物理必修3原子结构和波粒二相性实验题含答案10道题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：
___________一、实验题1．通过如图甲所示的实验装置进行光电效应实验时，若测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率υ的关系图像
如图乙所示，图中频率υ1、υ2，遏止电压Uc1、Uc2及电子的电荷量e均为已知，可以求得普朗克常量h=______________
，该金属的截止频率υ0=_______________2．如图，光滑轨道abc固定在竖直平面内，一质量为m的小球A从高H1静止落下
，在b处与一质量为m的滑块B相撞后小球A静止，小球A的动能全部传递给滑块B，随后滑块B冲上高为H2的c处。求∶(1)滑块B在c的速
度大小______。(2)若将此过程类比为光电效应的过程，则∶小球A类比为__________；滑块B为___________；分
析说明∶_______类比为极限频率v0。3．如图甲所示是使用光电管的原理图，当频率为的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过
。(1)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则阴极K的逸出功为_____（已知电子电荷量为e，普朗克常量h）。(2)如果不
改变入射光的强度，而增大入射光的频率，则光电子的最大初动能将_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。(3)用不同频率的光照射
某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，得到Uc﹣ν图象如图乙所示，根据图象求出该金属的截止频率νc=_____
Hz，普朗克常量h=_____J?s（已知电子电荷量e=1.610﹣19C）。4．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。其原理是：当光照射光电管时电路中产生光电流，经放大器放大的电
流产生的磁场使铁芯M被磁化，将衔铁N吸住。当光照消失时，电路中电流消失，衔铁N自动离开M。(1)示意图中，为了尽可能增大光电流，a
端应是电源的______极（填“正”或“负”）。(2)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法正确的是_____。
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C．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能不
变D．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能变大(3)已知用光照强度为Ja的a光和光照强度为Jb的b光照射该光电管，分别产生
的光电流I随电源电压U的关系如图中曲线所示（其中电源按(1)问连接时电压为正），且在电源电压和入射光频率确定时，光电流与光照强度成
正比。则a光的频率______b光的频率（填“大于”“小于”“等于”或“无法比较”）。实验发现，用光照强度为Ja的a光照射该光电管
时，电压须大于+0.2V，继电器才能将衔铁吸附。若用光照强度为Jb的b光照射该光电管，调整电源电压，当继电器刚好不能将衔铁吸附时，
电源电压为_____V（需指出正负）；若将电源电压调整为+1.6V，用a光照射该光电管，能使继电器将衔铁吸附的最小光强为_____
_Ja（结果保留两位有效数字）。5．为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光子”的概念，并给出了光电效应方程。但这一观点一度受到质
疑，密立根通过下述实验来验证其理论的正确性，实验电路如图甲所示。(1)为了测量遏止电压与入射光频率的关系，实验中双刀双掷开关应向_
______闭合（填“上”或“下”）；(2)如果实验所得图象如图乙所示，其中、、为已知量，元电荷带电量为e，那么：①只需将____
______与普朗克常量h进行比较，若在误差许可的范围内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的；②该实验所用光电管的K极材料的逸
出功为__________。6．从1907年起，美国物理学家密立根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1所示
的实验装置测量某金属的遏止电压与入射光频率，作出的图象图，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．求：（1）普朗克常量______（2）该金属的截止频率______（已知量：频率、，遏止电压、及电子的电荷
量）。7．如图甲所示为光电管的原理图，当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过：(1)当变阻器的滑片P向______
______滑动时（填“左”或“右”），通过电流表的电流将会减小；(2)由乙图I－U图像可知光电子的最大初动能为_________
______；(3)如果不改变入射光的频率，而减小入射光的强度，则光电子的最大初动能____________（填“增加”、“减小
”或“不变”）。8．如图所示，在演示光电效应的实验中，用弧光灯发出的紫外光照射锌板，发现与锌板导线相连接的验电器的指针张开一个角度
，此时锌板带________（选填“正电”、“负电”），若用下列电磁波照射锌板也一定能使验电器指针张开的是___________（
选填“红外光”、“γ射线”、“无线电波”）。9．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克
常量h＝6.63×10－34J·s。(1)图甲中电极A为光电管的________（选填“阴极”或“阳极”）；(2)实验中测得铷的遏
止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝_____Hz。10．如图所示是研究光电效应规律的电路。图中标有
