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專題強(qiáng)化一:光電效應(yīng)方程及其應(yīng)用【題型歸納】題型一:光電效應(yīng)規(guī)律1.(22-23高二下·安徽合肥·期末)下列說(shuō)法正確的是(
)A.為了解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,愛(ài)因斯坦借鑒了普朗克的量子觀點(diǎn),提出了光子說(shuō)的理論B.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比C.極限頻率的存在,是光的粒子性無(wú)法解釋的問(wèn)題,因此光不具有粒子性D.某一頻率的光照射到金屬表面,電子吸收一個(gè)光子能量后,逃逸出來(lái)成為光電子。金屬表面及內(nèi)部的電子在逃逸出來(lái)的過(guò)程中克服原子核的引力及阻力所做的功稱為逸出功【答案】A【詳解】A.愛(ài)因斯坦為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律,借鑒了普朗克的量子觀點(diǎn),提出了光子說(shuō)的理論,成功的解釋了光電效應(yīng)的規(guī)律,故A正確;B.根據(jù)愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程可知,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率是一次函數(shù)關(guān)系,不是正比關(guān)系,故B錯(cuò)誤;C.極限頻率的存在,光的波動(dòng)性不能解釋的,但并不能否定光的粒子說(shuō),故C錯(cuò)誤;D.只有直接從金屬表面逃逸出來(lái)的電子,克服內(nèi)部原子核的引力及阻力所做的功最小,這個(gè)最小功稱為逸出功,故D錯(cuò)誤。故選A?!军c(diǎn)睛】本題重點(diǎn)考查光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論、規(guī)律以及愛(ài)因斯坦的光子說(shuō),考查考生的物理觀念。2.(22-23高二下·北京東城·期末)把一塊帶負(fù)電的鋅板連接在驗(yàn)電器上,驗(yàn)電器指針張開(kāi)一定的角度。用紫外線燈照射鋅板發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化。下列說(shuō)法正確的是()
A.驗(yàn)電器指針的張角會(huì)變大B.鋅板上的正電荷轉(zhuǎn)移到了驗(yàn)電器指針上C.驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化是因?yàn)殇\板獲得了電子D.驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化是因?yàn)樽贤饩€讓電子從鋅板表面逸出【答案】D【詳解】A.開(kāi)始時(shí),驗(yàn)電器帶負(fù)電,用紫外線照射鋅板后,鋅板發(fā)生光電效應(yīng),鋅板帶正電,結(jié)果使驗(yàn)電器負(fù)電荷中和后帶正電,鋅板帶電荷量先減少后增加,所以驗(yàn)電器指針張角先減小后增大,故A錯(cuò)誤;B.驗(yàn)電器帶正電是由于驗(yàn)電器上的電子轉(zhuǎn)移到鋅板上,鋅板上的正電荷未轉(zhuǎn)移,故B錯(cuò)誤;C.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),鋅板有光電子逸出,失去電子,故C錯(cuò)誤;D.驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化是因?yàn)樽贤饩€讓電子從鋅板表面逸出,故D正確。故選D。3.(22-23高二下·四川成都·期末)如圖,電磁繼電器是一種利用光電效應(yīng)工作的儀器。當(dāng)光照射到光電管陰極時(shí),陰極會(huì)逸出光電子,此時(shí)放大器中有電流流過(guò),進(jìn)而使得電磁繼電器工作,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。若用黃光照射光電管陰極時(shí),電磁繼電器沒(méi)有工作,則下列操作可能使電磁繼電器工作的是()
A.減小黃光的光照強(qiáng)度B.增大黃光的光照強(qiáng)度C.改用紅光照射光電管陰極D.改用藍(lán)光照射光電管陰極【答案】D【詳解】根據(jù)光電效應(yīng)的公式可知,要使光電子逸出從而產(chǎn)生光電流讓電磁繼電器工作,只能增大照射光的頻率,則增加或減小黃光的強(qiáng)度都不能使繼電器工作;紅光的頻率小于黃光,也不能使繼電器工作,藍(lán)光的頻率大于黃光,可使繼電器工作,故D正確,ABC錯(cuò)誤。故選D。題型二:光電效應(yīng)的極限頻率和4.(22-23高二下·江西萍鄉(xiāng)·期末)用頻率為ν的光去照射某種金屬,發(fā)生光電效應(yīng),若將光的頻率變?yōu)?,則光電子的最大初動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的3倍,則該金屬的截止頻率為()A.v B. C. D.【答案】B【詳解】根據(jù)光電效應(yīng)方程可知,用頻率為ν的光照射時(shí),有用頻率為的光照射時(shí),有兩式聯(lián)立可得而解得截止頻率為故選B。5.(22-23高二下·湖北·期末)銣原子失去電子非常容易,具有優(yōu)良的光電特性,是制造光電池的重要材料。已知銣的逸出功為W0,普朗克常量為h,則下列說(shuō)法正確的是()A.只要入射光光照強(qiáng)度足夠大,任何頻率的光均能使銣發(fā)生光電效應(yīng)B.銣的極限頻率為C.用某頻率光照射銣發(fā)生光電效應(yīng),光照強(qiáng)度越弱,光電子從銣表面逸出所需時(shí)間越長(zhǎng)D.若用頻率為的光照射銣發(fā)生光電效應(yīng),則逸出光電子動(dòng)能均為h-W0【答案】B【詳解】A.根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)的條件可知,發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率,能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;B.銣的極限頻率為故B正確;C.光的強(qiáng)弱影響的是單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目,不影響發(fā)射出光電子的時(shí)間間隔,故C錯(cuò)誤;D.若用頻率為的光照射銣發(fā)生光電效應(yīng),則逸出光電子最大初動(dòng)能為h-W0,故D錯(cuò)誤。故選B。6.(21-22高二下·湖北·期末)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了兩條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線,如圖所示。下面說(shuō)法正確的是()A.光線1的波長(zhǎng)大于光線2的波長(zhǎng)B.光線1的頻率大于光線2的頻率C.該光電管分別在光線1與光線2的照射下,其截止頻率不同D.光線1的光照強(qiáng)度一定大于光線2的光照強(qiáng)度【答案】A【詳解】AB.