高中物理教科版选修3-5作业第四章 2 光电效应与光的量子说 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理教科版选修3-5作业第四章 2 光电效应与光的量子说 Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 136.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-29 08:21:20 | ||
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文档简介
2 光电效应与光的量子说
1.入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么( )
A.从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B.逸出的光电子的最大初动能将减小
C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小
D.有可能不发生光电效应
解析:发生光电效应几乎是瞬时的,所以A项错;入射光强度减弱,说明单位时间内的入射光子数目减少;频率不变,说明光子能量不变,逸出的光电子最大初动能也就不变,B项错;入射光子数目减少,逸出的光电子的数目也就减少,故C项正确;入射光照射到某金属表面上发生光电效应,说明入射光的频率高于这种金属的极限频率,只要入射光频率一定就能发生光电效应,故D项错.
答案:C
2.(多选)右图是光电效应中光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像.从图中可知( )
A.Ek与ν成正比
B.入射光频率必须大于或等于截止频率νc时,才能产生光电效应
C.对同一种金属而言,Ek仅与ν有关
D.Ek与入射光强度成正比
解析:由Ek=hν-W0知B、C正确,A、D错误.
答案:BC
3.(多选)光电效应的实验结论是对于某种金属( )
A.无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B.无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应
C.超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小
D.超过极限频率的入射光的频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大
解析:根据光电效应规律可知A正确,B、C错误.根据光电效应方程12mvmax2=hν-W,频率ν越高,光电子的最大初动能就越大,D正确.故正确选项为A、D.
答案:AD
4.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件,下列表述正确的是( )
A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置
B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出
C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关
D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应
解析:电池是把其他形式的能转化成电能的装置,而硅光电池是把光能转化为电能的一种装置,A对;吸收了光子能量的电子只有一部分能逸出,B错;逸出光电子的最大初动能Ek=hν-W与入射光频率有关,C错;频率低于极限频率的光不能在硅光电池上产生光电效应,D错.故正确选项为A.
答案:A
5.(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象.当用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应,电流表G的示数不为零;移动变阻器的滑片c,发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时,电流表示数为0,则下列说法正确的是( )
A.光电子的最大初动能始终为1.05 eV
B.光电管阴极的逸出功为1.05 eV
C.当滑片向a端滑动时,反向电压增大,电流增大
D.改用能量为2.5 eV的光子照射,移动变阻器的滑片c,电流表G中也可能有电流
解析:由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,同种金属的逸出功相同,所以光电子逸出后的初动能取决于获得的能量,A错误;当电压表示数大于或等于1.7 V时,电流表无示数,说明遏止电压为1.7 V,由eU=12mv2,可求得光电管的逸出功为1.05 eV,B正确;若光的频率不变,反向电压大于遏止电压后电路中就不再有电流,C错误;当入射光频率超过截止频率,且反向电压小于遏止电压,电路中就会有电流,D正确.
答案:BD
6.图甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像,下列说法不正确的是( )
甲
乙
A.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大
B.由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说,其遏止电压只由入射光的频率决定
C.遏止电压越大,说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大
D.不论哪种颜色的入射光,只要光足够强,就能发生光电效应
解析:由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大,故A说法正确;根据光电效应方程可得Ekm=hν-W0=eUc,可知入射光频率越大,最大初动能越大,遏止电压越大,可知对于确定的金属,遏止电压与入射光的频率有关,故B说法正确;根据最大初动能Ekm=eUc中,遏止电压越大,说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大,故C说法正确;发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率,与入射光的强度无关,故D说法错误.
答案:D
7.小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意如图甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.
(1)图甲中电极A为光电管的 (选填“阴极”或“阳极”);?
(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc= Hz,逸出功W0= J;?
(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek= J.?
解析:(1)在光电效应中,电子向A极运动,故电极A为光电管的阳极.
(2)由题图可知,铷的截止频率νc为5.15×1014 Hz,逸出功W0=hνc=6.63×10-34×5.15×1014 J≈3.41×10-19 J.
(3)当入射光的频率为ν=7.00×1014 Hz时,由Ek=hν-hνc得,光电子的最大初动能为Ek=6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014 J≈1.23×10-19 J.
答案:(1)阳极 (2)5.15×1014 3.41×10-19
(3)1.23×10-19
8.铝的逸出功为4.2 eV,现用波长200 nm的光照射铝的表面.已知h=6.63×10-34 J·s,求:
(1)光电子的最大初动能;
(2)遏止电压;
(3)铝的截止频率.
解析:(1)根据光电效应方程Ek=hν-W0有
Ek=hcλ-W0=6.63×10-34×3.0×108200×10-9 J-4.2×1.6×10-19 J=3.225×10-19 J.
(2)由Ek=eUc可得
Uc=Eke=3.225×10-191.6×10-19 V=2.016 V.
(3)由hνc=W0得
νc=W0h=4.2×1.6×10-196.63×10-34 Hz=1.014×1015 Hz.
