上海市甘泉高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：2.2涅槃凤凰再飞翔 跟踪训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 上海市甘泉高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：2.2涅槃凤凰再飞翔 跟踪训练（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 356.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-17 19:26:00 | ||
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文档简介
2.2涅槃凤凰再飞翔
1．如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（ ）
A．若仅增大光照强度，电路中光电流一定增大
B．若仅将电源极性反接，电路中一定没有光电流
C．若仅换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流
D．若仅将电路中滑动变阻器的滑片向右滑动，电路中光电流一定增大
2．光电效应实验中，一组同学用同一光电管在不同实验条件下得到了四条光电流与电压之间的关系曲线(甲、乙、丙、丁)，如图所示。以下判断正确的是（ ）
A．甲光的频率大于乙光 B．丙光的频率等于丁光
C．甲光的强度等于丙光 D．乙光的强度等于丁光
3．十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进了“近代原子物理学”的建立和发展，关于以下4幅图中涉及物理知识说法正确的是（ ）
A．图1是黑体辐射实验规律，爱因斯坦为了解释此实验规律，首次提出了“能量子”概念
B．强激光的出现使一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，这已被实验证实。如图2所示，若用波长为λ的光照射锌板，验电器指针不偏转；则换用波长也为λ的强激光照射锌板，验电器指针可能偏转
C．如图3所示，一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以放出6种不同频率的光
D．图4为天然放射现象中产生的三种射线在电场中偏转情况，其中③线代表的射线穿透能力最强
4．某种金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（ ）
A．图中直线的斜率为
B．当入射光的频率为时，光电子的最大初动能为
C．当入射光的频率为时，遏止电压为
D．即使入射光的频率低于，但只要光强够大也能发生光电效应
5．某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能EK与入射光频率v关系如图所示．已知普朗克常量为h．下列判断正确的是（ ）
A．图中
B．增大入射光的强度，图线将沿纵轴向上移动
C．增大入射光的强度，图线将沿横轴向右移动
D．图中b与vC.的值与入射光的强度、频率均无关
6．光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波照射下，某些金属内部的电子会被光子激发出来而形成光电子。下列关于光电效应的说法正确的是（ ）
A．光电效应是原子核吸收光子后向外释放电子的现象
B．光电子的最大初动能与入射光的强度无关
C．相同强度的黄光和绿光照射同种金属材料时相同时间内逸出的光电子数相等
D．入射光的频率为原来的一半时，逸出的光电子数一定减半
7．下列说法正确的是（ ）
A．只要有光照射金属表面，就会有电子从金属表面逸出
B．光电效应现象可以完全用经典电磁理论进行解释
C．对光电效应现象的研究使人类认识到光具有粒子性
D．在光电效应现象中，光越强，光电子的最大初动能越大
8．一含有光电管的电路如图甲所示，乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I—U图线，、表示截止电压，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中光电管得到的电压为正向电压
B．a、c光的波长相等
C．a、c光的光强相等
D．a、b光的波长相等
9．关于光电效应有如下几种叙述，其中叙述不正确的是（ ）
A．对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应
B．光电流强度与入射光的强度有关
C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大
D．光电效应几乎是瞬时发生的
10．物理学家密立根以精湛的技术测量了光电效应中的几个重要物理量。按照密立根的方法进行实验，用不同频率的色光分别照射钠、钾的表面而产生光电效应，若钠、钾金属的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的Uc–ν图象分别用实线、虚线表示，已知钠的逸出功是2.29 eV，钾的逸出功是2.25 eV，则下列图象可能正确的是
A． B．
C． D．
11．如图所示,当开关断开时,用能量为的一束光照射阴极发现电流表读数不为零.合上开关,调节滑动变阻器,发现电压表读数大于或等于时,电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸出功为____；
若将照射到阴极上的该光的照射强度变为原来的3倍,则遏止电压为_________.
