上海市龙柏高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：2.2涅槃凤凰再飞翔 配套作业（含解析）

2.2涅槃凤凰再飞翔
1．对于光电效应及其规律，下列说法正确的是
A．光电效应现象说明了光是一种波
B．光电效应实验中打出来的光具有粒子性
C．当照射光的波长小于金属的极限波长时，会发生光电效应
D．照射光的强度越强，发生光电效应需要的时间越短
2．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的关系图象中，正确的是(　　)
A．B．C．D．
3．某金属在光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系如图所示，则（　 ）
A．普朗克常量为
B．入射光的频率为3时，逸出的光电子的最大初动能为2E
C．频率大于2的入射光照射该金属时才会发生光电效应
D．若光在真空中的速度为c，则波长大于的光照射该金属时才会发生光电效应
4．如图甲所示为某实验小组成员研究某金属发生光电效应的遏止电压随照射光频率变化关系的实验装置，图乙为实验得到的遏止电压随照射光频率变化的关系图象，电子的电荷量e＝1.6×10－19 C，则下列说法正确的是(　　)
A．图甲中滑动变阻器的滑片移到最左端，电流计G的示数为零
B．由图乙得普朗克常量为6.4×10－33 J·s
C．由图乙可知，该金属的极限频率为5.0×1014 Hz
D．当照射光的频率为17.5×1014 Hz时，逸出的光电子的最大初动能为3.2×10－19 J
5．如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数()的关系图象，由图象可知(　　)
A．图象中的0是产生光电效应的最小波长
B．普朗克常量和光速的乘积hc=E0
C．该金属的逸出功等于-E
D．若入射光的波长为，产生的光电子的最大初动能为2E
6．三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1＞λ2＞λ3）．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是（　　）
A．用光束1照射时，不能产生光电子
B．用光束3照射时，不能产生光电子
C．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多
D．用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大
7．现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是（ ）
A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大
B．入射光的频率变高，饱和光电流变大
C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
E.遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关
8．如图所示为光电管的工作电路图，分别用波长为λ0、λ1、λ2的单色光做实验，已知λ1＞λ0＞λ2.当开关闭合后，用波长为λ0的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数，则下列说法正确的是（　　）
A．光电管阴极材料的逸出功与入射光无关
B．若用波长为λ1的单色光进行实验，则电流表的示数一定为零
C．若仅增大电源的电动势，则电流表的示数一定增大
D．若仅将电源的正负极对调，则电流表的示数可能为零
9．如图所示为一光电管电路，滑动变阻器触头位于ab上某点，用光照射光电管阴极，电表有偏转，要使电流计指针偏转变大，可采取的措施有（　　）
A．加大照射光的强度 B．换用波长长的光照射
C．将滑片P向b端滑动 D．将电源正、负极对调
10．三种不同的入射光A、B、C分别射在三种不同的金属a、b、c表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长λA＞λB＞λC，则（ ）
A．用入射光A照射金属b和c，金属b和c均可发生光电效应现象
B．用入射光A和B照射金属c，均可使金属c发生光电效应现象
C．用入射光C照射金属a与b，金属a、b均可发生光电效应现象
D．用入射光B和C照射金属a，均可使金属a发生光电效应现象
11．光照射某金属产生光电效应时，实验测得光电子最大初动能与照射光频率的图象如图所示，其中图线与横轴交点坐标为5.5×1014 Hz.用一束波长范围为4.0×10－7～9.0×10－7 m的可见光照射该金属时，求光电子的最大初动能．(已知普朗克常量为h＝6.6×10－34 J·s)
12．如图所示，当开关K断开时，用光子能量为2.8eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.70V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.70V时，电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸出功为_______eV；若将照射到阴极P上的该光的照射强度变为原来的2倍，则遏止电压为________V.
13．已知某金属的极限波长为λ0，用波长为λ的光照射该金属表面，
求：（1）该金属的逸出功．
（2）逸出光电子的最大初动能．
14．紫光在真空中的波长为?m，问：
紫光光子的能量是多少？
用它照射极限频率为?Hz的金属钾能否产生光电效应？
若能产生，则光电子的最大初动能为多少？?
