学鲁科版选修35 5.1光电效应 作业（5）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-5 5.1光电效应 作业（5）1下列说法正确的是a. 某放射性物质的半衰期为t，质量为m，则该放射性物质经过半个半衰期后，质量还剩12mb. 一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁时能发出2种不同频率的光子c. 用频率为v的光照射某金属表面发生了光电效应，遏止电压为uc，则该金属的逸出功为hv-eucd. 结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定2如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是a. 入射光太弱b. 入射光频率太大c. 光照时间短d. 电源正负极接反3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( )a. 1.9ev b. 0.6ev c. 2.5ev d. 3.1ev4关于光电效应，下列说法正确的是( )a. 只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应b. 从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小c. 极限频率越大的金属材料逸出功越大d. 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5以下宏观概念中，哪些是“量子化”的()a. 学生的个数 b. 物体的质量c. 物体的动量 d. 木棒的长度6图示为氢原子能级示意图，己知大量处于n2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子，下面说法中正确的是（ ）a. n2能级氢原子受到照射后跃迁到n5能级b. 这6种光子有3种可以让逸出功为10ev的某金属发生光电效应c. 频率最高的光子是氢原子从n3能级跃迁到nl能级放出的d. 波长最大的光子是氢原子从n4能级跃迁到n1能级放出的7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，则可判断出（ ）a. 三种光中，丙光的频率最大b. 乙光的波长等于甲光的波长c. 乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率d. 甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流8如图所示，滑片p处于a、b中点，用一束某一频率的光照射光电管阴极k，电流表中有电流通过，则a. 将滑动触头p向b端移动，电流表读数一定增大b. 将滑动触头p向b端移动，电流表读数可能不变c. 仅增加光的强度，电流表示数一定增大d. 仅将电源正负极对调，电流表示数一定为零9右图是某金属在光的照射下，光电子最大初动能ek与入射光频率的关系图象，由图象可知：()a. 该金属的逸出功等于eb. 该金属的逸出功等于h0c. 入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为2ed. 入射光的频率为120时，产生的光电子的最大初动能为12e10如图所示为氢原子能级图，试回答下列问题：(1)一群处于n4能级的氢原子跃迁后可能辐射出几种频率的光子？(2)通过计算判断：氢原子从n4跃迁到n2时辐射出的光子，能否使金属铯发生光电效应？若能，则产生的光电子的初动能是否可能为0.48 ev？(已知普朗克常量h6.631034 js，金属铯的极限频率为4.551014 hz)11用功率p0=1w的光源，照射离光源3m处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长为589nm的单色光，求：1s内打到金属1m2面积上的光子数。12玻尔在卢瑟福的原子核式结构学说的基础上，提出具有量子特征的氢原子模型，其能级图如图所示有一个发光管里装有大量处于n4能级的氢原子，利用这个发光管的光线照射金属钠的表面已知金属钠的极限频率是5.531014 hz，普朗克常量h6.631034 js，1 ev1.61019 j.(1)发光管可能发射几种不同能量的光子？(2)发光管能使金属钠发生光电效应吗(通过计算回答)?(3)求出发光管照射金属钠所发射的光电子的最大初动能13在如图所示的装置中，k为一个金属板，a为一个金属电极，都密封在真空玻璃管中，单色光可通过玻璃壳照在k上，e为可调直流电源。实验发现，当用某种频率的单色光照射k时，k会发出电子(光电效应)，这时，即使a、k间的电压等于零，回路中也有电流，当a的电势低于k时，电流仍不为零。a的电势比k低得越多，电流越小，当a比k的电势低到某一值uc(遏止电压)时，电流消失。当改变照射光的频率时，遏止电压uc也将随之改变。如果某次实验我们测出的一系列数据如图所示，若知道电子的电荷量e，则根据图象可求出该金属的截止频率为多少？该金属的逸出功w0为多少？普朗克常量h为多少？14如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长0.50 m的绿光照射阴极k，实验测得流过g表的电流i与ak之间的电势差uak满足如图乙所示规律，取h6.631034 js。结合图象，求：(以下所求结果均保留两位有效数字) (1)每秒钟阴极发射的光电子数;(2)光电子飞出阴极k时的最大动能；(3)该阴极材料的极限频率。试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1c【解析】某放射性物质的半衰期为t，质量为m，经过一个半衰期有半数发生衰变，经过经过一个半衰期放射性物质还剩12m，故a错误。根据c32=3知，一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁时能发出3种不同频率的光子，故b错误。光电子的最大初动能ekm=euc，根据光电效应方程ekm=hv-w0得，逸出功w0=hv-euc，故c正确。在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故d错误。