2 科学的转折：光的粒子性知识点题库

下列说法正确的是（）

A . 卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型 B . 某些原子核能够放射出β粒子，说明原子核内有β粒子 C . 某种色光照射金属发生光电效应，若增大光照强度，则单位时间内发射的光电子数增加 D . 一个氘核的质量小于一个质子和一个中子的质量和

在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定不同的是（）

A . 遏止电压 B . 饱和光电流 C . 光电子的最大初动能 D . 逸出功

如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放电器、电磁继电器等几部分组成．

（1）示意图中，a端应是电源极．
（2）光控继电器的原理是：当光照射光电管时，（A或K）极发射电子，电路中产生，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M，将衔铁N吸住．无光照射光电管时，电路中（仍有、没有）电流，衔铁N自动离开M．
（3）当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法正确．

A . 增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大 B . 增大绿光照射强度，电路中光电流增大．

爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E_km与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν₀为极限频率．从图中可以确定的是（）（填选项前的字母）

A . 逸出功与ν有关 B . E_km与入射光强度成正比 C . 当ν＞ν₀时，会逸出光电子 D . 图中直线的斜率与普朗克常量有关 E . 遏止电压的大小只由入射光的频率决定．

根据所学知识完成题目：

（1）如图用弧光灯照射锌板做光电效应实验，有光电子从锌板逸出，验电器带电．
（2）以下关于该实验的说法中正确的是

A . 实验中，若用γ射线照射锌板，不能发生光电效应 B . 实验中，若用可见光照射锌板，也能发生光电效应 C . 发生光电效应时，入射光越强，单位时间产生的光电子数越多 D . 发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大．

如图所示，当开关 $\text{[math]}$ 断开时，用光子能量为 $\text{[math]}$ 的一束光照射阴极 $\text{[math]}$ ，发现电流表的读数不为0，闭合开关 $\text{[math]}$ ，调节滑动变阻器，发现当电压表的读数小于 $\text{[math]}$ 时，电流表的读数仍不为0；当电压表的读数大于或等于 $\text{[math]}$ 时，电流表的读数为0，则（）

A . 电源的左侧为负极 B . 阴极 $\text{[math]}$ 材料的逸出功为 $\text{[math]}$ C . 光电子的最大初动能为 $\text{[math]}$ D . 若入射光的频率加倍，则光电子的最大初动能也加倍

小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10^-34J·s。

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（1）图中电极A为光电管的（填“阴极”或“阳极”）；
（2）实验中测得铷的遏止电压U_C与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率ν₀=Hz，逸出功W₀=J；
（3）如果实验中入射光的频率ν=7.00×10¹⁴Hz，则产生的光电子的最大初动能E_k=J.(计算结果均保留三位有效数字)

太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点，借助太阳帆为动力的航天器无须携带任何燃料．在太阳光光子的撞击下，航天器的飞行速度会不断增加，并最终飞抵距地球非常遥远的天体．现有一艘质量为m的太阳帆飞船在太空中运行，其帆面与太阳光垂直．设帆能90%地反射太阳光，帆的面积为S，且单位面积上每秒接受到的太阳辐射能量E₀ ，已知太阳辐射的光子的波长绝大多数集中在波长为2×10^-7m～1×10^-5m波段，计算时可取其平均波长为λ₀ ，且不计太阳光反射时频率的发化．已知普朗克常量h

（1）每秒钟射到帆面的光子数为多少？
（2）由于光子作用，飞船得到的加速度为多少？

用光子能量为5.0eV的一束光照射阴极P，如图，当电键K断开时。发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于1.60V时，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为（）

A . 1.6eV B . 2.2eV C . 3.0eV D . 3.4eV

图甲为利用光电管研究光电效应的电路图，其中光电管阴极K的材料是钾，钾的逸出功为 $\text{[math]}$ 。图乙为实验中用某一频率的光照射光电管时，测量得到的光电管伏安特性曲线，当 $\text{[math]}$ 时，光电流刚好截止。已知 $\text{[math]}$ 。求

