小入射光的强度，光电流消失C.用频率小于v的光照射，光电效应现象消失D.用频率为2v的光照射，光电子的初动能变大【答案】D9.如图，当电键S断开时，用光子能量为3.1eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；电流表读数为零由此可知阴极材料的逸出功为(当电压表读数大于或等于0.60V时，)9

A.1.9eV【答案】CB.0.6eVC.2.5eVD.3.1eV10.某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h表示普朗克常量，则激光器每分钟发射的光子数为(A.)B.PhchPcC.60phcD.60hpc【答案】C二、多选题(本大题共5小题，共25.0分)11.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是()A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E.遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关【答案】ACE12.在光电效应实验中，分别用频率为va、vb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb．h为普朗克常量．下列说法正确的是()A.若va＞vb，则一定有Ua＜UbB.若va＞vb，则一定有Eka＜EkaC.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Eka

D.若va＞vb，则一定有hvaEkbhvbEkb【答案】C13.三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1＞λ2＞λ3)．分别用这三束光照射同一种10

金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是(A.用光束1照射时，不能产生光电子B.用光束3照射时，不能产生光电子C.用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D.用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大【答案】AC)14.在做光电效应的实验时，某种金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能Ek与入射光的频率的关系如图所示，由实验图象可求出()A.该金属的极限频率和极限波长B.普朗克常量C.该金属的逸出功D.单位时间内逸出的光电子数E.任意入射光频率v时逸出的光电子的动能【答案】ABC15.如图所示是甲、乙两种金属的光电子的最大初动能与入射光频率的关系图象，由图象可知()A.无论用什么金属做实验，图象的斜率不变甲金属发射的光电子的最大初动能比乙金属发射的光电子的最大初动能B.同一色光照射下，大照射甲金属的光的频率要比照射乙金属的光的频率大C.要获得相等的最大初动能的光电子，D.甲金属的逸出功比乙金属的逸出功大11

【答案】AB三、计算题(本大题共2小题，共25.0分)16.如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e，求：(1)光电子的最大初动能(2)从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能．【答案】(1)h

c

W(2)h

c

WeU

【解析】(1)当光电子以最大初动能逸出，且方向垂直与B板，所需的时间最短，根据光电效应方程得,最大初动能为：Ekmh

c

W；(2)能以最短时间到达A板的光电子，是初动能最大且垂直于板面B板的电子，设到达A板的动能为EKA；根据动能定理得：eUEKAEkm，则到达A板的动能为：EKAEkmeUh

c

WeU．17.如图所示装置，阴极K用极限波长λ0＝0.66μm的金属制成．若闭合开关S，用波长λ＝0.50μm的绿光照射阴极，调整两个极板电压，使电流表示数最大为0.μA，求：(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；(2)如果将照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．【答案】(1)4.0×1012个9.6×10－20

J(2)8.0×1012个9.6×10－20

J【解析】(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A,阴极每秒钟发射的光电12

Imax0.106子个数n4.01012个19e1.610

根据光电效应方程，光电子最大初动能Ekh

c

h

c

09.61020J

(2)如果照射光的频率不变,光强加倍,根据光电效应实验规律,阴极每秒钟发射的光电子数：n2n8.01012个光电子的最大初动能仍然是Ekm9.610

20

J

13