2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 近代物理初步 課時(shí)作業(yè)34 光電效應(yīng) 光的波粒二象性.doc
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課時(shí)作業(yè)(三十四)光電效應(yīng) 光的波粒二象性 [基礎(chǔ)小題練] 1.根據(jù)愛因斯坦光子說,光子能量E等于(h為普朗克常量,c、λ為真空中的光速和波長(zhǎng))( ) A.h B.h C.hλ D. 【解析】 根據(jù)E=hν,ν=得:E=h,故A對(duì). 【答案】 A 2.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用單色光照射某種金屬表面,有光電子逸出,則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的( ) A.頻率 B.強(qiáng)度 C.照射時(shí)間 D.光子數(shù)目 【解析】 由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知,Ek只與頻率ν有關(guān),故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò),選項(xiàng)A正確. 【答案】 A 3.頻率為ν的光照射某金屬時(shí),產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ekm.改為頻率為2ν的光照射同一金屬,所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為(h為普朗克常量)( ) A.Ekm-h(huán)ν B.2Ekm C.Ekm+hν D.Ekm+2hν 【解析】 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得:Ekm=hν-W0,若入射光頻率變?yōu)?ν,則Ekm′=h2ν-W0=2hν-(hν-Ekm)=hν+Ekm,故選C. 【答案】 C 4.三種不同的入射光A、B、C分別射在三種不同的金屬a、b、c表面,均恰能使金屬中逸出光電子,若三種入射光的波長(zhǎng)λA>λB>λC,則( ) A.用入射光A照射金屬b和c,金屬b和c均可發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 B.用入射光A和B照射金屬c,均可使金屬c發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 C.用入射光C照射金屬a和b,金屬a、b均可發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 D.用入射光B和C照射金屬a,均可使金屬a發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 【解析】 恰能使金屬逸出光電子,說明入射光的頻率恰好等于金屬的截止頻率,由題意知入射光的頻率νA<νB<νC,A的頻率最小,用入射光A照射金屬b和c,金屬b和c均不能發(fā)生光電效應(yīng),A錯(cuò)誤;A、B光的頻率都小于C的頻率,用入射光A和B照射金屬c,金屬c不能發(fā)生光電效應(yīng),B錯(cuò)誤;C的頻率比A、B的頻率都大,所以用入射光C照射金屬a和b,金屬a、b均可發(fā)生光電效應(yīng),C正確;A的頻率小于B、C的頻率,所以用入射光B、C照射金屬a,均可使金屬a發(fā)生光電效應(yīng),D正確. 【答案】 CD 5.某金屬在光的照射下發(fā)生光電效應(yīng),光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示,則( ) A.普朗克常量為 B.入射光的頻率為3νc時(shí),逸出的光電子的最大初動(dòng)能為2E C.頻率大于2νc的入射光照射該金屬時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng) D.若光在真空中的速度為c,則波長(zhǎng)大于的光照射該金屬時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng) 【解析】 由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,結(jié)合圖象可知金屬的逸出功W0=E,極限頻率為νc,所以hνc-W0=0,解得h=,A錯(cuò)誤;由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,則Ek′=h3νc-W0=2E,B正確;由題圖可知頻率不低于νc的入射光照射該金屬時(shí)會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),即波長(zhǎng)不大于的光照射該金屬時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),C、D錯(cuò)誤. 【答案】 B 6.如圖甲所示為某實(shí)驗(yàn)小組成員研究某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓隨照射光頻率變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,圖乙為實(shí)驗(yàn)得到的遏止電壓隨照射光頻率變化的關(guān)系圖象,電子的電荷量e=1.610-19 C,則下列說法正確的是( ) A.圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端,電流計(jì)G的示數(shù)為零 B.由圖乙得普朗克常量為6.410-33 Js C.由圖乙可知,該金屬的極限頻率為5.01014 Hz D.當(dāng)照射光的頻率為17.51014 Hz時(shí),逸出的光電子的最大初動(dòng)能為3.210-19 J 【解析】當(dāng)題圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端,光照射金屬發(fā)生光電效應(yīng),回路中仍有光電流,電流計(jì)的示數(shù)不為零,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由Uc=ν-v0可知,圖象的斜率= Vs,得h=6.410-34 Js,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)Uc=0時(shí),ν=ν0=5.01014Hz,C項(xiàng)正確;當(dāng)照射光的頻率為17.51014 Hz時(shí),逸出的光電子的最大初動(dòng)能為Ek=eUc=8.010-19 J,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 【答案】 C [創(chuàng)新導(dǎo)向練] 7.科學(xué)探究——利用光電管探究光電效應(yīng)的規(guī)律 如圖為一真空光電管的應(yīng)用電路,其陰極金屬材料的極限頻率為4.51014 Hz,則以下判斷中正確的是( ) A.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率 B.