4、如圖乙所示,則銣的截止頻率νc=________Hz,逸出功W0=________J;
(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν=7.00×1014Hz,則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek=________J.
解析:(1)在光電效應(yīng)中,電子向A極運(yùn)動,故電極A為光電管的陽極.
(2)由題圖可知,銣的截止頻率νc為5.15×1014 Hz,逸出功W0=hνc=6.63×10-34×5.15×1014 J≈3.41×10-19 J.
(3)當(dāng)入射光的頻率為ν=7.00×1014Hz時,由Ek=hν-h(huán)νc得,光電子的最大初動能為
Ek=6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014 J≈1.
5、23×10-19 J.
答案:(1)陽極
(2)5.15×1014[(5.12~5.18)×1014均視為正確]
3.41×10-19[(3.39~3.43)×10-19均視為正確]
(3)1.23×10-19[(1.21~1.25)×10-19均視為正確]
[課后達(dá)標(biāo)]
不定項(xiàng)選擇題
1.(2020·衢州質(zhì)檢)下列為描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖(如圖),其中符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是( )
答案:A
2.用極微弱的可見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),隨著時間的增加,在照相底片上先后出現(xiàn)如圖甲、乙、丙所示的圖象,則( )
A.圖象甲表明光具有粒子性
B.圖象乙表明
6、光具有波動性
C.用紫外線觀察不到類似的圖象
D.實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波
答案:ABD
3.(2020·臺州檢測)某光波射到一逸出功為W的光電材料表面,所產(chǎn)生的光電子在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動的最大半徑為r,設(shè)電子的質(zhì)量為m,帶電量為e,普朗克常量為h,則該光波的頻率為( )
A. B.
C.+ D.-
答案:C
4.(2018·11月浙江選考)處于較高能級的氫原子向較低能級躍遷時,能輻射出a、b兩種可見光,a光照射某金屬表面時有光電子逸出,b光照射該金屬表面時沒有光電子逸出,則( )
A.以相同的入射角射向一平行玻璃磚,a光的側(cè)移
7、量小于b光的
B.垂直入射到同一單縫衍射裝置,a光的衍射中央亮條紋寬度小于b光的
C.a(chǎn)光和b光的頻率之比可能是
D.a(chǎn)光子的動量大于b光子的
解析:選BD.根據(jù)光電效應(yīng)可知,a光照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng),b光不能發(fā)生光電效應(yīng),E=hν,說明頻率νa>νb,故選項(xiàng)C錯誤;同種介質(zhì)中a、b光的折射率na>nb,設(shè)玻璃磚的厚度為d,入射角為i,折射角為r,則n=,a、b光以相同的入射角入射時,折射角ra<rb,在玻璃磚中光的側(cè)移量y=·sin(i-r),可知ya>yb,選項(xiàng)A錯誤;波長λa<λb,單縫衍射時中央亮紋a光比b光小,選項(xiàng)B正確;光子的動量為p=,所以a光子的動量大于b光子
8、的動量,選項(xiàng)D正確.
5.(2020·麗水檢測)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73 ×1014 Hz和 5.44×1014 Hz,在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng),比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子,鈣逸出的光電子具有較大的( )
A.波長 B.頻率
C.能量 D.動量
解析:選A.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程mv=hν-W.由題知W鈣>W鉀,所以鈣逸出的光電子的最大初動能較?。鶕?jù)p=及p=和c=λν知,鈣逸出的光電子的特點(diǎn)是:動量較小、波長較長、頻率較?。x項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B、C、D錯誤.