根據(jù)光電效應(yīng)方程,遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系入射光的頻率越高,對(duì)應(yīng)的遏止電壓越大;光線2的遏止電壓大于光線1的遏止電壓,所以光線2的頻率大于光線1的頻率,由可知,光線1的波長(zhǎng)大于光線2的波長(zhǎng),故A正確,B錯(cuò)誤;C.同一種金屬,截止頻率是相同的,故C錯(cuò)誤;D.在入射光頻率相同的情況下,光強(qiáng)越大,飽和電流越大;光線1和光線2頻率不同,光線1的光照強(qiáng)度不一定大于光線2的光照強(qiáng)度,故D錯(cuò)誤。故選A。題型三:光電效應(yīng)的飽和光電流和最大初動(dòng)能7.(22-23高二下·重慶沙坪壩·期中)如圖甲是研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置圖,用綠光照射陰極K,實(shí)驗(yàn)測(cè)得電流I與電勢(shì)差滿足圖乙所示規(guī)律,電子的電荷量約為,關(guān)于該實(shí)驗(yàn)說(shuō)法正確的是()A.光電子的最大初動(dòng)能為B.每秒鐘陰極逸出的光電子數(shù)約為個(gè)C.滑動(dòng)變阻器劃片從圖示位置向右滑動(dòng),電流計(jì)示數(shù)一定增大D.如果改用紫光照射陰極K,飽和光電流一定變大【答案】B【詳解】A.由題圖乙知,遏止電壓為0.6V,則最大初動(dòng)能為0.6eV,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.由題圖乙知,飽和電流為0.64μA,則一秒內(nèi)逸出的光電子數(shù)約為個(gè)個(gè)選項(xiàng)B正確;C.由甲圖可知,滑動(dòng)變阻器滑片從圖示位置向右滑動(dòng),光電管AK兩極間電壓增大,向左的場(chǎng)強(qiáng)增大,光電子受到向右的電場(chǎng)力增大,若未達(dá)到飽和光電流,則電流計(jì)示數(shù)會(huì)增大,若已達(dá)到飽和光電流,則電流計(jì)示數(shù)不會(huì)增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.飽和光電流取決于單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù),改用紫光照射陰極后,若紫光的光照強(qiáng)度減弱,單位時(shí)間內(nèi)光子數(shù)可能比綠光少,飽和光電流也可能減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。8.(22-23高二下·吉林長(zhǎng)春·期末)如圖甲所示為氫原子能級(jí)圖,大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出多種不同頻率的光,其中用從n=4能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光照射如圖乙所示光電管的陰極K時(shí),電路中有光電流產(chǎn)生,則()
A.若將滑片右移,電路中光電流增大B.若將電源反接,電路中不可能有光電流產(chǎn)生C.若陰極K的逸出功為1.05eV,則逸出的光電子最大初動(dòng)能為2.4×10-19JD.大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光中只有4種光子能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【詳解】A.若將滑片右移,加在光電管上的正向電壓變大,由于光電流飽和后不再增加,所以光電流有可能增大,有可能不變,故A錯(cuò)誤;B.若將電源反接,加在光電管上的電壓變?yōu)榉聪螂妷?,若反向電壓小于遏止電壓,則電路中仍有光電流產(chǎn)生,故B錯(cuò)誤;C.從n=4能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí),輻射的光子能量為若陰極的逸出功為1.05eV,則逸出的光電子最大初動(dòng)能為故C正確;D.從n=4能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí),輻射的光子能量為2.55eV,依題意,說(shuō)明陰極的逸出功為小于2.55eV,根據(jù)躍遷規(guī)律,大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)共輻射6種能量的光子,分別為0.66eV、2.55eV、12.75eV、1.89eV、12.09eV、10.20eV,其中至少有4種大于陰極的逸出功,所以至少有4種光子能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng),故D錯(cuò)誤。故選C。9.(22-23高二下·北京海淀·期末)某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示電路研究a、b兩種單色光的光電效應(yīng)現(xiàn)象,通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示,由圖可知()
A.光電子的最大初動(dòng)能Eka<EkbB.兩種光的頻率νa>νbC.兩種光分別照射時(shí),金屬K的逸出功不同,所以電子的最大初動(dòng)能不同D.若b光可以讓處于基態(tài)的氫原子電離,則a光一定也可以【答案】A【詳解】A.由題圖可得b光照射光電管時(shí)反向截止電壓大,其逸出的光電子最大初動(dòng)能大,即故A正確;B.由光電效應(yīng)方程可得b光照射光電管時(shí)反向截止電壓大,其頻率大,即故B錯(cuò)誤;C.金屬的逸出功由金屬本身決定,與光的頻率無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;D.b光的頻率大,光子能量大,若b光可以讓處于基態(tài)的氫原子電離,則a光有可能讓基態(tài)氫原子電離,并不是一定可以,故D錯(cuò)誤。故選A。題型四:愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程10.(22-23高二下·山東煙臺(tái)·期末)在利用光電管裝置研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用同一光電管在不同實(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,如圖所示,下列說(shuō)法中正確的是()
A.三條曲線對(duì)應(yīng)的三種照射光的頻率大小關(guān)系為B.甲光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率C.甲、丙兩種光所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能相同D.甲、丙兩種光所產(chǎn)生的光電子的動(dòng)能相同【答案】C【詳解】A.根據(jù)圖像可知,遏止電壓關(guān)系有根據(jù)可知故A錯(cuò)誤;B.截止頻率由金屬材料自身決定,由于用同一光電管,可知甲光對(duì)應(yīng)的截止頻率等于乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)可知甲、丙兩種光所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能相同,故C正確;D.光電子的動(dòng)能在之間變化,可知甲、丙兩種光所產(chǎn)生的光電子的動(dòng)能不一定相同,故D錯(cuò)誤。故選C。11.(22-23高二下·廣東梅州·期末)如圖甲所示,大量處于第4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),能發(fā)出多種頻率的光,分別用這些頻率的光照射圖乙所示電路中的陰極K,只能得到3條光電流隨電壓變化的關(guān)系曲線,如圖丙所示.下列說(shuō)法正確的是()