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電路中光電流的飽和值取決于入射光的強(qiáng)度 C.用λ=0.5 μm的光照射光電管時(shí),電路中有光電流產(chǎn)生 D.光照射時(shí)間越長(zhǎng),電路中的電流越大 【解析】 在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng),單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強(qiáng)度有關(guān),光電流的飽和值只與單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān).據(jù)此可判斷A、D錯(cuò)誤,B正確.波長(zhǎng)λ=0.5 μm的光子的頻率ν== Hz=61014 Hz>4.51014 Hz,可發(fā)生光電效應(yīng),所以C正確. 【答案】 BC 8.科學(xué)探究——用圖象法研究光電效應(yīng)的規(guī)律 如圖所示是某金屬在光的照射下,光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的波長(zhǎng)的倒數(shù)()的關(guān)系圖象,由圖象可知( ) A.圖象中的λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小波長(zhǎng) B.普朗克常量和光速的乘積hc=Eλ0 C.該金屬的逸出功等于-E D.若入射光的波長(zhǎng)為,產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E 【解析】 圖象中的λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最大波長(zhǎng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的波長(zhǎng)的倒數(shù)的關(guān)系圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為Ek=hc-W,由圖象可知Ek=0時(shí),hc=Eλ0,選項(xiàng)B正確;由Ek=hc-W,并結(jié)合關(guān)系圖象可得該金屬的逸出功W=E,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若入射光的波長(zhǎng)為,由Ek=hc-W,解得Ek=hc-W=3E-E=2E,即產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E,選項(xiàng)D正確. 【答案】 BD 9.生活科技——光的粒子性在激光器原理中的體現(xiàn) 某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長(zhǎng)為1.510-6 m,功率為5.010-3 W的連續(xù)激光.已知可見光波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)為10-7m,普朗克常量h=6.6310-34 Js,該激光器發(fā)出的( ) A.是紫外線 B.是紅外線 C.光子能量約為1.310-18 J D.光子數(shù)約為每秒3.81016個(gè) 【解析】 由于該激光器發(fā)出的光波波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng),所以發(fā)出的是紅外線,A錯(cuò)誤,B正確.光子能量E=hν=h≈1.310-19 J,C錯(cuò)誤.每秒發(fā)射的光子數(shù)n=≈3.81016個(gè),D正確. 【答案】 BD 10.實(shí)驗(yàn)探索——用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)探究光的波粒二象性 用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),把入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在,如圖所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片.這些照片說明( ) A.光只有粒子性沒有波動(dòng)性 B.光只有波動(dòng)性沒有粒子性 C.少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性,大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性 D.少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性,大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性 【解析】 光具有波粒二象性,這些照片說明少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性,大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性,故D正確. 【答案】 D [綜合提升練] 11.紫光在真空中的波長(zhǎng)為4.510-7 m,問:(h=6.6310-34 Js,c=3108 m/s) (1)紫光光子的能量是多少? (2)用它照射極限頻率υc=4.621014 Hz的金屬鉀能否產(chǎn)生光電效應(yīng)? (3)若(2)能產(chǎn)生光電效應(yīng),則光電子的最大初動(dòng)能為多少? 【解析】 (1)E=hν=h=4.4210-19 J. (2)ν=≈6.671014 Hz,因?yàn)棣停睛蚦,所以能產(chǎn)生光電效應(yīng). (3)光電子的最大初動(dòng)能Ek=hν-W0=h(ν-νc)≈1.3610-19 J. 【答案】 (1)4.4210-19 J (2)能 (3)1.3610-19 J 12.如圖所示,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零.合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí),電流表讀數(shù)仍不為零;當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí),電流表讀數(shù)為零. (1)求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大??; (2)求該陰極材料的逸出功. 【解析】 設(shè)用光子能量為2.5 eV的光照射時(shí),光電子的最大初動(dòng)能為Ek,陰極材料逸出功為W0. 反向電壓達(dá)到U=0.60 V時(shí),具有最大初動(dòng)能的光電子到不了陽極,因此eU=Ek 由光電效應(yīng)方程得Ek=hν-W0 由以上兩式得Ek=0.6 eV,W0=1.9 eV. 【答案】 (1)0.6 eV (2)1.9 eV- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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