2020～2021學(xué)年高二物理下學(xué)期暑假訓(xùn)練7光電效應(yīng)【含答案】

光電效應(yīng)1．如圖所示，當一束一定強度某一頻率的黃光照射到光電管陰極K上時，此時滑片P處于A、B中點，電流表中有電流通過，則()A．若將滑動觸頭P向B端移動時，電流表讀數(shù)有可能不變B．若將滑動觸頭P向A端移動時，電流表讀數(shù)一定增大C．若用紅外線照射陰極K時，電流表中一定沒有電流通過D．若用一束強度相同的紫外線照射陰極K時，電流表讀數(shù)不變2．在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示．若該直線的斜率和縱軸截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為________，所用材料的逸出功可表示為________。一、單項選擇題1．關(guān)于光電效應(yīng)有如下幾種陳述，其中正確的是()A．金屬的逸出功與入射光的頻率成正比B．光電流強度與入射光強度無關(guān)C．用不可見光照射金屬一定比可見光照射金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能要大D．對任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)2．入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則下列說法中正確的是()A．從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動能減小C．單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng)3．用波長為2.0×10－7m的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大的動能是4.7×10－19J．由此可知，鎢的極限頻率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，結(jié)果取2位有效數(shù)字)()A．5.5×1014Hz B．7.9×1014HzC．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz4．在光電效應(yīng)的實驗結(jié)果中，與光的波動理論不矛盾的是()A．光電效應(yīng)是瞬時發(fā)生的B．所有金屬都存在極限頻率C．光電流隨著入射光增強而變大D．入射光頻率越大，光電子最大初動能越大5．017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100nm(1nm＝10－9m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強的極紫外激光脈沖．大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用．一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎．據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)()A．10－21J B．10－18JC．10－15J D．10－12J6.關(guān)于光電效應(yīng)，以下說法正確的是()A．金屬內(nèi)的每個電子可以吸收一個或一個以上的光子，當它積累的動能足夠大時，就能從金屬逸出B．如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力逸出時需要做的最小功，光電效應(yīng)便不能發(fā)生了．但如換用波長更長的入射光子，則有可能發(fā)生光電效應(yīng)C．發(fā)生光電效應(yīng)時，入射光越強，光子的能量就越大，光電子的最大初動能越大D．由于不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的最低頻率也不相同7．研究光電效應(yīng)電路如圖所示，用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流．下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是()8.以往我們認識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出．強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認識，用強激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實驗證實．光電效應(yīng)實驗裝置示意圖如圖所示．用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻率為ν的強激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負極，在KA之間就形成了使光電子減速的電場．逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電荷量)()A．U＝eq\f(hν,e)－eq\f(W,e) B．U＝eq\f(2hν,e)－eq\f(W,e)C．U＝2hν－W D．U＝eq\f(5hν,2e)－eq\f(W,e)二、多項選擇題9．用綠光照射一個光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)．欲使光電子從陰極逸出時最大初動能增大，可以()A．改用紅光照射 B．改用紫光照射C．改用藍光照射 D．增加綠光照射時間10．如圖所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計中沒有電流通過，其原因可能是()A．入射光太弱B．入射光波長太長C．光照時間短D．電源正、負極接反11．對光的認識，下列說法正確的是()A．個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性B．光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的C．光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時，就不再具有波動性了D．光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種情況下光的波動性表現(xiàn)得明顯，在另外的某種情況下，光的粒子性表現(xiàn)得明顯12．用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在照相底片上先后出現(xiàn)如圖甲、乙、丙所示的圖象，則()A．圖象甲表明光具有粒子性B．圖象乙表明光具有波動性C．用紫外線觀察不到類似的圖象D．實驗表明光是一種概率波13．如圖甲所示，合上開關(guān)，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)仍不為零，當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)為零．把電路改為圖乙，當電壓表讀數(shù)為2V時，則()A．逸出功為1.9eVB．逸出功為1.7eVC．電子到達陽極時的最大動能為2.6eVD．電子到達陽極時的最大動能為4.5eV14．如圖所示，這是一個研究光電效應(yīng)的電路圖，下列敘述中正確的是()B．保持光照條件不變，滑片P向右滑動的過程中，電流表示數(shù)將一直增大C．不改變光束顏色和電路，增大入射光束強度，電流表示數(shù)會增大D．陰極K需要預(yù)熱，光束照射后需要一定的時間才會有光電流15．如圖所示，有一束單色光入射到極限頻率為ν0的金屬板K上，具有最大初動能的某出射電子，沿垂直于平行板電容器極板的方向，從左側(cè)極板上的小孔入射到兩極板間的勻強電場后，到達右側(cè)極板時速度剛好為零．已知電容器的電容為C，帶電量為Q，極板間距為d，普朗克常量為h，電子電荷量的絕對值為e，不計電子的重力．關(guān)于電容器右側(cè)極板的帶電情況和入射光的頻率ν，以下判斷正確的是()A．帶正電，ν0＋eq\f(Qe,Ch) B．帶正電，ν0＋eq\f(Qe,Chd)C．帶負電，ν0＋eq\f(Qe,Ch) D．帶負電，ν0＋eq\f(Qe,Chd)