A.a(chǎn)光照射光電管產(chǎn)生的光電子動(dòng)能一定比c光大B.該氫原子共發(fā)出3種頻率的光C.滑動(dòng)變阻器滑片滑到最左端時(shí),電流表示數(shù)一定為0D.陰極K材料的逸出功為5.75eV【答案】D【詳解】A.由圖丙可知,a光的遏止電壓最大,即a光的頻率最大,則a光照射光電管產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能比c光大,但動(dòng)能不一定比c光大,故A錯(cuò)誤;B.發(fā)出光的頻率個(gè)數(shù)可知該氫原子共發(fā)出6種頻率的光,故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)加速電壓為零時(shí),由于光電子有動(dòng)能,仍能進(jìn)入電路,電流表示數(shù)不一定為0,故C錯(cuò)誤;D.a(chǎn)光是由能級(jí)4躍遷到能級(jí)1產(chǎn)生的光根據(jù)光電效應(yīng)方程陰極K材料的逸出功為故D正確。故選D。12.(22-23高二下·廣東清遠(yuǎn)·期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)煙霧探測(cè)器,其原理圖如圖所示,其中S為光源,C為光電管,它的陰極材料為金屬鈉。當(dāng)有煙霧進(jìn)入探測(cè)器時(shí),S發(fā)出的光被煙霧散射進(jìn)入光電管C。光射到光電管中的鈉表面產(chǎn)生光電子,當(dāng)光電流達(dá)到一定大小時(shí),探測(cè)器觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。已知真空中的光速為c,鈉的極限頻率為ν0,電子的電荷量為e,下列說(shuō)法正確的是()
A.光源S發(fā)出的光只要光照強(qiáng)度足夠大,探測(cè)器一定可以正常工作B.探測(cè)器探測(cè)到煙霧時(shí),光電子的最大初動(dòng)能與光源S發(fā)出的光的頻率成正比C.光電管的陰極材料不能用極限頻率更低的材料取代D.光源S發(fā)出光的波長(zhǎng)小于【答案】D【詳解】A.發(fā)生光電效應(yīng)的條件與光頻率有關(guān),與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān),A錯(cuò)誤;B.根據(jù)光電效應(yīng)方程可知,探測(cè)器探測(cè)到煙霧時(shí),光電子的最大初動(dòng)能與光源S發(fā)出的光的頻率呈線性關(guān)系但不成正比,B錯(cuò)誤;C.若用極限頻率更低的材料取代鈉,則入射光的頻率大于光電管陰極材料的極限頻率,則探測(cè)器仍然可以工作,C錯(cuò)誤;D.光照射到鈉表面產(chǎn)生光電子,那么光源S發(fā)出的光的頻率大于鈉的極限頻率ν0,根據(jù)光速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系則光源S發(fā)出光的波長(zhǎng)小于,D正確。故選D。題型五:光電效應(yīng)圖像問(wèn)題13.(22-23高二下·山東濱州·期末)如圖甲是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理圖,用不同頻率的光照射同一光電管的陰極K時(shí),得到遏止電壓。和入射光頻率v關(guān)系的圖像如圖乙,e為元電荷。下列說(shuō)法正確的是()
A.從圖乙可知遏止電壓大小與入射光的頻率成正比B.用頻率為的入射光照射時(shí),也一定能發(fā)生光電效應(yīng)C.普朗克常量D.陰極K的逸出功為【答案】C【詳解】A.從圖乙可知遏止電壓大小與入射光的頻率為一次函數(shù),不是正比例函數(shù),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.用頻率為的入射光照射,不一定發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.根據(jù)光電效應(yīng)方程得得由乙圖可得斜率為故選項(xiàng)C正確;D.根據(jù)光電效應(yīng)方程得解得故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。14.(21-22高二下·江西九江·期末)圖甲為研究某金屬材料的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系的電路圖。用不同頻率的光分別照射甲圖中同一光電管的陰極K,調(diào)節(jié)滑片P測(cè)出遏止電壓,并描繪Uc-關(guān)系圖如圖乙所示。已知三種光的頻率分別設(shè)為、、,光子的能量分別為1.8eV、2.4eV、3.0eV,測(cè)得遏止電壓分別為、、(圖乙中未知)。則下列說(shuō)法正確的是()A.普朗克常量可表達(dá)為B.圖乙中頻率為的光對(duì)應(yīng)的遏止電壓C.該陰極K金屬材料的逸出功為2.6eVD.將電源的正負(fù)極對(duì)換,仍用頻率為的光照射陰極K時(shí),將滑片P向右滑動(dòng)一些,電流表示數(shù)變大【答案】B【詳解】A.由光電效應(yīng)方程可求得故A錯(cuò)誤;C.由代入數(shù)據(jù),得故C錯(cuò)誤;B.由代入數(shù)據(jù),得故B正確;D.將電源的正負(fù)極對(duì)換,用頻率為的光照射陰極K時(shí),加在光電管上的電壓會(huì)使光電子加速,將滑片P向右滑動(dòng)一些,加速電壓變大,電流表示數(shù)可能增大,也可能不變,故D錯(cuò)誤。故選B。15.(21-22高二下·河南鄭州·期末)甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率間的函數(shù)關(guān)系分別如圖所示。下列判斷正確的是()A.甲金屬的極限頻率大乙B.圖像縱軸截距由入射光強(qiáng)度決定C.圖中兩圖像的斜率是定值,與入射光和金屬材料均無(wú)關(guān)系D.用相同的光照射甲、乙兩種金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),從兩種材料逸出的光電子其反向遏止電壓相等【答案】C【詳解】A.根據(jù)光電效應(yīng)方程得當(dāng)最大初動(dòng)能為零時(shí),恰好發(fā)生光電效應(yīng),甲金屬的極限頻率小于乙金屬的極限頻率,故A錯(cuò)誤;B.圖像縱軸截距的大小為光電子的最大初動(dòng)能,根據(jù)光電效應(yīng)方程,圖像縱軸截距由入射光頻率決定,故B錯(cuò)誤;C.圖像斜率大小為普朗克常量,與入射光和金屬材料均無(wú)關(guān)系,故C正確;D.用相同的光照射甲、乙兩種金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),根據(jù)光電效應(yīng)方程,甲金屬逸出的光子的最大初動(dòng)能大于乙金屬逸出的光子的最大初動(dòng)能,根據(jù)可知故D錯(cuò)誤。故選C。題型六:飽和光電流問(wèn)題16.(22-23高二下·江蘇淮安·期末)如圖所示,為研究光電效應(yīng)的裝置,若用頻率v的光照射光電管,陰極K有光電子逸出,則滑動(dòng)變阻器的滑片P向a端移動(dòng)的過(guò)程中()