12．如图所示，一光电管的阴极K用极限波长为λ0的金属制成．用波长为λ的紫外线照射阴极K，加在光电管阳极A和阴极K之间的电压为U，电子电荷量为e，普朗克常量为h，光速为c，光电子到达阳极时的最大动能为____；若将此入射光的强度增大，则光电子的最大初动能____（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
13．一光电管的阴极用极限波长λ0=5.0×10-7m的钠制成。用波长λ=3.0×10-7m的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U =2.1V，光电流的饱和值I =0.56mA。
(l)求每秒内由K极发射的电子数。
(2)求电子到达A极时的最大动能。
(3)如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的3倍，此时电子到达A极时的最大动能是多少？(普朗克恒量h=6.63×10-34J·s，电子的电量e=1.6×10-19C)。
14．某频率的单色光照射到一块金属板表面时，能发生光电效应，测得光电子的最大初动能为2电子伏。若换用频率是原来的1.8倍的单色光照射该金属，光电子的最大初动能为6电子伏。试求该金属的逸出功。
参考答案
1．A
【解析】
A．图中光电管加的是正向电压，若仅增大光照强度，电路中光电流一定增大，故A正确。
B．若将电源极性反接，其电压值小于截止电压时仍有电流，故B错误。
C．由题意，入射光的波长为λ0时，能发生光电效应，若换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，入射光的频率减小，仍然可能发生光电效应，电路中可能有光电流，故C错误。
D．若仅将电路中滑动变阻器的滑片向右滑动，光电管两端电压增大，如果已经达到饱和光电流，则光电流不会增大，故D错误。
故选A。
2．A
【解析】
AB．根据爱因斯坦光电效应方程
Ek=h-W0
反向裁止电压
Ek=eUc
同一光电管的逸出功W0相同，由于Uc1Uc2，所以可以判定：甲光的频率大于乙光的频率；丙光的频率（等于甲光）大于丁光的频率（等于乙光），故A正确，B错误；
CD．根据饱和光电流与照射光强度的关系可知，甲光的强度大于丙光，乙光的强度大于丁光，故CD错误。
故选A。
3．B
【解析】
普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，并很好的解释了黑体辐射的实验规律，A错误；若用波长为λ的光照射锌板，验电器指针不偏转；则换用波长也为λ的强激光照射锌板，锌板的电子可以在极短时间内吸收多个光子发生逃逸，固验电器指针可能偏转，B正确；一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，最多可放出3种不同频率的光，即从n=4到n=3再到2最后到1，C错误；从图中可知电场强度方向水平向右，而③粒子向右偏转，故带正电，为α粒子，其电离作用最强，D错误．
4．C
【解析】
A．根据爱因斯坦光电效应方程
遏止电压对应动能最大的光电子减速为零，由动能定理可知：
联立可得：
由图像可知，斜率为，这种金属的截止频率为，逸出功，故A错误；
B．当入射光的频率为vc 时,刚好发生光电效应，则光电子的最大初动能为零，故B错误；
C．当入射光的频率为2νc 时,遏止电压为：
故C正确；
D．光电效应的条件由入射光的频率决定，与光强无关，则光的频率低于时，不论光的强度多大，都不能发生光电效应，故D错误；
故选C。
5．D
【解析】
A．由光电效应方程：，可知，图线的斜率表示普朗克常量h，即
即
故选项A错误.
B．图线在纵轴上的截距是逸出功W0的相反数，只由材料本身决定，与入射光强度无关，故选项B错误.
C．图线在横轴上的截距vc等于金属的极限频率，只由金属材料决定.故选项C错误.
D．逸出功与极限频率均由材料决定，与入射光的强度、频率均无关.故选项D正确.
