粤教版选修35 光电效应 光子 第1课时 作业.docx

2.1光电效应 2.2光子1在某次光电效应实验中，得到的遏止电压uc与入射光的频率的关系如图所示若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为_，所用材料的逸出功可表示为_解析：根据光电效应方程ekmhw0及ekmeuc得uc，故k，b，得hek，w0eb.答案：ekeb2(多选)(2018河北保定模拟)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是()a只调换电源的极性，移动滑片p，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压u0的数值b保持光照条件不变，滑片p向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大c不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大d阴极k需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流答案：选ac.解析：只调换电源的极性，移动滑片p，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，则有eumv，那么电压表示数为遏止电压u0的数值，故a项正确；当其他条件不变，p向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电子运动更快，由i得电流表读数变大，若电流达到饱和电流，则电流表示数不会增大，b项错误；只增大入射光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，c项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极k不需要预热，所以d项错误3在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()a光电效应是瞬时发生的b所有金属都存在极限频率c光电流随着入射光增强而变大d入射光频率越大，光电子最大初动能越大答案：选c解析：按照光的波动理论，电子吸收光子的能量需要时间，因此光电效应不可能瞬时发生，这与光电效应具有瞬时性矛盾；按照光的波动理论，只要有足够长的时间，电子会吸收足够的能量，克服原子的束缚成为光电子，因此所有金属均可以发生光电效应，这与光电效应有极限频率矛盾；按照光的波动理论，照射光越强，电子获得的能量越大，打出的光电子的最大初动能越大，这与光电效应中打出的光子的最大初动能与光强无关，而与照射光的频率有关矛盾；按照光的波动理论也可以得到光越强打出的光电子越多，光电流越大，因此c项正确4以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只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，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实光电效应实验装置示意图如图所示用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换用同样频率为的强激光照射阴极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ka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)()au bucu2hw du答案：选b.解析：以从阴极k逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得：ue0mv由光电效应方程得：nhmvw(n2，3，4，)由式解得：u(n2，3，4，)，故选项b正确5用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图象，则()a图象甲表明光具有粒子性b图象乙表明光具有波动性c用紫外线观察不到类似的图象d实验表明光是一种概率波答案：选abd.解析：图象甲曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性图象乙曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故a、b正确；同时也表明光波是一种概率波，故d也正确；紫外线本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故c错误6.(2018济南模拟)如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能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ed入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为答案：选abc.解析：由爱因斯坦光电效应方程ekhw0知，当0时w0ek，故w0e，a项正确；而ek0时，hw0即w0h0，b项正确；入射光的频率为20时产生的光电子的最大初动能ekm2h0h0h0e，c项正确；入射光的频率为时，不会发生光电效应，d错误7.(多选)现用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，始终有光电流产生答案ac 解析根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项a正确由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关，选项b错误，c正确保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产生，选项d错误8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，一定相同的是()a遏止电压 b饱和光电流c光电子的最大初动能 d逸出功答案b解析同一种单色光照射不同的金属，入射光的频率和光子能量一定相同，金属逸出功不同，根据光电效应方程ekmhw0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一种单色光照射，入射光的强度相同，所以饱和光电流相同。故选b。9以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只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，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意图如图2。用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应。换用同样频率的强激光照射阴极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)()图2au bucu2hw du答案b解析假设电子吸收光子个数为n(n1)，则nhekw，又ekeu，解得u，b正确。10在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()a增大入射光的强度，光电流增大b减小入射光的强度，光电效应现象消失c改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应d改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大答案ad解析用频率为的光照射光电管阴极，发生光电效应，改用频率较小的光照射时，有可能发生光电效应，故c错误；据hw逸mv2可知增加照射光频率，光电子最大初动能增大，故d正确；增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故a正确；光电效应是否发生与照射光频率有关而与照射光强度无关，故b错误。11如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)。由图可知()a该金属的截止频率为4.271014hzb该金属的截止频率为5.51014hzc该图线的斜率表示普朗克常量d该金属的逸出功约为1.78 ev答案acd解析由光电效应方程ekhw0可知，图中横轴的截距为该金属的截止频率，选项a正确、b错误；图线的斜率表示普朗克常量h，c正确；该金属的逸出功w0h06.6310344.271014j1.77 ev或w0hek6.6310345.51014j0.5 ev1.78 ev，选项d正确。12.图示为光电管的工作电路,要使电路中形成较强的光电流,须在a,k两电极间加一直流电压,则()a.电源正极应接在p点,光电子从电极k发出b.电源正极应接在q点,光电子从电极k发出c.电源正极应接在p点,光电子从电极a发出d.电源正极应接在q点,光电子从电极a发出答案：a解析:光照射到阴极k,产生光电子,需加速到达阳极,则a点接正极,即电源的正极接在p点.故a正确,b,c,d错误.13.(2018陕西汉中模拟)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光照射时有光电流产生.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,饱和电流变大b.入射光的频率变高,饱和电流变大c.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变小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 产生答案：a解析:保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和电流变大,故a正确;饱和电流与入射光的频率无关,故b错误;根据光电效应的规律,光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,所以入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大,故c错误;如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应,不会有光电流产生,故d错误.14.(2018湖南永州模拟)一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为u),该粒子的德布罗意波长为()a. b.c. d.答案：c解析:加速后的速度为v,根据动能定理可得qu=mv2所以v=,由德布罗意波长公式可得=,所以选项c正确.15.(2018湖北黄石模拟)下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压uc和入射光的频率的几组数据.uc/v0.5410.6370.7140.8090.878/1014 hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上数据描点连线,可得直线方程uc=0.397 3-1.702 4,如图 所示.则这种金属的截止频率约为()a.3.51014 hz b.4.31014 hzc.5.51014 hz d.6.01014 hz答案：b解析:根据光电效应方程得mv2=h-w=h-h0,解得uc=-=-.与直线方程uc=0.397 3-1.702 4,比较可知,图线的斜率为=,同时=1.702 4,联立得04.31014 hz,故b正确,a,c,d错误.16.如图1所示为研究光电效应的电路图,用频率相同、强度不同的甲、乙两束光分别照射密封真空管的阴极