A.若開(kāi)關(guān)接1時(shí),光電流一直變大B.若開(kāi)關(guān)接1時(shí),光電流一直減小,最終可能為零C.若開(kāi)關(guān)接2時(shí),光電流一直變大D.若開(kāi)關(guān)接2時(shí),光電流一直減小,最終可能為零【答案】D【詳解】AB.若開(kāi)關(guān)接1時(shí),光電管加正向電壓,滑片P向a端移動(dòng)的過(guò)程中光電流可能先增大,達(dá)到飽和電流后再不變,故AB錯(cuò)誤;CD.若開(kāi)關(guān)接2時(shí),光電管加反向電壓,滑片P向a端移動(dòng)的過(guò)程中,光電管兩端反向電壓增大,光電流一直減小,最終可能為零,故C錯(cuò)誤,D正確;故選D。17.(22-23高二下·江蘇南京·期末)利用光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)如圖所示,用頻率為的可見(jiàn)光照射陰極K,電流表中有電流通過(guò),則(
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A.用紅外線照射時(shí),電流表一定沒(méi)有電流通過(guò)B.用強(qiáng)度相同,頻率更大的光照射,電流表示數(shù)變大C.頻率為不變時(shí),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到A端時(shí),電流表中一定無(wú)電流通過(guò)D.頻率為不變時(shí),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向B端滑動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)可能不變【答案】D【詳解】A.紅外線的頻率與光電管極限頻率的關(guān)系未知,所以用紅外線照射時(shí),電流表可能有電流通過(guò),故A錯(cuò)誤;B.若此時(shí)已達(dá)到飽和電流,則用強(qiáng)度相同,頻率更大的光照射,電流表示數(shù)不會(huì)變大,故B錯(cuò)誤;C.頻率為不變時(shí),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到A端時(shí),電流表中也有電流通過(guò),故C錯(cuò)誤;D.若此時(shí)已達(dá)到飽和電流,則頻率為不變時(shí),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向B端滑動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)不變,故D正確;故選D。18.(22-23高二下·遼寧大連·期末)利用圖甲所示裝置做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),用a、b兩種波長(zhǎng)的光分別照射同一光電管,測(cè)得光電流和電壓的關(guān)系如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是(
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A.a(chǎn)光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)B.a(chǎn)光與b光的光子能量之比等于Uc?:Uc?C.在光的頻率不變的情況下,所加正向電壓越大,光電流就一定越大D.在光照條件不變的情況下,所加電壓為零時(shí),光電流并不等于零【答案】D【詳解】A.根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程結(jié)合動(dòng)能定理可知入射光的頻率越高,對(duì)應(yīng)的遏止電壓越大,由題圖可知,a光的遏止電壓大于b光的遏止電壓,a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng),A錯(cuò)誤;B.根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程結(jié)合動(dòng)能定理可知a光與b光的光子能量之比不等于Uc?:Uc?,B錯(cuò)誤;C.在光的頻率不變的情況下,所加正向電壓越大,電流越大,當(dāng)達(dá)到飽和電流后,再增加電壓電流也不會(huì)增加,C錯(cuò)誤;D.在光照條件不變的情況下,所加電壓為零時(shí),光電流并不等于零,D正確。故選D。題型七:遏止電壓?jiǎn)栴}19.(22-23高二下·貴州黔東南·期末)圖甲是探究“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)電路圖,某光電管遏止電壓隨入射光頻率v的變化規(guī)律如圖乙所示。下列判斷正確的是(
)
A.入射光的頻率v不同,遏止電壓相同B.入射光的頻率v不同,光照強(qiáng)度不同,圖像的斜率相同C.圖甲所示電路中,當(dāng)電壓增大到一定數(shù)值時(shí),電流計(jì)將達(dá)到飽和電流D.增大入射光的光照強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能一定增大【答案】B【詳解】A.根據(jù)可知入射光的頻率不同,電子的最大初動(dòng)能不同,又所以因此入射光的頻率不同,遏止電壓不同,故A錯(cuò)誤;B.圖像的斜率為,與入射光的頻率和光照強(qiáng)度無(wú)關(guān),故B正確;C.圖甲所示電路中,必須把電源正負(fù)極反接過(guò)來(lái),才能來(lái)驗(yàn)證光電流與電壓的關(guān)系,即當(dāng)電壓增大到一定數(shù)值時(shí),電流計(jì)將達(dá)到飽和電流,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)可知光電子的最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。故選B。20.(22-23高二下·河南鄭州·期末)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,小明用如圖甲所示電路,研究光電效應(yīng)中光電流大小與照射光的強(qiáng)弱、頻率等物理量的關(guān)系。圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào),電源的正負(fù)極也可以對(duì)調(diào)。分別用a、b、c三束單色光照射,得到了三條光電流和電壓之間的關(guān)系曲線,如圖乙所示。則下列說(shuō)法正確的是()
