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1、
第二節(jié) 光子
A級 抓基礎(chǔ)
1.(多選)下列關(guān)于光子的說法中,正確的是( )
A.在空間傳播的光不是連續(xù)的,而是一份一份的,每一份叫做一個光子
B.光子的能量由光強決定,光強大,每份光子的能量一定大
C.光子的能量由光頻率決定,其能量與它的頻率成正比
D.光子可以被電場加速
解析:光子的定義:光是在空間傳播的電磁波,是不連續(xù)的,是一份一份的能量,每一份叫作一個光子.故A正確;根據(jù)E=hν判斷出光子的能量與光子的頻率因素有關(guān),與光強無關(guān),故B錯誤、C正確;光子是一種電磁波,不能被電場加速,故D錯誤.
答案:AC
2.當具有5.0 eV能量的光子照射到某金屬表面后,從
2、金屬表面逸出的電子具有的最大初動能是1.5 eV.為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應,入射光的最低能量為( )
A.1.5 eV B.3.5 eV
C.5.0 eV D.6.5 eV
解析:由光電效應方程Ekm=hν-W0,得W0=hν-Ekm=5.0 eV-1.5 eV=3.5 eV,則入射光的最低能量為hνmin=W0=3.5 eV,故正確選項為B.
答案:B
3.頻率為ν的光照射某金屬時,產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ekm.改用頻率2ν的光照射同一金屬,所產(chǎn)生光電子的最大初動能為(h為普朗克常量)( )
A.Ekm-h(huán)ν B.Ekm
C.Ekm+hν D.
3、Ekm+2hν
解析:設電子逸出功為W0,則由光電效應方程可得:
hν=Ekm+W0,
2hν=E′km+W0,兩式聯(lián)立解得:E′km=Ekm+hν,選項C對.
答案:C
4.(多選)下列關(guān)于光電效應的說法正確的是( )
A.若某材料的逸出功是W0,則它的極限頻率ν0=
B.光電子的初速度和照射光的頻率成正比
C.光電子的最大初動能和照射光的頻率成正比
D.光電子的最大初動能隨照射光頻率的增大而增大
解析:由光電效應方程Ekm=hν-W0知,B、C錯誤,D正確.若Ekm=0,得極限頻率ν0=,故A正確.
答案:AD
5.下表給出了一些金屬材料的逸出功.
材料
4、銫
鈣
鎂
鈹
鈦
逸出功(10-19 J)
3.0
4.3
5.9
6.2
6.6
現(xiàn)用波長為400 nm的單色光照射上述材料,能產(chǎn)生光電效應的材料最多有幾種 (普朗克常量h=6.6310-34 Js,光速c=3.0108 m/s,1 nm=110-9 m)( )
A.2種 B.3種
C.4種 D.5種
解析:光子能量E=h=4.9710-19 J,故只有銫和鈣能發(fā)生光電效應,故A正確,BCD錯誤.
答案:A
B級 提能力
6.(多選)圖甲是光電效應的實驗裝置,圖乙是光電流與加在陰極K和陽極A上的電壓的關(guān)系.下列說法正確的是( )
甲
5、 乙
A.在光的顏色不變的情況下,入射光越強,飽和電流越大
B.對某種確定的金屬來說,其遏止電壓只由入射光的頻率決定
C.遏止電壓越大,說明從該金屬中逃出來的光電子的最大初動能越大
D.入射光的頻率低于截止頻率時,如果光足夠強,也可能發(fā)生光電效應
解析:入射光的強度影響單位時間內(nèi)發(fā)出光電子數(shù)目,入射光越強,飽和電流越大,故A正確;根據(jù)光電效應方程知,Ekm=hν-W0=eUc,可知入射光頻率越大,最大初動能越大,遏止電壓越大,可知對于確定的金屬,遏止電壓與入射光的頻率有關(guān),故B正確;根據(jù)Ekm=eUc中,遏止電壓越大,說明從該金屬中逃出來的光電子的最大初動能越大,故C正確;發(fā)生光電
6、效應的條件是入射光的頻率大于截止頻率,與入射光的強度無關(guān),故D錯誤.