（1）本次实验入射光的频率是多少？
（2）当 $\text{[math]}$ 时，光电子到达阳极A的最大动能是多少？

小李用某金属为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置如图甲所示；实验中测得该金属的遏止电压U_c与入射光频率v之间的关系如图乙所示。已知普朗克常量h＝6.63x10^﹣34J•S，则下列说法正确的是（　　）

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A . 探究遏止电压U_c与入射光频率v之间的关系时，图甲中电源的左侧是正极 B . 图甲中电极K为光电管的阴极 C . 该金属的逸出功约为3.41×10^﹣39J D . 如果用频率为7.00×10¹⁴Hz的光入射，则产生光电子的最大初动能约为1.23×10^﹣19eV

某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。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，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能E_k。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，则下列关系式中正确的是（）

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A . 用频率为ν₁的光照射时，光电子的最大初速度 $\text{[math]}$ B . 阴极K金属的逸出功 $\text{[math]}$ C . 阴极K金属的极限频率 $\text{[math]}$ D . 普朗克常量 $\text{[math]}$

对黑体辐射的研究中，我们发现，物质吸收或发射能量是不连续的，于是提出能量量子化的理论，那么这位科学家是（）

A . 牛顿 B . 开普勒 C . 普朗克 D . 阿基米德

现有 $\text{[math]}$ 三束单束光，其波长关系为 $\text{[math]}$ .当用 $\text{[math]}$ 光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为 $\text{[math]}$ ，若改用 $\text{[math]}$ 光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为 $\text{[math]}$ ，当改用 $\text{[math]}$ 光束照射该金属板时（）

A . 能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为 $\text{[math]}$ B . 能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为 $\text{[math]}$ C . 能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为 $\text{[math]}$ D . 由于 $\text{[math]}$ 光束光子能量最小，该金属板不会发生光电效应

关于光的波粒二象性，以下说法中正确的是( )

A . 光的波动性与机械波，光的粒子性与质点都是等同的 B . 光子和质子、电子等是一样的粒子 C . 大量光子易显出粒子性，少量光子易显出波动性 D . 紫外线、X射线和γ射线中，γ射线的粒子性最强，紫外线的波动性最显著

以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子极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k、A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）（）

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A . U= $\text{[math]}$ - $\text{[math]}$ B . U= $\text{[math]}$ - $\text{[math]}$ C . U=2hv-W D . U= $\text{[math]}$ - $\text{[math]}$

在光电效应实验中，某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，下列说法正确的是（）

A . 甲光频率大于丙光的频率 B . 甲光的光强大于乙光的光强 C . 采用不同色光照射时，光电管阴极金属的逸出功不同 D . 乙光在水中的传播速度比丙光在水中的传播速度大

如图甲所示，某同学探究光电效应实验中遏止电压Uc随入射光频率 $\text{[math]}$ 变化的关系。现用单色光照射光电管的阴极K，发生了光电效应。图乙为测得的遏止电压Uc随入射光频率 $\text{[math]}$ 变化的关系图像。已知图线的横坐标截距为 $\text{[math]}$ ，斜率为k，普朗克常量为h，则该光电管阴极材料的逸出功为，若换用不同阴极材料制成的光电管， $\text{[math]}$ 图像的斜率（选填“不变”或“改变”）。

金属甲和金属乙发生光电效应时，光电子的最大初动能 $\text{[math]}$ 与入射光的波长倒数 $\text{[math]}$ 的关系如图所示，已知普朗克常量为h，真空中的光速为c。则（）

A . 金属甲、乙的 $\text{[math]}$ - $\text{[math]}$ 围线的斜率均等于h B . 金属乙的逸出功为hcb C . 要使金属甲发生光电效应，入射光的波长需要大于 $\text{[math]}$ D . 能使金属乙发生光电效应的入射光，一定能使金属甲发生光电效应

探究光电效应规律的实验装置图如图甲所示，在实验中测得截止电压 $\text{[math]}$ 与入射光频率 $\text{[math]}$ 之间的关系如图乙所示，已知电子的电荷量为e，下列说法正确的是（）

A . 电源的右端为正极 B . 光电子的最大初动能与入射光频率成正比 C . 普朗克常量为 $\text{[math]}$ D . 该金属的极限频率为 $\text{[math]}$

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