6．B
【解析】
A．光电效应是原子的核外电子吸收光子后从金属表面逸出的现象，故A错误；
B．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，故B正确；
C．强度相同的黄光和绿光由于频率不同，光子数不同，所以照射同种金属材料时相同时间内逸出的光电子数也不相同，故C错误；
D．当入射光的频率为原来的一半时，有可能不会发生光电效应，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
A．只有入射光的频率大于金属的极限频率，才能产生光电效应，才产生光电流，才会有电子从金属表面逸出，故A错误；
B．光电效应现象是无法用经典电磁理论进行解释的，故B错误；
C．光电效应现象体现了光具有粒子性，故C正确；
D．根据光电效应方程：
可知入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关，故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
由图可知，从金属出来的电子在电场力作用下，做减速运动，则对应电压为反向电压，故A错误；光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知a、c光对应的截止频率小于b光的截止频率，根据，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。a光、c光的截止电压相等，所以a光、c光的频率相等，则a、c光的波长相等；因b光的截止电压大于a光的截止电压，所以b光的频率大于a光的频率，则a光的波长大于b光的波长，故B正确，D错误；由图可知，a的饱和电流大于c的饱和电流，而光的频率相等，所以a光的光强大于c光的光强，故C错误；故选B。
【点睛】
解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程，同时注意正向电压与反向电压的区别。
9．C
【解析】
A：对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应．故A项正确．
B：光电流强度与入射光的强度有关，故B项正确．
C：用红外线照射金属比可见光照射金属产生的光电子的初动能要小，则用不可见光照射金属不一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能大．故C项错误．
D：光电效应几乎是瞬时发生的，故D项正确．
本题选不正确的，答案是C．
10．B
【解析】
根据爱因斯坦光电效应方程得，而，，整理可得，则图线斜率均为普朗克常量与元电荷的比值，是相同的，即两图线平行，故选项D错误；当时，，故选项A错误；当时，，由于钠的逸出功2.29 eV大于钾的逸出功2.25 eV，钠的横轴截距大于钾的横轴截距，故选项B正确，C错误。
11．2.0 0.6
【解析】
根据题意光电子的初动能为：
根据爱因斯坦光电效应方程有：
.
将该光的照射强度变为原来的3倍，频率不变，逸出光电子的最大初动能不变，遏止电压不变，根据
．
12． 不变
【解析】
电子从阴极射出时的最大初动能，根据动能定理得，光电子到达阳极时的最大动能为；
入射光的强度增大，电子的最大初动能不变，则电子到达阳极的动能不变；
【点睛】通过光电效应方程，结合动能定理求出电子到达阳极的最大动能；光的强度不影响光电子的最大初动能．
13．(1)每秒内由K极发射的电子数：个 (2) 6.01×10-19J (3)当光强度增到原值三倍时，电子到达A极时的最大动能不变
【解析】
（1）每秒钟内由K极发射的光电子数个；
（2）阴极K金属的逸出功，
光电子的最大初动能，
由动能定理，
则电子到达A极的最大动能；
（3）入射光强度增到原来的三倍，但光子的能量不变，光电管阳极A和阴极K之间的电势差不变，则到达A极时最大动能不变，仍为6.01×10-19J．
14．W0=3eV
【解析】
根据光电效应方程得，，代入数据解得：．
1．如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（ ）
A．若仅增大光照强度，电路中光电流一定增大
B．若仅将电源极性反接，电路中一定没有光电流
C．若仅换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流
D．若仅将电路中滑动变阻器的滑片向右滑动，电路中光电流一定增大
2．光电效应实验中，一组同学用同一光电管在不同实验条件下得到了四条光电流与电压之间的关系曲线(甲、乙、丙、丁)，如图所示。以下判断正确的是（ ）
A．甲光的频率大于乙光 B．丙光的频率等于丁光
C．甲光的强度等于丙光 D．乙光的强度等于丁光
3．十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进了“近代原子物理学”的建立和发展，关于以下4幅图中涉及物理知识说法正确的是（ ）
A．图1是黑体辐射实验规律，爱因斯坦为了解释此实验规律，首次提出了“能量子”概念
B．强激光的出现使一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，这已被实验证实。如图2所示，若用波长为λ的光照射锌板，验电器指针不偏转；则换用波长也为λ的强激光照射锌板，验电器指针可能偏转
C．如图3所示，一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以放出6种不同频率的光
D．图4为天然放射现象中产生的三种射线在电场中偏转情况，其中③线代表的射线穿透能力最强
4．某种金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（ ）
A．图中直线的斜率为
B．当入射光的频率为时，光电子的最大初动能为
C．当入射光的频率为时，遏止电压为
D．即使入射光的频率低于，但只要光强够大也能发生光电效应
5．某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能EK与入射光频率v关系如图所示．已知普朗克常量为h．下列判断正确的是（ ）
A．图中
B．增大入射光的强度，图线将沿纵轴向上移动