6.(2020·浙江省稽陽聯(lián)誼學(xué)校高三聯(lián)考選考)用強(qiáng)度相同的紅光和藍(lán)光
9、分別照射同一種金屬,均能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng).下列判斷正確的是( )
A.用紅光照射時,該金屬的逸出功小,用藍(lán)光照射時,該金屬的逸出功大
B.用紅光照射時,該金屬的截止頻率低,用藍(lán)光照射時,該金屬的截止頻率高
C.用紅光照射時,逸出光電子所需時間長,用藍(lán)光照射時,逸出光電子所需時間短
D.用紅光照射時,逸出的光電子最大初動能小,用藍(lán)光照射時,逸出的光電子最大初動能大
解析:選D.由hν-W=Ekm,ν紅<ν藍(lán).可得:Ekm藍(lán)>Ekm紅,D正確;金屬的逸出功和截止頻率與入射光頻率無關(guān),A、B均錯誤;只要能發(fā)生光電效應(yīng),逸出光電子所需時間與光的頻率無關(guān),C錯誤.
7.(2020·寧波
10、調(diào)研)如圖甲,合上開關(guān),用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極K,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零.調(diào)節(jié)滑動變阻器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時,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,電流表讀數(shù)為零.把電路改為圖乙,當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時,逸出功及電子到達(dá)陽極時的最大動能為( )
A.1.5 eV 0.6 eV B.1.7 eV 1.9 eV
C.1.9 eV 2.6 eV D.3.1 eV 4.5 eV
解析:選C.由圖甲,用光子能量hν=2.5 eV的光照射陰極,電流表讀數(shù)不為零,則說明能發(fā)生光電效應(yīng),當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時,電流表讀數(shù)為零
11、,則說明電子不能到達(dá)陽極.由動能定理eU=mv知,最大初動能Ek=eU=0.6 eV,由光電效應(yīng)方程hν=Ek+W0知W0=1.9 eV;對圖乙,當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時,電子到達(dá)陽極的最大功能E′k=Ek+eU′=0.6 eV+2 eV=2.6 eV,故C正確.
8.用波長為λ和2λ的光照射同一種金屬,分別產(chǎn)生的速度最快的光電子速度之比為2∶1,普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示,那么下列說法正確的有( )
A.該種金屬的逸出功為
B.該種金屬的逸出功為
C.波長超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
D.波長超過4λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
解析:選AD.由hν=W+
12、Ek知h=W+mv,h=W+mv,又v1=2v2,所以W=.光的波長小于或等于3λ時方能發(fā)生光電效應(yīng),故A、D項(xiàng)正確.
9.(2020·嘉興調(diào)研)如圖所示,用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接,當(dāng)用紫外線照射鋅板時,發(fā)生的現(xiàn)象是( )
A.有光子從鋅板逸出
B.有電子從鋅板逸出
C.驗(yàn)電器指針張開一個角度
D.鋅板帶負(fù)電
解析:選BC.用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的,鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出,稱之為光電子,故A錯誤,B正確;鋅板與驗(yàn)電器相連,帶有相同電性的電荷,鋅板失去電子應(yīng)該帶正電,且失去電子越多,帶正電的電荷量越多,驗(yàn)電器指針張角越大,故C正確,D錯誤.
13、10.研究光電效應(yīng)電路如圖所示,用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K),鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流.下列光電流I與AK之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中,正確的是( )
解析:選C.由于是強(qiáng)度不同的光照射同種鈉極板,則遏止電壓相同,強(qiáng)度不同,飽和光電流不同.選項(xiàng)C正確.
11.(2020·紹興質(zhì)檢)根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知( )
A.“光子說”本質(zhì)就是牛頓的“微粒說”
B.光的波長越長,光子的能量越小
C.一束單色光的能量可以連續(xù)變化
D.只有光子數(shù)很多時,光才具有粒子性
解析:選B.“光子說”不同于牛頓的“微粒說”,A錯;光
14、的波長越大,頻率越低,由E=hν知能量越小,B對;因光子是一份一份的,其能量也是一份一份的,不可連續(xù)變化,C錯;光具有波粒二象性,與光子的個數(shù)無關(guān),只是光子數(shù)越多,其波動性越顯著,光子數(shù)越少,其粒子性越顯著,D錯.