答案:ABC
7.如圖所示,N為鎢板,M為金屬網(wǎng),它們分別和電池兩極相連,各電池的極性和電動勢在圖中標出.鎢的逸出功為4.5 eV.現(xiàn)分別用能量不同的光子照射鎢板(各光子的能量在圖上標出).那么,下列圖中有光電子到達金屬網(wǎng)的是( )
A.①②③ B.②③
C.③④ D.①②
解析:①入射光的光子能量小于逸出功,則不能發(fā)生光電效應.故①錯誤.②入射光的光子能量大于逸出功,能發(fā)生光電效應;電場對光電子加速,故有光電子到達金屬網(wǎng).故②正確.③入射光的光子能量大于逸出功,能發(fā)生光電效應,根據(jù)光電效應方程Ekm
7、=hν-W0=3.5 eV,因為所加的電壓為反向電壓,反向電壓為2 V,知光電子能到達金屬網(wǎng).故③正確.④入射光的光子能量大于逸出功,能發(fā)生光電效應,根據(jù)光電效應方程Ekm=hν-W0=3.5 eV,所加的反向電壓為4 V,根據(jù)動能定理知,光電子不能夠到達金屬網(wǎng).故④錯誤.
答案:B
8.(多選)用如圖所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象,當用光子能量為2.5 eV的光照射到光電管上時,電流表G的讀數(shù)為0.2 mA.移動變阻器的觸點c,當電壓表的示數(shù)大于或等于0.7 V時,電流表讀數(shù)為0.則( )
A.光電管陰極的逸出功為1.8 eV
B.電鍵K斷開后,沒有電流流過電流表G
C.光電子的
8、最大初動能為0.7 eV
D.改用能量為1.5 eV的光子照射,沒有電流流過電流表G
解析:該裝置所加的電壓為反向電壓,發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于0.7 V時,電流表示數(shù)為0,則知光電子的最大初動能為0.7 eV,根據(jù)光電效應方程,得逸出功W0=1.8 eV,故A、C正確;當電鍵K斷開后,用光子能量為2.5 eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應,有光電子逸出,則有電流流過電流表,故B錯誤;改用能量為1.5 eV的光子照射,由于光電子的能量小于逸出功,不能發(fā)生光電效應,無光電流,D對.故選A、C、D.
答案:ACD
9.現(xiàn)有a、b、c三束單色光,其波長關(guān)系為λa∶λb∶λc=1∶2∶
9、3. 當用a光束照射某種金屬板時能發(fā)生光電效應,飛出的光電子最大動能為Ekm,若改用b光束照射該金屬板,飛出的光電子最大動能為Ekm,當改用c光束照射該金屬板時( )
A.能發(fā)生光電效應,飛出的光電子最大動能為Ekm
B.能發(fā)生光電效應,飛出的光電子最大動能為Ekm
C.三束單色光光子能量之比為1∶2∶3
D.三束單色光光子能量之比為3∶2∶1
解析:a、b、c三束單色光,其波長關(guān)系為λa∶λb∶λc=1∶2∶3,因為光子頻率ν=,知光子頻率之比νa∶νb∶νc=6∶3∶2,根據(jù)E=hν可得三束單色光光子能量之比為6∶3∶2,故CD錯誤;設a光的頻率為6ν,根據(jù)光電效應方程Ekm=
10、hν-W0得Ekm=h6ν-W0,Ekm=h3ν-W0. 聯(lián)立兩式解得W0=hν,Ekm=hν. c光束照射該金屬板時,能發(fā)生光電效應.最大初動能E′km=h2ν-W0=hν=Ekm,故A錯誤、B正確.
答案:B
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375