C．增大入射光的强度，图线将沿横轴向右移动
D．图中b与vC.的值与入射光的强度、频率均无关
6．光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波照射下，某些金属内部的电子会被光子激发出来而形成光电子。下列关于光电效应的说法正确的是（ ）
A．光电效应是原子核吸收光子后向外释放电子的现象
B．光电子的最大初动能与入射光的强度无关
C．相同强度的黄光和绿光照射同种金属材料时相同时间内逸出的光电子数相等
D．入射光的频率为原来的一半时，逸出的光电子数一定减半
7．下列说法正确的是（ ）
A．只要有光照射金属表面，就会有电子从金属表面逸出
B．光电效应现象可以完全用经典电磁理论进行解释
C．对光电效应现象的研究使人类认识到光具有粒子性
D．在光电效应现象中，光越强，光电子的最大初动能越大
8．一含有光电管的电路如图甲所示，乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I—U图线，、表示截止电压，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中光电管得到的电压为正向电压
B．a、c光的波长相等
C．a、c光的光强相等
D．a、b光的波长相等
9．关于光电效应有如下几种叙述，其中叙述不正确的是（ ）
A．对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应
B．光电流强度与入射光的强度有关
C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大
D．光电效应几乎是瞬时发生的
10．物理学家密立根以精湛的技术测量了光电效应中的几个重要物理量。按照密立根的方法进行实验，用不同频率的色光分别照射钠、钾的表面而产生光电效应，若钠、钾金属的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的Uc–ν图象分别用实线、虚线表示，已知钠的逸出功是2.29 eV，钾的逸出功是2.25 eV，则下列图象可能正确的是
A． B．
C． D．
11．如图所示,当开关断开时,用能量为的一束光照射阴极发现电流表读数不为零.合上开关,调节滑动变阻器,发现电压表读数大于或等于时,电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸出功为____；
若将照射到阴极上的该光的照射强度变为原来的3倍,则遏止电压为_________.
12．如图所示，一光电管的阴极K用极限波长为λ0的金属制成．用波长为λ的紫外线照射阴极K，加在光电管阳极A和阴极K之间的电压为U，电子电荷量为e，普朗克常量为h，光速为c，光电子到达阳极时的最大动能为____；若将此入射光的强度增大，则光电子的最大初动能____（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
13．一光电管的阴极用极限波长λ0=5.0×10-7m的钠制成。用波长λ=3.0×10-7m的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U =2.1V，光电流的饱和值I =0.56mA。
(l)求每秒内由K极发射的电子数。
(2)求电子到达A极时的最大动能。
(3)如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的3倍，此时电子到达A极时的最大动能是多少？(普朗克恒量h=6.63×10-34J·s，电子的电量e=1.6×10-19C)。
14．某频率的单色光照射到一块金属板表面时，能发生光电效应，测得光电子的最大初动能为2电子伏。若换用频率是原来的1.8倍的单色光照射该金属，光电子的最大初动能为6电子伏。试求该金属的逸出功。
参考答案
1．A
【解析】
A．图中光电管加的是正向电压，若仅增大光照强度，电路中光电流一定增大，故A正确。
B．若将电源极性反接，其电压值小于截止电压时仍有电流，故B错误。
C．由题意，入射光的波长为λ0时，能发生光电效应，若换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，入射光的频率减小，仍然可能发生光电效应，电路中可能有光电流，故C错误。
D．若仅将电路中滑动变阻器的滑片向右滑动，光电管两端电压增大，如果已经达到饱和光电流，则光电流不会增大，故D错误。
故选A。
2．A
【解析】
AB．根据爱因斯坦光电效应方程
Ek=h-W0
反向裁止电压
Ek=eUc
同一光电管的逸出功W0相同，由于Uc1Uc2，所以可以判定：甲光的频率大于乙光的频率；丙光的频率（等于甲光）大于丁光的频率（等于乙光），故A正确，B错误；
CD．根据饱和光电流与照射光强度的关系可知，甲光的强度大于丙光，乙光的强度大于丁光，故CD错误。
故选A。
3．B
【解析】
普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，并很好的解释了黑体辐射的实验规律，A错误；若用波长为λ的光照射锌板，验电器指针不偏转；则换用波长也为λ的强激光照射锌板，锌板的电子可以在极短时间内吸收多个光子发生逃逸，固验电器指针可能偏转，B正确；一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，最多可放出3种不同频率的光，即从n=4到n=3再到2最后到1，C错误；从图中可知电场强度方向水平向右，而③粒子向右偏转，故带正电，为α粒子，其电离作用最强，D错误．
4．C
【解析】
A．根据爱因斯坦光电效应方程
遏止电压对应动能最大的光电子减速为零，由动能定理可知：
联立可得：
由图像可知，斜率为，这种金属的截止频率为，逸出功，故A错误；
B．当入射光的频率为vc 时,刚好发生光电效应，则光电子的最大初动能为零，故B错误；
C．当入射光的频率为2νc 时,遏止电压为：
故C正确；
D．光电效应的条件由入射光的频率决定，与光强无关，则光的频率低于时，不论光的强度多大，都不能发生光电效应，故D错误；
故选C。
5．D
【解析】
A．由光电效应方程：，可知，图线的斜率表示普朗克常量h，即
即
故选项A错误.