1．A所加的電壓使光電子到達陽極，電流表中有電流通過，且可能處于飽和電流，當滑片向B端移動時，電流表讀數(shù)有可能不變，當滑片向A端移動時，所加電壓減小，則光電流可能減小，也可能不變，A正確，B錯誤；若用紅外線照射陰極K，紅外線頻率小于黃光的頻率，但是不一定不能發(fā)生光電效應(yīng)，電流表中不一定沒有電流通過，C錯誤；若用一束強度相同的紫外線照射陰極K時，紫外線的頻率大于黃光的頻率，則單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目減小，電流表讀數(shù)減小，D錯誤。2．ek－eb根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0及Ekm＝eUc得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，故eq\f(h,e)＝k，b＝－eq\f(W0,e)，得h＝ek，W0＝－eb。一、單項選擇題1．D根據(jù)W0＝hν0知，金屬的逸出功由金屬的極限頻率決定，與入射光的頻率無關(guān)，A錯誤；光的強度影響單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目，即影響光電流的大小，B錯誤；不可見光的頻率不一定比可見光的頻率大，根據(jù)光電效應(yīng)方程知，產(chǎn)生的光電子的最大初動能不一定大，C錯誤；對任何一種金屬，都有一個極限頻率，也就是能發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率，則對應(yīng)一個“最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，D正確．2．C光電效應(yīng)瞬時(10－9s)發(fā)生，與光強無關(guān)，A錯誤；光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān)，入射光的頻率越大，最大初動能越大，B錯誤；光電子數(shù)目多少與入射光的強度有關(guān)，光強減弱，單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少，C正確；能否發(fā)生光電效應(yīng)，只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強無關(guān)，D錯誤．3．B本題考查光電效應(yīng)方程，意在考查考生對光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W逸的理解，并能應(yīng)用光電效應(yīng)方程求解極限頻率．由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W逸，而W逸＝hν0，ν＝eq\f(c,λ)，所以鎢的極限頻率ν0＝eq\f(c,λ)－eq\f(Ek,h)＝7.9×1014Hz，B正確．4．C按照光的波動理論，電子吸收光子的能量需要時間，因此光電效應(yīng)不可能瞬時發(fā)生，這與光電效應(yīng)具有瞬時性矛盾；按照光的波動理論，只要有足夠長的時間，電子會吸收足夠的能量，克服原子的束縛成為光電子，因此所有金屬均可以發(fā)生光電效應(yīng)，這與光電效應(yīng)有極限頻率矛盾；按照光的波動理論，照射光越強，電子獲得的能量越大，打出的光電子的最大初動能越大，這與光電效應(yīng)中打出的光子的最大初動能與光強無關(guān)，而與照射光的頻率有關(guān)矛盾；按照光的波動理論也可以得到光越強打出的光電子越多，光電流越大，C正確．5．B由題意知，電離一個分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝heq\f(c,λ)≈2×10－18J，故B正確．6.D發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬中逸出的電子只能吸收一個光子的能量，A錯誤；當入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力逸出時需要做的最小功，光電效應(yīng)便不能發(fā)生了，但如換用波長更長的入射光子，頻率更低，更不可能發(fā)生，B錯誤；入射光的強度越大，單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目越多，形成的光電流越大，與最大初動能無關(guān)，C錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知，不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的最低頻率也不相同，D正確．7．C由于是強度不同的光照射同種鈉極板，則遏止電壓相同，強度不同，飽和光電流不同，C正確．8.B以從陰極K逸出的且具有最大初動能的光電子為研究對象，由動能定理得：－Ue＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，由光電效應(yīng)方程得：nhν＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＋W(n＝2，3，4，…)，聯(lián)立上式解得：U＝eq\f(nhν,e)－eq\f(W,e)(n＝2，3，4，…)，故B正確．二、多項選擇題9．BC光電子的最大初動能與照射時間或照射強度無關(guān)，而與入射光子的能量有關(guān)，入射光子的能量越大，光電子從陰極逸出時最大初動能越大，所以本題中可以改用比綠光光子能量更大的紫光、藍光照射，以增大光電子從陰極逸出時的最大初動能．10．BD入射光波長太長，入射光的頻率低于截止頻率時，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；電路中電源反接，對光電管加了反向電壓，若該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，故D正確．11．ABD光是一種概率波，少量光子的行為易顯示出粒子性，而大量光子的行為往往顯示出波動性，A正確；光的波動性不是由于光子之間的相互作用引起的，而是光的一種屬性，這已被弱光照射雙縫后在膠片上的感光實驗所證實，B正確；粒子性和波動性是光同時具備的兩種屬性，C錯誤，D正確．12．ABD圖象甲曝光時間短，通過光子數(shù)很少，呈現(xiàn)粒子性．圖象乙曝光時間長，通過了大量光子，呈現(xiàn)波動性，故A、B正確；同時也表明光是一種概率波，故D正確；紫外線本質(zhì)和可見光本質(zhì)相同，也可以發(fā)生上述現(xiàn)象，可以用感光膠片觀察到，故C錯誤．13．AC光子能量hν＝2.5eV的光照射陰極，電流表讀數(shù)不為零，則能發(fā)生光電效應(yīng)，當電壓表讀數(shù)大于或等于0.6V時，電流表讀數(shù)為零，則電子不能到達陽極，由動能定理eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)知，最大初動能Ekm＝eU＝0.6eV，由光電效應(yīng)方程hν＝Ekm＋W0知W0＝1.9eV，對圖乙，當電壓表讀數(shù)為2V時，電子到達陽極的最大動能E′km＝Ekm＋eU′＝0.6eV＋2eV＝2.6eV.故A、C正確．14．AC只調(diào)換電源的極性，移動滑片P，電場力對電子做負功，當電流表示數(shù)為零時，則有eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，那么電壓表示數(shù)為遏止電壓U0的數(shù)值，A正確；當其他條件不變，P向右滑動，加在光電管兩端的電壓增加，光電