12.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用同一種單色光,先后照射鋅和銀的表面,都能發(fā)生光電效應(yīng).對于這兩個過程,下列四個物理量中,一定不同的是( )
A.遏止電壓
B.飽和光電流
C.光電子的最大初動能
D.逸出功
解析:選ACD.同一種單色光照射不同的金屬,入射光的頻率和光子能量一定相同,金屬逸出功不同,根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0知,最大初動能不同,則遏止電壓不同;同一種單
15、色光照射,入射光的強(qiáng)度相同,所以飽和光電流相同.故選ACD.
13(2020·舟山質(zhì)檢)三種不同的入射光線甲、乙、丙分別照射在三種不同的金屬a、b、c上,均恰能使金屬中逸出光電子.已知三種光線的波長λ甲>λ乙>λ丙,則( )
A.用入射光甲照射金屬b,可能發(fā)生光電效應(yīng)
B.用入射光丙照射金屬b,一定發(fā)生光電效應(yīng)
C.用入射光甲和乙同時照射金屬c,可能發(fā)生光電效應(yīng)
D.用入射光乙和丙同時照射金屬a,一定發(fā)生光電效應(yīng)
解析:選BD.由λ=,λ甲>λ乙>λ丙可知,ν甲<ν乙<ν丙.用入射光甲、乙、丙照射金屬a、b、c均恰好發(fā)生光電效應(yīng),說明a金屬極限頻率最小,c金屬的極限頻率最大,結(jié)合
16、光電效應(yīng)發(fā)生條件可知,A、C錯誤,B、D正確.
14.關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性,下列說法中不正確的是( )
A.不僅光子具有波粒二象性,一切運(yùn)動的微粒都具有波粒二象性
B.運(yùn)動的微觀粒子與光子一樣,當(dāng)它們通過一個小孔時,都沒有特定的運(yùn)動軌道
C.波動性和粒子性,在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的,但在微觀高速運(yùn)動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的
D.實(shí)物的運(yùn)動有特定的軌道,所以實(shí)物不具有波粒二象性
解析:選D.光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律,大量光子運(yùn)動的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動性,而單個光子的運(yùn)動表現(xiàn)出光的粒子性.光的波長越長,波動性越明顯,光的頻率越高,粒子性越明顯.而宏觀物體的德布羅意波的波長太
17、小,實(shí)際很難觀察到波動性,不是不具有波粒二象性,D項(xiàng)不正確.
15.(2020·溫州高二期中)如圖所示,用a、b兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板,發(fā)現(xiàn)當(dāng)a光照射時驗(yàn)電器的指針偏轉(zhuǎn),b光照射時指針未偏轉(zhuǎn),以下說法正確的是( )
A.增大a光的強(qiáng)度,驗(yàn)電器的指針偏角一定減小
B.a(chǎn)光照射金屬板時驗(yàn)電器的金屬小球帶負(fù)電
C.a(chǎn)光在真空中的波長小于b光在真空中的波長
D.若a光是氫原子從n=4的能級向n=1的能級躍遷時產(chǎn)生的,則b光可能是氫原子從n=5的能級向n=2的能級躍遷時產(chǎn)生的
解析:選CD.增大a光的強(qiáng)度,從金屬板飛出的光電子增多,金屬板帶電荷量增大,驗(yàn)電器的指針偏角一定增大,選項(xiàng)A錯誤;a光照射金屬板時,光電子從金屬板飛出,金屬板帶正電,驗(yàn)電器的金屬小球帶正電,選項(xiàng)B錯誤;經(jīng)分析,a光在真空中的頻率大于b光在真空中的頻率,故a光在真空中的波長小于b光在真空中的波長,選項(xiàng)C正確;氫原子躍遷,因?yàn)閨E4-E1|>|E5-E2|,故選項(xiàng)D正確.
8