高中物理 17.2 光的粒子性課后課時(shí)精練 新人教版選修3-5.doc

1、a17.2 光的粒子性課后課時(shí)精練1如圖所示，電路中所有元件完好，光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)。其原因可能是()A. 入射光太弱B. 入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)C. 光照時(shí)間太短D. 電源正、負(fù)極接反解析：光電管電路中形成電流的條件：一是陰極在光的照射下有光電子逸出，二是逸出的光電子應(yīng)能在電路中定向移動(dòng)到達(dá)陽(yáng)極。其中有無(wú)光電子逸出決定于入射光的頻率是否高于陰極材料的極限頻率，與入射光的強(qiáng)弱、照射時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)；光電子能否到達(dá)陽(yáng)極，應(yīng)由光電子的初動(dòng)能大小和光電管兩極間所加電壓的正負(fù)和大小共同決定。一旦電源正、負(fù)極接反，即使具有最大初動(dòng)能的光電子也不能到達(dá)陽(yáng)極，即使發(fā)生了光電效應(yīng)，電路中也不能形成

2、光電流。故該題的正確選項(xiàng)是B、D。答案：BD2在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針張開(kāi)了一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)()A鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B鋅板帶正電，指針帶正電C鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電D鋅板帶負(fù)電，指針帶正電解析：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)有電子從鋅板上跑出來(lái)，使鋅板及驗(yàn)電器的指針都帶正電，B正確。aa答案：B3如圖所示為康普頓效應(yīng)示意圖，真空中光子與一個(gè)靜止的電子發(fā)生碰撞，圖中標(biāo)出了碰撞后電子的運(yùn)動(dòng)方向。設(shè)碰前光子頻率為，碰后為頻率為，則關(guān)于光子碰后的運(yùn)動(dòng)方向和頻率的說(shuō)法中正確的是()A可能沿圖中方向B可能沿圖中方向C D解析：光子與電子碰撞

3、過(guò)程中動(dòng)量守恒，故可能沿方向運(yùn)動(dòng)，光子與電子碰撞后它的能量變小，即頻率變小，故B正確。答案：B4在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的()A頻率 B強(qiáng)度C照射時(shí)間 D光子數(shù)目解析：由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0可知，Ek只與頻率有關(guān)，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)，選項(xiàng)A正確。答案：A5下表給出了一些金屬材料的逸出功。材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功/1019 J3.04.35.96.26.6現(xiàn)用波長(zhǎng)為400 nm的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s)()A2種 B3種C4種 D5種解析

4、：由Eh及c得Eh，故波長(zhǎng)為400 nm的單色光光子的能量為E6.631034 J4.971019 J，當(dāng)入射光光子的能量大于金屬的逸出功時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)，因入射光光子的能量大于銫、鈣的逸出功，故能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料有2種，A正確。答案：A6用頻率為的光照射某金屬表面時(shí)，逸出的光電子最大初動(dòng)能為Ek，若改用頻率為3aa的光照射該金屬時(shí)，則逸出光電子的最大初動(dòng)能為()A3h B3EkC3hEk D2hEk解析：由光電效應(yīng)方程可知EkhW0，Ekh3W0，所以Ek2hEk。答案：D7如下圖甲所示，合上電鍵，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(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)

5、電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，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(shí)，電流表讀數(shù)為零。把電路改為下圖乙所示，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的最大動(dòng)能為()A0.6 eV B1.9 eVC2.6 eV D4.5 eV解析：圖甲所加電壓為反向電壓，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.6 V時(shí)，電流表讀數(shù)為0，說(shuō)明光電子的最大初動(dòng)能為Ek0.6 eV，圖乙所加電壓為正向電壓，故粒子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)，最大動(dòng)能為EkEk2eV2.6 eV，C正確。答案：C8用不同頻率的紫外線(xiàn)分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動(dòng)能Ek隨入射光頻率變化的Ek圖象，已知鎢的逸出功是3.28 eV

6、，鋅的逸出功是3.24 eV，若將二者的圖線(xiàn)畫(huà)在同一個(gè)Ek坐標(biāo)圖中，用實(shí)線(xiàn)表示鎢、虛線(xiàn)表示鋅，則正確反映這一過(guò)程的圖是()解析：依據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW可知，Ek圖線(xiàn)的斜率代表了普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek圖線(xiàn)應(yīng)該平行。圖線(xiàn)的橫截距代表了極限頻率0，而0，因此鎢的aa0大些。綜上所述，B圖正確。答案：B9分別用波長(zhǎng)為和的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為12，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為()A. B.C.hc D.解析：由光子能量和光電效應(yīng)方程有E1kW0；E2kW0，化簡(jiǎn)即得逸出功W0。答案：B10在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不

7、同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn)(甲光、乙光、丙光)，如下圖所示。則可判斷出()A. 甲光的頻率大于乙光的頻率B. 乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C. 乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D. 甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能解析：由于是同一光電管，因而不論對(duì)哪種光，極限頻率和金屬的逸出功相同，對(duì)于甲、乙兩種光，遏止電壓相同，因而頻率相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；丙光對(duì)應(yīng)的遏止電壓較大，因而丙光的頻率較高，波長(zhǎng)較短，對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能較大，故C、D均錯(cuò)，只有B項(xiàng)正確。答案：Baa11如圖所示，一光電管的陰極用極限波長(zhǎng)050001010 m的鈉制成。用波長(zhǎng)30001010

8、m的紫外線(xiàn)照射陰極，光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的電勢(shì)差U2.1 V，飽和光電流的值(當(dāng)陰極K發(fā)射的電子全部到達(dá)陽(yáng)極A時(shí)，電路中的電流達(dá)到最大值，稱(chēng)為飽和光電流)I0.56 A。(1)求每秒鐘內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目；(2)求電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能；(3)如果電勢(shì)差U不變，而照射光的強(qiáng)度增到原值的三倍，此時(shí)電子到達(dá)A極時(shí)最大動(dòng)能是多少？(普朗克常量h6.631034 Js)解析：(1)設(shè)每秒內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)為n，則n3.51012(個(gè))。(2)由光電效應(yīng)方程可知EkmhW0hhhc，在A、K間加電壓U時(shí)，電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的動(dòng)能為EkEkEkmeUhceU。代入數(shù)值得Ek6.011019 J。(3)根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，如果電勢(shì)差U不變，則電子到達(dá)A極的最大動(dòng)能不會(huì)變。答案：(1)3.51012個(gè)(2)6.011019 J(3)見(jiàn)解析12用波長(zhǎng)為的光照射金屬的表面，當(dāng)遏止電壓取某個(gè)值時(shí)，光電流便被截止；當(dāng)光的波長(zhǎng)改變?yōu)樵ㄩL(zhǎng)的后，已查明使電流截止的遏止電壓必須增大到原值的倍