答案:(1)3.225×10-19 J (2)2.016 V (3)1.014×1015 Hz
1.入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么( )
A.从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B.逸出的光电子的最大初动能将减小
C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小
D.有可能不发生光电效应
解析:发生光电效应几乎是瞬时的,所以A项错;入射光强度减弱,说明单位时间内的入射光子数目减少;频率不变,说明光子能量不变,逸出的光电子最大初动能也就不变,B项错;入射光子数目减少,逸出的光电子的数目也就减少,故C项正确;入射光照射到某金属表面上发生光电效应,说明入射光的频率高于这种金属的极限频率,只要入射光频率一定就能发生光电效应,故D项错.
答案:C
2.(多选)右图是光电效应中光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像.从图中可知( )
A.Ek与ν成正比
B.入射光频率必须大于或等于截止频率νc时,才能产生光电效应
C.对同一种金属而言,Ek仅与ν有关
D.Ek与入射光强度成正比
解析:由Ek=hν-W0知B、C正确,A、D错误.
答案:BC
3.(多选)光电效应的实验结论是对于某种金属( )
A.无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B.无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应
C.超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小
D.超过极限频率的入射光的频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大
解析:根据光电效应规律可知A正确,B、C错误.根据光电效应方程12mvmax2=hν-W,频率ν越高,光电子的最大初动能就越大,D正确.故正确选项为A、D.
答案:AD
4.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件,下列表述正确的是( )
A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置
B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出
C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关
D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应
解析:电池是把其他形式的能转化成电能的装置,而硅光电池是把光能转化为电能的一种装置,A对;吸收了光子能量的电子只有一部分能逸出,B错;逸出光电子的最大初动能Ek=hν-W与入射光频率有关,C错;频率低于极限频率的光不能在硅光电池上产生光电效应,D错.故正确选项为A.
答案:A
5.(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象.当用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应,电流表G的示数不为零;移动变阻器的滑片c,发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时,电流表示数为0,则下列说法正确的是( )
A.光电子的最大初动能始终为1.05 eV
B.光电管阴极的逸出功为1.05 eV
C.当滑片向a端滑动时,反向电压增大,电流增大
D.改用能量为2.5 eV的光子照射,移动变阻器的滑片c,电流表G中也可能有电流
解析:由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,同种金属的逸出功相同,所以光电子逸出后的初动能取决于获得的能量,A错误;当电压表示数大于或等于1.7 V时,电流表无示数,说明遏止电压为1.7 V,由eU=12mv2,可求得光电管的逸出功为1.05 eV,B正确;若光的频率不变,反向电压大于遏止电压后电路中就不再有电流,C错误;当入射光频率超过截止频率,且反向电压小于遏止电压,电路中就会有电流,D正确.
答案:BD
6.图甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像,下列说法不正确的是( )
甲
乙
A.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大
B.由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说,其遏止电压只由入射光的频率决定
C.遏止电压越大,说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大
D.不论哪种颜色的入射光,只要光足够强,就能发生光电效应
解析:由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大,故A说法正确;根据光电效应方程可得Ekm=hν-W0=eUc,可知入射光频率越大,最大初动能越大,遏止电压越大,可知对于确定的金属,遏止电压与入射光的频率有关,故B说法正确;根据最大初动能Ekm=eUc中,遏止电压越大,说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大,故C说法正确;发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率,与入射光的强度无关,故D说法错误.
答案:D
7.小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意如图甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.
(1)图甲中电极A为光电管的 (选填“阴极”或“阳极”);?
(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc= Hz,逸出功W0= J;?
(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek= J.?
解析:(1)在光电效应中,电子向A极运动,故电极A为光电管的阳极.
(2)由题图可知,铷的截止频率νc为5.15×1014 Hz,逸出功W0=hνc=6.63×10-34×5.15×1014 J≈3.41×10-19 J.
(3)当入射光的频率为ν=7.00×1014 Hz时,由Ek=hν-hνc得,光电子的最大初动能为Ek=6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014 J≈1.23×10-19 J.
答案:(1)阳极 (2)5.15×1014 3.41×10-19
(3)1.23×10-19
8.铝的逸出功为4.2 eV,现用波长200 nm的光照射铝的表面.已知h=6.63×10-34 J·s,求:
(1)光电子的最大初动能;
(2)遏止电压;
(3)铝的截止频率.
解析:(1)根据光电效应方程Ek=hν-W0有
Ek=hcλ-W0=6.63×10-34×3.0×108200×10-9 J-4.2×1.6×10-19 J=3.225×10-19 J.
(2)由Ek=eUc可得
Uc=Eke=3.225×10-191.6×10-19 V=2.016 V.
(3)由hνc=W0得
νc=W0h=4.2×1.6×10-196.63×10-34 Hz=1.014×1015 Hz.
答案:(1)3.225×10-19 J (2)2.016 V (3)1.014×1015 Hz