A.研究遏止電壓時(shí),電源左端應(yīng)為負(fù)極B.三種光的波長(zhǎng)關(guān)系C.三種光所對(duì)應(yīng)的截止頻率D.三種光所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能【答案】B【詳解】A.光電流恰為零,此時(shí)光電管兩端加的電壓為遏止電壓,光電子做減速運(yùn)動(dòng),電源左端應(yīng)為正極,右端應(yīng)為負(fù)極,A錯(cuò)誤;B.光電流恰為零,此時(shí)光電管兩端加的電壓為遏止電壓,由于a、c光對(duì)應(yīng)的遏止電壓相等,說(shuō)明a、c光是同一種光對(duì)b光有由于可知即單色光b的頻率大于單色光a的頻率,則三種光的波長(zhǎng)關(guān)系,B正確;C.截止頻率由發(fā)生光電效應(yīng)的金屬板決定,故三種光照射同一極板所對(duì)應(yīng)的截止頻率一樣,C錯(cuò)誤;D.由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得由圖像可知三種光所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能,D錯(cuò)誤。故選B。21.(22-23高二下·重慶江津·期末)強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí),用強(qiáng)激光照射金屬,一個(gè)電子極短時(shí)間內(nèi)能吸收到多個(gè)光子而從金屬表面逸出,如圖為實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置。用頻率為v的普通光源照射陰極k,沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng),換同樣頻率為v的強(qiáng)激光照射陰極k,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時(shí),若加上反向電壓,在k、A之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng),逐漸增大反向電壓,當(dāng)電壓為U時(shí),光電流恰好減小到零。(其中W0為逸出功,h為普朗克常量,e為電子電量)下列說(shuō)法正確的是()
A.用頻率為v的普通光源照射陰極k,只要時(shí)間足夠長(zhǎng)也有光電子從k表面逸出B.陰極k的截止頻率小于vC.電子的最大初動(dòng)能可能為2hv-W0D.遏止電壓U可能為【答案】C【詳解】A.用頻率為v的普通光源照射陰極k,沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng),說(shuō)明入射光的頻率過(guò)低,即使時(shí)間足夠長(zhǎng)也不會(huì)有光電子從k表面逸出,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.用頻率為v的普通光源照射陰極k,沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng),說(shuō)明陰極k的截止頻率大于v,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.若陰極吸收2個(gè)光子發(fā)生光電效應(yīng),則電子的最大初動(dòng)能為Ekm=2hv-W0選項(xiàng)C正確;D.若陰極吸收n個(gè)光子發(fā)生光電效應(yīng),則遏止電壓因?yàn)閚取整數(shù),則遏止電壓UC不可能為選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C?!緦n}強(qiáng)化】一、單選題22.(23-24高二上·江蘇揚(yáng)州·期末)某種捕蚊器采用蚊子喜愛(ài)的紫外線誘捕蚊子,它發(fā)射的紫外線的頻率為,波長(zhǎng)為,光子的能量為,EUV光刻機(jī)產(chǎn)生的極深紫外線頻率為,波長(zhǎng)為,光子的能量為。已知,則()A. B. C. D.【答案】A【詳解】AB.由于,根據(jù)能量子公式所以有故A正確,B錯(cuò)誤;CD.由于,由公式所以有故CD錯(cuò)誤。故選A。23.(21-22高二下·天津南開(kāi)·期末)紫外光電管是利用光電效應(yīng)原理對(duì)油庫(kù)等重要場(chǎng)所進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警的裝置,其工作電路如圖所示,A為陽(yáng)極,K為陰極,只有當(dāng)明火中的紫外線照射到陰極K時(shí),電壓表才有示數(shù)且啟動(dòng)報(bào)警裝置。已知太陽(yáng)光中紫外線頻率主要在7.5×1014Hz~9.5×1014Hz,而明火中紫外線頻率主要在1.1×1015Hz~1.5×1015Hz。下列說(shuō)法正確的是()A.為避免太陽(yáng)光中紫外線干擾,K極材料的截止頻率應(yīng)大于1.5×1015HzB.明火中紫外線的強(qiáng)度越大,電壓表的示數(shù)越大C.電源左邊為正極有利于提高報(bào)警裝置的靈敏度D.只有明火照射到K極的時(shí)間足夠長(zhǎng),電壓表才會(huì)有示數(shù)【答案】B【詳解】A.太陽(yáng)光中的紫外線頻率主要在7.5×1014Hz~9.5×1014Hz,為避免太陽(yáng)光中的紫外線干擾,K極材料的截止頻率應(yīng)大于9.5×1014Hz,故A錯(cuò)誤;B.明火中紫外線的強(qiáng)度越大,產(chǎn)生的光電流越大,由歐姆定律可知電壓表的示數(shù)越大,故B正確;C.電源左邊接正極時(shí),光電管上被施加反向電壓,發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)到達(dá)陽(yáng)極的光電子數(shù)減少,因此會(huì)降低報(bào)警裝置的靈敏度,故C錯(cuò)誤;D.電壓表有沒(méi)有示數(shù)與明火的照射時(shí)間無(wú)關(guān),與明火中紫外線的頻率有關(guān),故D錯(cuò)誤。故選B。24.(22-23高二下·內(nèi)蒙古呼和浩特·期末)a、b、c不同頻率光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上,測(cè)得3條電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示,則下列推斷正確的是()
A.色光c的頻率最小、光強(qiáng)最大B.色光a的頻率最大、光強(qiáng)最弱C.若色光b的強(qiáng)度減為原來(lái)的一半,則可能不再會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)D.色光a產(chǎn)生照射時(shí),光電子的初動(dòng)能最大【答案】D【詳解】AB.由圖乙可知a光的遏止電壓最大,c光的遏止電壓最小,根據(jù)光電效應(yīng)方程,可知a光的頻率最大,c光的頻率最??;由乙圖可知a光的飽和光電流最小,c光的飽和光電流最大,光強(qiáng)大小無(wú)法判定,故AB錯(cuò)誤;C.若色光b的強(qiáng)度減為原來(lái)的一半,但是b光的頻率不變,則一定能發(fā)生光電效應(yīng),故C錯(cuò)誤;D.由于色光a的頻率最大,由,可知色光a產(chǎn)生照射時(shí),光電子的初動(dòng)能最大,故D正確。故選D。25.(22-23高二下·廣東廣州·期末)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。用光子能量為的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng),電流表G的示數(shù)不為零,移動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)c,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于時(shí),電流表示數(shù)為零,則在該實(shí)驗(yàn)中()