故选c.2d【解析】能否发生光电效应与入射光的强弱、照射时间长短无关，ac错误；光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，可能未发生光电效应，即入射光的频率太小，也可能是发生了光电效应，由于所加的电压为反向电压，光电子不能到达阳极，b错误d正确。【点睛】当入射光的波长小于金属的极限波长时，金属能产生光电效应当光电管上加上反向电压时，灵敏电流计中可能没有电流通过结合光电效应的条件分析3c【解析】根据题意，当电压表读数大于或等于0.60v时，即为反向电压为0.6v时，从金属出来的电子，在电场阻力作用下，不能到达阳极，则电流表示数为零；根据动能定理，则有光电子的初动能为：ek=qu=0.6ev。根据爱因斯坦光电效应方程有：w=hvek=2.5ev，故abd错误，c正确4c【解析】、发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与入射光照射的时间无关；根据光电效应方程ek=hw，可知最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，与金属的逸出功无关；由w=h0知，极限频率越大的金属材料逸出功越大； 光的强度影响的是单位时间发出光电子数目，入射光光强一定时，频率越高，则光子数目越少，单位时间内逸出的光电子数就越少。 综上分析，c正确。5a【解析】a项：学生的人数的数值和微观粒子的数量只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的，故a正确；b、c、d项：物体的质量，物体的动量，木棒的长度三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，故b、c、d错误。点晴：所谓量子化就是指数据是分立的不连续的，即一份一份的。6b【解析】根据c426知，n=2能级氢原子受到照射后跃迁到n=4能级。故a错误；从n=4到低能态的跃迁中，其中的41，31和21的跃迁中能级差都大于10ev，则这6种光子有3种可以让逸出功为10ev的某金属发生光电效应，选项b正确；因41的能级差最大，则频率最高的光子是氢原子从n=4能级跃迁到n=l能级放出的。故c错误；43的能级差最小，辐射光子的频率最小，波长最长，则波长最长的光子是氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级放出的。故d错误。故选b。点睛：解决本题的关键是知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，掌握辐射光子的种类计算方法。7abd【解析】根据eu截=12mvm2=h-w，入射光的频率越高，对应的截止电压u截越大。甲光、乙光的截止电压相等且小于丙光的截止电压，所以甲光、乙光的频率相等且小于丙光的频率；故a正确。甲光、乙光的频率相等，则波长相等，选项b正确； 同一金属，截止频率是相同的，故c错误。由图可知，甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流，选项d正确；故选abd.8bc【解析】a、b、光电管所加的电压为正向电压，使光电子加速到达阳极，则电流表中有电流流过，且可能处于饱和电流，若将滑动触头p向b端移动时，电流表读数有可能不变，故a错误，b正确；c、增大光的强度，即光电子数增多，单位时间逸出的光电子数增多，电流增大，c正确。d、电源正负极对调加在光电管上的电压为反向电压，光电子做减速运动到达阳极，初动能较大的光电子减速后有可能到达阳极速度还未减为零，故电流可能不为零，d错误。故选bc.【点睛】解答本题的关键知道光电效应的条件，以及知道影响光电流的因素，同时掌握相同能量的频率越高的，光子数目越少9ab【解析】abc：据光电效应方程，光电子最大初动能ek=hw，其中w为金属的逸出功。由此结合图象可知，w=e=h0；入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为e。故ab两项正确，c项错误。d：入射光的频率为120时，小于极限频率，不能发生光电效应。故d项错误。综上，本题答案为ab。点睛：本题考查了光电效应方程的理解和应用，对于图象问题可以写出函数关系式结合数学知识求解。10（1）6种（2）0.48ev 【解析】（1）根据c42=6知，最多可能辐射出6种频率的光子（2）由氢原子能级图可知，从能级n=4跃迁到n=2，辐射出的光子中，能量最大值为：e=e4-e2=-0.85-（-3.4）v=2.55ev，金属铯的逸出功w=h=6.6310-344.551014j3.0210-19j1.89ev因为ew，所以可以发生光电效应由爱因斯坦光电效应方程得：ekm=e-w，可知产生的光电子的最大初动能ekm=2.55-1.89ev=0.66ev，因为光电子的最大初动能大于0.48ev，所以可以产生0.48ev的光电子点睛：本题考查了能级与光电效应的综合运用，知道释放的光子能量等于两能级间的能级差，以及知道发生光电效应的条件.112.641016个【解析】离光源3m处的金属板每1s内单位面积上接受的光能为e=p0t4r211432j/m2s8.9103j/m2s=5.561016ev/m2s 因为每个光子的能量为e1=h=hc6.6310343108589109j3.3771019j2.11ev 所以单位时间内打到金属板上单位面积的光子数为n=ee15.5610162.11=2.641016个12(1)6种(2)能(3)10.46 ev【解析】 (1)由于发光管里装有大量处于能级的氢原子，则其能发出不同能量光子的数目种。)(2)金属钠的逸出功为 其中， ， 都大于逸出功，所以一定能发生光电效应(算出其中一组数据并进行比较，就可以给全分)。(3)发光管照射金属钠所发射的光电子的最大初动能应为从能级的氢原子跃迁至能级发出的，则。点睛：对于可能放出光子的组合，掌握光电效应发生条件，理解光电效应方程的应用，注意电子跃迁时，释放能量的计算及单位的转换。13 【解析】试题分析：由图可知读出金属的截止频率；根据光电效应方程，结合最大初动能与遏止电压的关系得出遏止电压与入射光频率的关系；再依据图象的斜率与截距的含义，从而即可求解（1）由图可知，当光的频率为时，遏止电压为0，此时入射光的频率等于金属的极限频率，所以该金属的极限