课时提能演练 选修35 第二章.docx

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课时提能演练选修35第二章

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课时提能演练

1.1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象。

关于光电效应，下列说法正确的是（）

A.当入射光的频率高于极限频率时，不能发生光电效应

B.当入射光的波长小于极限波长时，能发生光电效应

C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比

D.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

2.（2013·郑州模拟）甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的函数关系分别如图中的Ⅰ、Ⅱ所示。

下列判断正确的是（）

A.Ⅰ与Ⅱ不一定平行

B.乙金属的极限频率大

C.图像纵轴截距由入射光强度判定

D.Ⅰ、Ⅱ的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系

3.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到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.甲光的频率大于乙光的频率

B.乙光的波长大于丙光的波长

C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

4.用波长为2.0×10-7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10-19J。

由此可知，钨的极限频率是（普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光速c=3.0×108m/s,结果取两位有效数字）（）

A.5.5×1014HzB.7.9×1014Hz

C.9.8×1014HzD.1.2×1015Hz

5.（2012·海南高考）产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是（）

A.对于同种金属，Ek与照射光的强度无关

B.对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比

C.对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比

D.对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系

E.对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系

6.（2012·北京高考）“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。

若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为ν的电磁波，且ν与U成正比，即ν=kU。

已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。

你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为（）

A.

B.

C.2heD.

7.如图甲，合上开关，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。

调节滑动变阻器，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。

把电路改为图乙，当电压表读数为2V时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为（）

A.1.5eV0.6eVB.1.7eV1.9eV

C.1.9eV2.6eVD.3.1eV4.5eV

8.（2013·唐山模拟）用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属，均能使该金属发生光电效应。

下列判断正确的是（）

A.用红光照射时，该金属的逸出功小，用蓝光照射时，该金属的逸出功大

B.用红光照射时，该金属的截止频率低，用蓝光照射时，该金属的截止频率高

C.用红光照射时，逸出光电子所需时间长，用蓝光照射时，逸出光电子所需时间短

D.用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光照射时，逸出的光电子最大初动能大

9.

（1）研究光电效应的电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K）,钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。

下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中，正确的是_______。

（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。

光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小__________（选填“增大”“减小”或“不变”），原因是__________________________________________________。

10.

（1）（2013·扬州模拟）在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时（）

A.金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属

B.锌板带正电，指针带正电

C.锌板带负电，指针带正电

D.若仅减弱照射光的强度，则可能不再有光电子飞出

（2）（2011·新课标全国卷）在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0,该金属的逸出功为__________。

若用波长为λ（λ＜λ0）的单色光做实验，则其遏止电压为_____________。

已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h。

11.图示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为ν0。

现将频率为ν（大于ν0）的光照射在阴极上，则：

（1）_________是阴极，阴极材料的逸出功等于_____________。

（2）加在A、K间的正向电压为U时，到达阳极的光电子的最大动能为_________，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是_______。

（3）为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加上U反＝_____________的反向电压。

（4）下列方法一定能够增加饱和光电流的是________________。

A.照射光频率不变，增加光强

B.照射光强度不变，增加光的频率

C.增加A、K电极间的电压

D.减小A、K电极间的电压

12.（2012·江苏高考）A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB。

求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功。

答案解析

1.【解析】选B。

发生光电效应的条件是入射光光子能量应大于金属表面的逸出功，则入射光频率大于极限频率，波长小于极限波长，A错B对；由爱因斯坦光电效应方程

mv2m=hν-W0可知光电子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的增大而增大，而不是成正比，C、D错，故选B。

2.【解析】选B、D。

由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0知，图线的斜率为普朗克常量h，故Ⅰ与Ⅱ一定平行，A错误，D正确;图线与横轴的交点为极限频率，B正确；图线纵轴的截距表示逸出功的大小，逸出功的大小由金属本身决定，C错误。