A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。（1）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；则光电管阴极材料
的逸出功为________eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数__________；(选填“为零”、或“不
为零”)（2）用强黄光、弱黄光、强蓝光、弱蓝光分别照射同一个光电管做光电效应实验，得到四条光电流I与电压U的关系曲线，如图所示(
其中有一条曲线图中未画出)，则曲线甲对应的入射光为_________(填“强黄光”、“弱黄光”、“强蓝光”或“弱蓝光”)，曲线丙对
应的入射光为_________。(填“黄光”或“蓝光”)参考答案1．【解析】【分析】【详解】[1]由爱因斯坦光电效应方程可得由
动能定理可得联立可得结合图象斜率则有变形得[2]当，，则有解得在表达式中，当时，对应的频率为该金属的截止频率，由有联立可得2．A
球相当于光子B相当于光电子H2相当于极限频率【解析】【分析】【详解】(1)[1]A球运动到b处过程机械能守恒，由机械能守恒定
律得E=mgH1然后将这部分能量传递给B，设B球在c处的速度为v，由机械能守恒定律得mgH1＝mgH2+mv2解得(2)[2][3
][4]A、B碰撞过程与光电效应相类似，光电效应过程光子与原子中的电子碰撞，电子吸收光子的能量，电子成为光电子，由此可知，A球相当
于光子，B相当于光电子，H2相当于极限频率；3．变大【解析】【分析】【详解】(1)[1]当电流表电流刚减小到零时，电压表的
读数为U，根据动能定理得则阴极K的逸出功为(2)[2]根据光电效应方程知入射光的频率变大，则光电子的最大初动能变大。(3)[3]根
据得图象横轴截距的绝对值等于金属的截止频率为[4]图线的斜率所以4．正BD小于-0.40.78【解析】【分析】【详解】(
1)[1]电路中要产生电流，则a端接电源的正极，阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁M被磁化，将衔铁N吸住
；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M。(2)[2]AB．根据光电效应规律可知，增大光照强度时，光电子的最大初动能不变，但
光电流增大，故A错误，B正确；CD．根据光电效应方程可知，因为紫光的频率大于绿光的频率，光电子的最大初动能增加，故C错误，D正确。
故选BD。(3)[3][4][5]根据光电效应方程由于b光的图象与横轴交点在a光的图象与横轴交点的左侧，可知a光的反向遏止电压小于
b光的反向遏止电压，根据方程得出a光的频率小于b光的频率；由题干图像可知，用a光照射该光电管，且电源电压为+0.2V时，得到此时的
光电流，如果使用b光照射该光电管，要得到相同的光电流，此时电源电压为；根据光电效应规律，当入射光频率一定时，光电流强度与光强成正比
。根据题意得，若用光照强度为Ja的a光照射该光电管时，电压等于+0.2V，继电器刚好不能将衔铁吸附时，此时的光电流占11个小格，当
电源电压调整为+1.6V，此时的光电流占14个小格，要使继电器刚好不能将衔铁吸附时，就要降低光强使光电流恢复到11个小格，故根据光
电流与光强成正比，故解得5．下【解析】【分析】【详解】(1)[1]测量遏止电压需要将阴极K接电源的正极，可知实验中双刀双掷开
关应向下闭合。(2)①[2]根据爱因斯坦光电效应方程：由动能定理得结合图象知解得，普朗克常量②[3]截止频率为，则该金属的逸出功6
．【解析】【分析】【详解】[1][2]根据爱因斯坦光电效应方程动能定理解得结合图象知解得普朗克常量截止频率7．右2eV不
变【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图可知光电管两端所加的电压为反向电压，当变阻器的滑动端P向右移动，反向电压增大，光电子
到达右端的速度减小，则通过电流表的电流变小。(2)[2]当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，根据动能定理得：则光电子的最
大初动能为2eV。(3)[3]根据光电效应方程知，Ekm=hv-W0，知入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变。8．正γ射
线【解析】【分析】【详解】[1]锌板在弧光灯照射下，发生光电效应，有光电子逸出，锌板失去电子带正电[2]入射光的频率大于金属的极
限频率，可以发生光电效应，用紫外线照射锌板，发生光电效应，由于γ射线的频率大于紫外线的频率，用γ射线照射锌板能够使验电器指针张开，
红外线、无线电波的频率小于紫外线的，不一定能发生光电效应即不一定能使验电器指针张开9．阳极5.15×1014【解析】【分析】【
详解】(1)[1]电子从金属板上射出后被电场加速，由此可知A板为阳极。(2)[2]由Ekm=hv-W0和eUc=Ekm得：eU
c=hv-W0因此当遏制电压为零时hvc=W0根据图象可知，铷的截止频率νc=5.15×1014Hz10．为零强黄光蓝光【
解析】【分析】【详解】（1）[1]电流计的读数恰好为零，此时电压表的示数为6.0V，根据动能定理得再根据光电效应方程知[2]光电效
应的产生的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，故电流计的读数为零。（2）[3]根据光电效应方程再根据动能定理可得得频率越大则对应的截止电压越大，黄光的频率小于蓝光的频率，所以甲和乙对应是黄光，截止电压相等，光的频率相等，根据光电流的大小与光强成正比，可知甲的光强大于乙的光强，曲线甲是强黄光。（2）[4]频率越大则对应的截止电压越大，黄光的频率小于蓝光的频率，所以曲线丙是蓝光。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第1页，总2页试卷第1页，总3页答案第1页，总2页试卷第1页，总3页 |
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