A.光電管陰極的逸出功為B.光電子的最大初動(dòng)能為C.若開(kāi)關(guān)S閉合,當(dāng)滑動(dòng)觸頭向a端滑動(dòng)時(shí),電流表G示數(shù)可能增大D.若開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),用光子能量為的強(qiáng)光照射,電流表G可能滿偏【答案】A【詳解】B.由題目可知,遏止電壓為故最大初動(dòng)能為故B錯(cuò)誤;A.根據(jù)光電效應(yīng)方程可知,逸出功為故A正確;C.電源電壓為反向電壓,當(dāng)滑動(dòng)觸頭向a端滑動(dòng)時(shí),反向電壓增大,電壓表示數(shù)增大,電流表中電流減小,故C錯(cuò)誤;D.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,光電管、電流表、滑動(dòng)變速器構(gòu)成閉合回路,但光子能量為,小于光電管陰極的逸出功,光電效應(yīng)不會(huì)發(fā)生,沒(méi)有光電流表,故D錯(cuò)誤。故選A。26.(22-23高二下·遼寧·期末)圖甲是探究“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的電路圖,光電管遏止電壓隨入射光頻率的變化規(guī)律如圖乙所示。下列判斷正確的是()
A.入射光的頻率不同,遏止電壓相同B.只要入射光的光照強(qiáng)度相同,光電子的最大初動(dòng)能就一定相同C.如圖甲所示的電路中,當(dāng)電壓增大到一定數(shù)值時(shí),電流計(jì)將達(dá)到飽和電流D.入射光的頻率不同,光照強(qiáng)度不同,圖像的斜率相同【答案】D【詳解】A.根據(jù)光電效應(yīng)方程有可知入射光的頻率不同,電子的最大初動(dòng)能不同,又所以因此入射光的頻率不同,遏止電壓不同,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)可知光電子的最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤C.圖甲所示電路中,必須把電源正負(fù)極反接過(guò)來(lái),才能來(lái)驗(yàn)證光電流與電壓的關(guān)系,即當(dāng)電壓增大到一定數(shù)值時(shí),電流計(jì)將達(dá)到飽和電流,故C錯(cuò)誤;D.圖像的斜率為,與入射光的頻率和光照強(qiáng)度無(wú)關(guān),故D正確。故選D。27.(22-23高二下·遼寧·期末)光電倍增管是進(jìn)一步提高光電管靈敏度的光電轉(zhuǎn)換器件。管內(nèi)除光電陰極和陽(yáng)極外,兩極間還放置多個(gè)瓦形倍增電極。使用時(shí)相鄰兩倍增電極間均加有電壓,以此來(lái)加速電子。如圖所示,光電陰極受光照后釋放出光電子,在電場(chǎng)作用下射向第一倍增電極,引起電子的發(fā)射,激發(fā)出更多的電子,然后在電場(chǎng)作用下飛向下一個(gè)倍增電極,又激發(fā)出更多的電子,如此電子數(shù)不斷倍增,使得光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多,可用來(lái)檢測(cè)微弱光信號(hào)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.光電倍增管正常工作時(shí),每個(gè)倍增電極上都發(fā)生了光電效應(yīng)B.光電倍增管中增值的能量來(lái)源于相鄰兩倍增電極間的加速電場(chǎng)C.圖中標(biāo)號(hào)數(shù)字較大的倍增電極的電勢(shì)要高于標(biāo)號(hào)數(shù)字較小的電極的電勢(shì)D.適當(dāng)增大倍增電極間的電壓有利于探測(cè)更微弱的信號(hào)【答案】A【詳解】A.光電倍增管正常工作時(shí),倍增電極上能釋放出更多電子,是被加速后的電子撞擊激發(fā)后釋放出的,并不是因?yàn)楣怆娦?yīng),故A錯(cuò)誤;B.光電倍增管中增值的能量來(lái)源于相鄰的兩個(gè)倍增電極間的加速電場(chǎng),故B正確;C.在電場(chǎng)力的作用下,電子將向著電勢(shì)高的位置運(yùn)動(dòng),所以圖中標(biāo)號(hào)數(shù)字較大的倍增電極的電勢(shì)要高于標(biāo)號(hào)數(shù)字較小的電極的電勢(shì),故C正確;D.適當(dāng)增大倍增電極間的電壓,被加速的電子獲得的動(dòng)能更大,更有利于下一級(jí)電極上電子的電離,所以有利于探測(cè)更微弱的信號(hào),故D正確。本題要求選擇錯(cuò)誤的,故選A。28.(22-23高二下·陜西寶雞·期末)如圖所示,圖甲為氫原子的能級(jí)圖,大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí),發(fā)出頻率不同的大量光子,其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時(shí),電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說(shuō)法正確的是(
)
A.光電子的最大初動(dòng)能為B.光電管陰極K金屬材料的逸出功為C.這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出6種頻率的光D.若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零,則可判斷圖乙中電源右側(cè)為正極【答案】C【詳解】AB.大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí),發(fā)出的光子中,其中頻率最高的光子,對(duì)應(yīng)的能量為由光電效應(yīng)方程可得由丙圖可知截止電壓為7V,代入數(shù)據(jù)可得光電子的最大初動(dòng)能為陰極K金屬材料的逸出功為故A、B錯(cuò)誤;C.這些氫原子躍遷時(shí)發(fā)出頻率不同的光子種類數(shù)為6種,故C正確;D.若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零,則電子受到的電場(chǎng)力應(yīng)向左,場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)向右,則可判斷圖乙中電源左側(cè)為正極,故D錯(cuò)誤。故選C。29.(22-23高二下·浙江嘉興·期末)一群處于基態(tài)的氫原子,在大量電子的碰撞下可躍遷至不同的激發(fā)態(tài),處于不同激發(fā)態(tài)的氫原子又在向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生不同頻率的光子。如圖甲所示,氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)產(chǎn)生可見(jiàn)光I,從能級(jí)躍遷到能級(jí)產(chǎn)生可見(jiàn)光Ⅱ。圖乙是光Ⅰ、光Ⅱ?qū)νN材料照射后發(fā)生光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電流與電壓關(guān)系圖。已知元電荷電量為e,下列說(shuō)法正確的是()