3.【解析】选B。

由图像知甲光、乙光对应的遏止电压Uc2相等，且小于丙光对应的遏止电压Uc1，所以甲光和乙光对应的光电子最大初动能相等且小于丙光的光电子最大初动能，故D项错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0知甲光和乙光的频率相等，且小于丙光的频率，故A错误、B正确；而截止频率是由金属决定的，与入射光无关，故C错误。

4.【解析】选B。

根据光电效应方程Ekm=hν-W0,在恰好发生光电效应时最大初动能为0，有hν0=W0，且c=λν,化简得

=7.9×1014Hz，故B正确。

5.【解析】选A、D、E。

由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知，Ek与入射光的强度无关，选项A正确；Ek与入射光的频率ν成线性关系，与波长不是成反比的关系，选项B错误、D正确；由于电子一次性吸收光子的全部能量，Ek与光照射的时间无关，选项C错误；对于不同金属，若照射光的频率不变，由光电效应方程可知，Ek与金属的逸出功成线性关系，选项E正确。

6.【解析】选B。

解法一：

电磁波的频率ν、普朗克常量h、能量E之间的关系E=hν，因为ν=kU，所以E=hkU；电压U、电量q与能量E的关系是E=qU，由题意知q=2e，所以k=

，故B正确，A、C、D错误。

解法二：

可用物理量之间的单位量纲关系分析此题：

ν=kU则k=

，其单位为1Hz/V=

，而h的单位为J·s，e的单位为C，故

的单位应为

，B正确，A、C、D错误。

7.【解析】选C。

用光子能量hν=2.5eV的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生光电效应，当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零，则电子不能到达阳极，由动能定理-eU=0-

mvm2知，最大初动能Ek=eU=0.6eV，由光电效应方程hν=Ek+W0知W0=1.9eV，对题图乙当电压表读数为2V时，电子到达阳极的最大动能Ek′=Ek+eU′=0.6eV+2eV=2.6eV。

故C正确。

8.【解析】选D。

金属的逸出功是由金属本身决定的，与入射光情况无关，A错误。

由W0=hν0知金属的截止频率由金属本身的情况决定，B错误。

由光电效应的规律可知产生光电效应时瞬间可发生，与照射光的颜色无关，C错误。

由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0及ν红<ν蓝可知，D正确。

9.【解析】

（1）选C。

由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0和动能定理-eUc=0-Ek可得Uc=

遏止电压Uc与入射光的频率有关，与光强无关。

由发生光电效应的规律可知，光电流与光的强度有关，光越强，光电流越强，所以选项C正确。

（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，由于光电子在从金属表面逸出的过程中，要受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功），所以在光电子从金属表面逸出的过程中，其动量减小。

答案：

（1）C

（2）减小光电子从金属表面逸出的过程中要受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功）

10.【解析】

（1）选B。

金属板内的一个电子只能吸收一个光子的能量，没有积累能量的过程，就可以从金属表面逸出，A错；锌板上跑出了电子，故锌板带正电，锌板和验电器的指针是同一个导体,带电性应相同，即指针带正电，B对、C错；若仅减弱照射光的强弱，锌板中仍有光电子飞出，只是数量减少，D错。

（2）由W0=hν0=h

又eU=Ek,

且Ek=hν-W0,ν=

所以U=

。

答案：

（1）B

（2）

11.【解析】

（1）被光照射的金属将有光电子逸出，故K是阴极，逸出功与极限频率的关系为W0=hν0。

（2）根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初能为hν-hν0，经过电场加速获得的能量为eU，所以到达阳极的光电子的最大动能为hν-hν0+eU，随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多。

所以，电流表的示数先是逐渐增大，直至保持不变。

（3）从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为eUc，如果hν-hν0=eUc，就将没有光电子能够到达阳极，所以Uc=

。

（4）要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有A正确。

答案:

（1）Khν0

（2）hν-hν0+eU逐渐增大，直至保持不变

（3）

（4）A

12.【解析】光子能量ε=hν,

动量p=

且ν=

得p=

，

则pA∶pB=2∶1

A照射时，光电子的最大初动能

EA=εA-W0。

同理，EB=εB-W0,

解得W0=EA-2EB

答案：

2∶1EA-2EB

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