B．图线在纵轴上的截距是逸出功W0的相反数，只由材料本身决定，与入射光强度无关，故选项B错误.
C．图线在横轴上的截距vc等于金属的极限频率，只由金属材料决定.故选项C错误.
D．逸出功与极限频率均由材料决定，与入射光的强度、频率均无关.故选项D正确.
6．B
【解析】
A．光电效应是原子的核外电子吸收光子后从金属表面逸出的现象，故A错误；
B．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，故B正确；
C．强度相同的黄光和绿光由于频率不同，光子数不同，所以照射同种金属材料时相同时间内逸出的光电子数也不相同，故C错误；
D．当入射光的频率为原来的一半时，有可能不会发生光电效应，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
A．只有入射光的频率大于金属的极限频率，才能产生光电效应，才产生光电流，才会有电子从金属表面逸出，故A错误；
B．光电效应现象是无法用经典电磁理论进行解释的，故B错误；
C．光电效应现象体现了光具有粒子性，故C正确；
D．根据光电效应方程：
可知入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关，故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
由图可知，从金属出来的电子在电场力作用下，做减速运动，则对应电压为反向电压，故A错误；光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知a、c光对应的截止频率小于b光的截止频率，根据，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。a光、c光的截止电压相等，所以a光、c光的频率相等，则a、c光的波长相等；因b光的截止电压大于a光的截止电压，所以b光的频率大于a光的频率，则a光的波长大于b光的波长，故B正确，D错误；由图可知，a的饱和电流大于c的饱和电流，而光的频率相等，所以a光的光强大于c光的光强，故C错误；故选B。
【点睛】
解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程，同时注意正向电压与反向电压的区别。
9．C
【解析】
A：对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应．故A项正确．
B：光电流强度与入射光的强度有关，故B项正确．
C：用红外线照射金属比可见光照射金属产生的光电子的初动能要小，则用不可见光照射金属不一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能大．故C项错误．
D：光电效应几乎是瞬时发生的，故D项正确．
本题选不正确的，答案是C．
10．B
【解析】
根据爱因斯坦光电效应方程得，而，，整理可得，则图线斜率均为普朗克常量与元电荷的比值，是相同的，即两图线平行，故选项D错误；当时，，故选项A错误；当时，，由于钠的逸出功2.29 eV大于钾的逸出功2.25 eV，钠的横轴截距大于钾的横轴截距，故选项B正确，C错误。
11．2.0 0.6
【解析】
根据题意光电子的初动能为：
根据爱因斯坦光电效应方程有：
.
将该光的照射强度变为原来的3倍，频率不变，逸出光电子的最大初动能不变，遏止电压不变，根据
．
12． 不变
【解析】
电子从阴极射出时的最大初动能，根据动能定理得，光电子到达阳极时的最大动能为；
入射光的强度增大，电子的最大初动能不变，则电子到达阳极的动能不变；
【点睛】通过光电效应方程，结合动能定理求出电子到达阳极的最大动能；光的强度不影响光电子的最大初动能．
13．(1)每秒内由K极发射的电子数：个 (2) 6.01×10-19J (3)当光强度增到原值三倍时，电子到达A极时的最大动能不变
【解析】
（1）每秒钟内由K极发射的光电子数个；
（2）阴极K金属的逸出功，
光电子的最大初动能，
由动能定理，
则电子到达A极的最大动能；
（3）入射光强度增到原来的三倍，但光子的能量不变，光电管阳极A和阴极K之间的电势差不变，则到达A极时最大动能不变，仍为6.01×10-19J．
14．W0=3eV
【解析】
根据光电效应方程得，，代入数据解得：．
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