A.圖乙的圖線a對(duì)應(yīng)光IB.圖乙中的U1、U?滿足關(guān)系C.使處于基態(tài)的氫原子躍遷至能級(jí)的電子動(dòng)能D.使處于基態(tài)的氫原子躍遷至高能級(jí)的電子是實(shí)物粒子,沒(méi)有波動(dòng)性【答案】B【詳解】A.由能級(jí)圖可知?jiǎng)t可見(jiàn)光I的能量大于可見(jiàn)光Ⅱ的能量,由于能量更大的光子打到金屬上,只要光的頻率大于極限頻率,就能發(fā)生光電效應(yīng),光子能量越大,光電子獲得的動(dòng)能也越大,需要更大的反向電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)將光電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能,可知圖線a對(duì)應(yīng)光的能量較小,圖線b對(duì)應(yīng)光的能量較大,所以圖線a對(duì)應(yīng)可見(jiàn)光Ⅱ,故A錯(cuò)誤;B.由光電效應(yīng)以及能量守恒定律可知由以上兩式可得故B正確;C.原子吸收電子使處于基態(tài)的氫原子躍遷至n=4能級(jí),由波爾能級(jí)理論可知,電子動(dòng)能應(yīng)滿足故C錯(cuò)誤;D.使處于基態(tài)的氫原子躍遷至高能級(jí)的電子是實(shí)物粒子,實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性,只是不明顯,故D錯(cuò)誤。故選B。30.(22-23高二下·北京豐臺(tái)·期末)圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖,K極金屬的逸出功為2.30eV。圖乙為氫原子能級(jí)圖。下列說(shuō)法正確的是(
)
A.當(dāng)P移至與最左端時(shí),電流表示數(shù)一定變?yōu)?B.電壓表示數(shù)增大,電流表示數(shù)一定增大C.氫原子從n=5能級(jí)躍遷到n=2能級(jí),放出光子D.從n=5能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的光能讓圖甲中的K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【詳解】A.當(dāng)P移至最左端時(shí),AK極間的電壓為零,光電管、電流表組成閉合電路,發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),逸出的光電子具有初動(dòng)能,會(huì)有光電流產(chǎn)生,電流表示數(shù)不為零,故A錯(cuò)誤;B.電壓表示數(shù)增大,電流增大,當(dāng)電壓達(dá)到一定值時(shí),電流達(dá)到飽和光電流,電流表示數(shù)不再增大,故B錯(cuò)誤;C.氫原子從n=5能級(jí)躍遷到n=2能級(jí),由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,釋放出能量,放出光子,故C正確;D.從n=5能級(jí)躍遷到n=3能級(jí),釋放的能量為所以產(chǎn)生的光不能讓圖甲中的K極金屬發(fā)生光電效應(yīng),故D錯(cuò)誤。故選C。31.(22-23高二下·山東聊城·期末)光電傳感器是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置,很多光電傳感器都利用了光電效應(yīng)原理,如光敏電阻等。圖甲是某校興趣小組用光電效應(yīng)測(cè)量陰極材料逸出功的電路圖,實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置使電流表示數(shù)恰好為零,記錄下此時(shí)入射光的頻率ν和電壓表示數(shù)U。改變?nèi)肷涔獾念l率,重復(fù)上述步驟獲取多組數(shù)據(jù),做出如圖乙所示U-ν圖像,已知電子的電荷量為e。下列說(shuō)法正確的是()
A.當(dāng)電流表示數(shù)變?yōu)榱愫?,增加入射光的?qiáng)度,電流表示數(shù)將不再為零B.陰極材料的逸出功為eU1C.根據(jù)圖像可知普照朗克常量D.根據(jù)圖像可知普朗克常量【答案】C【詳解】A.根據(jù)光電效應(yīng)方程增加入射光的強(qiáng)度,不能增加光電子的最大初動(dòng)能,根據(jù)電流表示數(shù)仍然為零,只有增大入射光的頻率,才能增大光電子的最大初動(dòng)能,光電流才不等于零,A錯(cuò)誤;BCD.根據(jù)整理得根據(jù)圖像得解得C正確,BD錯(cuò)誤。故選C。二、多選題32.(22-23高二下·河北唐山·期末)如圖所示,圖甲為氫原子的能級(jí)圖,大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí),發(fā)出頻率不同的大量光子,其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時(shí),電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說(shuō)法正確的是()
A.電子的最大初動(dòng)能為7eV,光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75eVB.電子的最大初動(dòng)能為5.75eV,光電管陰極K金屬材料的逸出功為7eVC.增加入射光的光照強(qiáng)度,丙圖中光電流的最大值變大D.增加入射光的光照強(qiáng)度,丙圖中遏止電壓值變大【答案】AC【詳解】AB.從n=4躍遷到基態(tài)時(shí),放出光子的能量最大為由圖丙可知電子的最大初動(dòng)能根據(jù)光電效應(yīng)方程可知光電管陰極的逸出功A正確,B錯(cuò)誤;CD.增加入射光的光照強(qiáng)度,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光子數(shù)量增多,但光子的最大初動(dòng)能不變,因此遏止電壓值不變,光電流的最大值變大,C正確,D錯(cuò)誤。故選AC。33.(22-23高二下·山東威?!て谀┤鐖D所示為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,當(dāng)用能量為的光照射涂有某種金屬的陰極K時(shí),電流表有示數(shù)。若陰極K與陽(yáng)極A間的電勢(shì)差,電流表示數(shù)剛好為零,電子的電荷量為e。下列說(shuō)法正確的是()
A.從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能為B.此金屬的逸出功為C.將P向右移動(dòng),電流表的示數(shù)可能先增大后不變D.將P向右移動(dòng),從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能增加【答案】AC【詳解】A.根據(jù)題意,若陰極K與陽(yáng)極A間的電勢(shì)差,電流表示數(shù)剛好為零,則可知陰極K逸出的光電子的動(dòng)能完全克服了電場(chǎng)力做功,則有可得電子額最大初動(dòng)能故A正確;B.根據(jù)以上分析可得該金屬的逸出功而光的能量則可得故B錯(cuò)誤;C.若光電流已經(jīng)飽和,則將P向右移動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)不變,若光電流未飽和,則將P向右移動(dòng)時(shí)正向電壓增大,則光電子的移動(dòng)速率增大,而根據(jù)可知,光電流將增大,若在移動(dòng)的過(guò)程中光電流達(dá)到飽和,則繼續(xù)移動(dòng)P,光電流將不再變化,因此,將P向右移動(dòng),電流表的示數(shù)可能先增大后不變,故C正確;D.根據(jù)愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程且同種金屬的逸出功一定,因此,當(dāng)照射到陰極K的光的能量一定時(shí),將P向右移動(dòng),其逸出的光電子的最大初動(dòng)能不變,即光電子的最大初動(dòng)能只與照射光的頻率有關(guān),故D錯(cuò)誤。故選AC。34.(22-23高二下·遼寧丹東·期末)“微光夜視儀”是利用光電效應(yīng)工作的一種儀器,當(dāng)夜間物體反射的低亮度的光,照到陰極時(shí)產(chǎn)生光電子,這些光電子經(jīng)過(guò)幾十萬(wàn)倍的放大后投射到熒光屏上成像,便于夜間偵察、觀測(cè)等工作。產(chǎn)生光電子的原理如圖所示,陰極K由逸出功為W0的某金屬構(gòu)成,當(dāng)某一頻率的光照射到陰極時(shí),微安表有示數(shù),普朗克常量為h,下列說(shuō)法正確的是()