参考答案
1．C
【解析】
A．光电效应现象说明光是一种粒子，故A错误；
B．光电效应实验中打出的是光电子，而不是光，故B错误；
C．当照射光的频率大于等于金属的极限频率时，即照射光的波长小于等于金属的极限波长时，会发生光电效应，故C正确；
D．光电效应的发生基本不需要时间，与照射光的强度无关，故D错误。
故选C。
2．C
【解析】
频率相同的光照射金属，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能相等，根据
知遏止电压相等，光越强，饱和电流越大。故C正确，ABD错误。
故选C。
3．B
【解析】
A．由光电效应方程：
结合图象可知金属的逸出功：
极限频率为νc，所以：
解得：
A错误；
B．由光电效应方程：
则：
B正确；
CD．由题图可知频率不低于νc的入射光照射该金属时会发生光电效应，即波长不大于的光照射该金属时才会发生光电效应，CD错误。
故选B。
4．C
【解析】
当题图甲中滑动变阻器的滑片移到最左端，光照射金属发生光电效应，回路中仍有光电流，电流计的示数不为零，故A错误；由Uc＝ν－ν0可知，图象的斜率V·s，得h＝6.4×10－34 J·s，故B错误；当Uc＝0时，ν＝ν0＝5.0×1014Hz，故C正确；当照射光的频率为17.5×1014 Hz时，逸出的光电子的最大初动能为Ek＝eUc＝8.0×10－19 J，故D错误。
5．BD
【解析】
A.图象中的λ0是产生光电效应的最大波长，选项A错误；
B.根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数的关系图象对应的函数关系式为Ek＝hc－W，由图象可知Ek＝0时，hc＝Eλ0，选项B正确；
C.由Ek＝hc－W，并结合关系图象可得该金属的逸出功W＝E，选项C错误；
D.若入射光的波长为，由Ek＝hc－W，解得Ek＝hc－W＝3E－E＝2E，即产生的光电子的最大初动能为2E，选项D正确。
6．AC
【解析】
A、B、依据波长与频率的关系：，因λ1＞λ2＞λ3，那么γ1＜γ2＜γ3；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而光束3照射时，一定能产生光电子；故A正确，B错误．C、D、用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程：Ekm=hγ-W，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关；故C正确，D错误．故选AC．
【点睛】
考查波长与频率的关系式，掌握光电效应现象发生条件，理解光电效应方程的内容．
7．ACE
【解析】
AB．根据光电效应实验得出的结论：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大，故A正确，B错误；
C．根据爱因斯坦光电效应方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C正确；
DE．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，保持入射光的光强不变，若低于遏止频率，则没有光电流产生，故D错误，E正确．
故选ACE．
【点睛】
本题主要考查光电效应．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；本题涉及的光电效应知识较多，很多结论都是识记的，注意把握现象的实质，明确其间的联系与区别；平时积累物理知识．
8．AD
【解析】
A．光电管阴极材料的逸出功只与材料有关．而与入射光的频率、入射光的强度无关，A正确；
B．用波长为λ0的光照射阴极K时，电路中有光电流，可知波长为λ0的光照射阴极K时，发生了光电效应；若用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，虽然入射光的频率变小，但仍可能大于阴极的极限频率，仍可能发生光电效应，因此电流表的示数可能不为零，B错误；
C．仅增大电路中电源的电动势，光电管两端电压增大，当达到饱和电流后，电流表的示数不再增大，C错误；
D．将电路中电源的正负极对调，光电子做减速运动，还可能到达阳极，所以还可能有光电流；若电源电动势大于光电管的遏止电压，电子到达不了阳极，则此时电流表的示数可以为零，D正确。
故选AD。
9．AC
【解析】
电流计有偏转，说明能发生光电效应现象，即入射光的频率大于极限频率，要使电流增大可使单位时间内参与定向移动的电子数增大，增大入射光的强度或使电压增大（如将P向b滑动）均有可能，选项AC正确，BD错误。
故选AC。
10．CD
【解析】
恰能使金属逸出光电子说明入射光的频率恰好等于金属的极限频率，由题意知入射光的频率．
A的频率最小，照射金属b和c，金属b和c均不能发生光电效应现象，A错误；AB光的频率都小于C的极限频率，所以用入射光A和B照射金属c，金属c不能发生光电效应现象，B错误；C光的频率最大，所以用入射光C照射金属a与b，金属a、b均可发生光电效应现象，C正确；BC光的频率大于A光的频率，所以用入射光B和C照射金属a，均可使金属a发生光电效应现象,D正确；
故选CD
【点睛】
本题的关键是知道光电效应产生的条件是入射光的频率大于等于金属的极限频率，波长越大频率越小．
11．1.32×10－19J.
【解析】
根据
爱因斯坦光电效应方程：．
12．2.1eV 0.70V
【解析】
[1]．用光子能量为2.8eV的光照射时，光电子逸出时的最大初动能，阴极材料的逸出功为W，据爱因斯坦光电效应方程得：
题图中光电管上加的是反向电压，据题意，当反向电压达到U=0.70 V以后，具有最大初动能的光电子也不能到达阳极，因此
解得
；
[2]．若将照射到阴极P上的该光的照射强度变为原来的2倍，遏止电压为
13．（1）h；（2）-h
【解析】
（1）当时，对应的频率为极限频率，
则，而，所以；
（2）根据光电效应方程得：；
14．(1) (2)能产生光电效应 (3)
【解析】
根据波长与波速的关系式求光子的能量；当入射光频率大于极限频率时发生光电效应；根据光电子最大初动能公式求动能．
【详解】
（1）
E=hν=h== 4.42×10-19?J
（2）
ν==6.67×1014?Hz
因为ν＞ν0，所以能产生光电效应．
（3）
Ekm=hν-W0=h（ν-ν0）=1.36×10-19?J．