A.只有光照強(qiáng)度足夠大才能發(fā)生光電效應(yīng)B.若增大入射光頻率,微安表示數(shù)一定增大C.若光照頻率小于,則不能發(fā)生光電效應(yīng)D.陰極K接電源正極,微安表示數(shù)可能不為零【答案】CD【詳解】A.發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的截止頻率,與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;B.只增大入射光頻率,若光強(qiáng)減小,則單位時(shí)間里產(chǎn)生的光電子數(shù)減少,則微安表示數(shù)不一定會(huì)增大,故B錯(cuò)誤;C.若光照頻率小于,則有則不能發(fā)生光電效應(yīng),故C正確;D.陰極K接電源正極,若極板所加的反向電壓小于遏止電壓,則微安表示數(shù)不為零,故D正確。故選CD。35.(22-23高二下·遼寧沈陽(yáng)·期末)如圖甲為氫原子的能級(jí)圖,現(xiàn)用頻率為的光照射大量處于基態(tài)的氫原子,在所發(fā)射的光譜中僅能觀測(cè)到頻率分別為的三條譜線,現(xiàn)用這三種頻率的光去照射圖乙的光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,其中只有a、b兩種光能得到圖丙所示的電流與電壓的關(guān)系曲線,已知圖乙中的陰極材料是圖丁所給材料中的一種,丁圖是幾種金屬的逸出功和截止頻率。已知以下說(shuō)法正確的是()
A.一定有B.圖乙中的陰極材料一定是鉀C.圖丙中的b光照射陰極時(shí)每秒射出的光電子數(shù)大約個(gè)D.a(chǎn)光是從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)發(fā)出的光【答案】BD【詳解】AD.大量氫原子躍遷時(shí)只有三種頻率的光譜,根據(jù)氫原子躍遷時(shí)輻射出光的種數(shù)可知?dú)湓邮菑哪芗?jí)向低能級(jí)躍遷,則又由圖丙,結(jié)合可知因此可知即a光是從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)輻射出的光,故A錯(cuò)誤,D正確;B.由代入a光的遏止電壓代入上式可得對(duì)照?qǐng)D丁可知陰極材料為鉀,故B正確;C.圖丙中的b光照射金屬時(shí)產(chǎn)生的飽和光電流根據(jù)可得(個(gè))故C錯(cuò)誤。故選BD。36.(22-23高二下·天津·期末)氫原子的能級(jí)圖如圖甲所示,一群處于的激發(fā)態(tài)的氫原子自發(fā)躍遷,輻射出的光子中僅有a、b兩種光能使圖乙中的光電管電路產(chǎn)生光電流,測(cè)量得到的光電流I與電壓U的關(guān)系曲線如圖丙所示,則()
A.a(chǎn)光光子的能量大于b光光子的能量B.b光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能C.陰極K的逸出功D.a(chǎn)光的反向遏止電壓【答案】BC【詳解】A.輻射出的光子中僅有a、b兩種光能使圖乙中的光電管電路產(chǎn)生光電流,結(jié)合光電流I與電壓U的關(guān)系曲線分析知,b光的反向遏止電壓大,根據(jù)知b光光子的能量大于a光光子的能量,故A錯(cuò)誤;B.對(duì)b光產(chǎn)生的光電子分析,得解得故B正確;C.對(duì)b光的光子,有所以逸出功為故C正確;D.對(duì)a光的光子,有聯(lián)立解得故D錯(cuò)誤。故選BC。37.(22-23高二下·山東濰坊·期末)如圖所示,A、K為光電管的兩個(gè)電極,陰極K由極限頻率為的鉀制成,電壓表V、電流計(jì)G均為理想電表?,F(xiàn)用波長(zhǎng)為的光照射陰極K發(fā)生光電效應(yīng),已知普朗克常量為h,真空中光速為c,電子的電荷量為e。則下列說(shuō)法正確的是()
A.陰極K能發(fā)生光電效應(yīng),說(shuō)明光具有粒子性B.若電源N端為正極,將滑片P緩慢向右滑動(dòng),從K板逸出的光電子最大初動(dòng)能一定增大C.若電源M端為正極,電壓表示數(shù)為時(shí),則電流表的示數(shù)恰好為0D.若光電管兩端的正向電壓為U,則光電子到達(dá)A的最大動(dòng)能為【答案】AC【詳解】A.陰極K能發(fā)生光電效應(yīng),說(shuō)明光具有粒子性,故A正確;BD.若電源N端為正極,光電管兩端的正向電壓,根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知最大初動(dòng)能由入射光的頻率決定,與光電管兩端電壓無(wú)關(guān),故BD錯(cuò)誤;C.若電源M端為正極,所加電壓為反向電壓,根據(jù)動(dòng)能定理可知解得可知電壓表示數(shù)為時(shí),則電流表的示數(shù)恰好為0,故C正確。故選AC。三、填空題38.(22-23高二下·陜西寶雞·期末)研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的電路如甲圖所示,實(shí)驗(yàn)中光電流與電壓的關(guān)系如乙圖所示。乙圖中①、②兩束入射光較強(qiáng)的是光束(選填“①”或“②”);光束①比光束③的頻率(選填“大”或“小”或“相等”);用光束①照射K極時(shí),逸出的光電子的最大初動(dòng)能Ek=(已知電子電量為e);若把光束①換成光束③照射K極,則K極的逸出功(選填“變大”或“變小”或“不變”)?!敬鸢浮竣傩〔蛔儭驹斀狻縖1]由圖乙可知,光束①照射K極產(chǎn)生的光電流比②的大。根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律:用光照射金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),光的強(qiáng)度越強(qiáng),產(chǎn)生的光電子數(shù)目就越多,對(duì)應(yīng)的光電流就越大,所以可判斷光束①的光強(qiáng)度較強(qiáng);[2]根據(jù)光電效應(yīng)方程可得根據(jù)動(dòng)能定理可得聯(lián)立可得由圖乙可知光束①對(duì)應(yīng)的遏止電壓小于光束③對(duì)應(yīng)的遏止電壓,則光束①比光束③的頻率小;[3]由圖乙可知,光束①的遏止電壓為,則根據(jù)功能關(guān)系可得:用光束①照射K極時(shí),逸出的光電子的最大初動(dòng)能為[4]K極的逸
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