2013-2014高中物 5.1 光電效應(yīng)規(guī)范訓(xùn)練 魯科版選修.doc

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第1節(jié) 光電效應(yīng) (時(shí)間：60分鐘) 考查知識(shí)點(diǎn)及角度 難度及題號(hào) 基礎(chǔ) 中檔 稍難 光電效應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律 1、2、3、4 5、6 光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 7、8 9、10、11 綜合提升 12、13 14 知識(shí)點(diǎn)一　光電效應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律 1．用綠光照射一光電管，能產(chǎn)生光電流，若要增大電子逸出時(shí)的量大初動(dòng)能，應(yīng) (　　)． A．改用紅光照射 B．增大綠光的強(qiáng)度 C．增大加在光電管上的電壓 D．改用紫光照射 解析　從光子說的角度看，增大初動(dòng)能，對(duì)同一光電管來說，應(yīng)增大照射光 的頻率． 答案　D 2．下列用光子說解釋光電效應(yīng)規(guī)律的說法中，正確的有 (　　)． A．存在極限頻率是因?yàn)楦鞣N金屬都有一定的逸出功 B．光的頻率越高，電子得到光子的能量越大，克服逸出功后飛離金屬的最 大初動(dòng)能越大 C．電子吸收光子的能量后動(dòng)能立即增加，成為光電子不需要時(shí)間 D．光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)入射光子數(shù)越多，光電子數(shù)越多，光電流越 大 解析　由于各種金屬有一定的逸出功，因此光照射金屬時(shí)電子不一定逸出， 所以存在極限頻率，A選項(xiàng)正確；光的頻率越高，電子得到的光子的能量越 大，克服逸出功后飛離金屬的最大初動(dòng)能越大，B選項(xiàng)正確；電子吸收光子 的能量后動(dòng)能立即增大，因而成為光電子不需要時(shí)間，C選項(xiàng)正確；產(chǎn)生光 電效應(yīng)后，光的強(qiáng)度越大，產(chǎn)生光電效應(yīng)的電子越多，逸出的光電子也就越 多，D選項(xiàng)正確． 答案　ABCD 3．關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是 (　　)． A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大 B．只要光照射的時(shí)間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng) C．從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小 D．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 解析　因?yàn)榻饘俨牧系囊莩龉0＝hν0，所以A項(xiàng)正確；因?yàn)榻饘俨牧洗嬖? 極限頻率，所以B項(xiàng)錯(cuò)；光電子的最大初動(dòng)能跟入射光的頻率有關(guān)，所以C 項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)發(fā)生光電效應(yīng)后，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度成正 比，D項(xiàng)錯(cuò)． 答案　A 4．一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，則下列說法正確的是 (　　)． A．若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子數(shù)增加 B．若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能增加 C．若改用紫光照射，則可能不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng) D．若改用紫光照射，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能增加 解析　光電效應(yīng)的規(guī)律表明：入射光的頻率決定是否發(fā)生光電效應(yīng)以及發(fā)生 光電效應(yīng)時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能的大小．當(dāng)入射光的頻率增加后，逸 出的光電子的最大初動(dòng)能也增加，又紫光的頻率高于綠光的頻率．而增加光 的照射強(qiáng)度，會(huì)使單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加．故正確選項(xiàng)有A、D. 答案　AD 5．某金屬的逸出功為2.3 eV，這意味著 (　　)． A．這種金屬內(nèi)部的電子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脫離表面 B．這種金屬表層的電子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脫離表面 C．要使這種金屬有電子逸出，入射光子的能量必須大于2.3 eV D．這種金屬受到光照時(shí)若有電子逸出，則電子離開金屬表面時(shí)的動(dòng)能至少 等于2.3 eV 解析　逸出功指原子的最外層電子脫離原子核克服引力做的功，選B、C. 答案　BC 圖5－1－7 6．如圖5－1－7所示，在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時(shí)，電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的B單色光照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，則 (　　)． A．A光的頻率大于B光的頻率 B．B光的頻率大于A光的頻率 C．用A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流方向是由a流向b D．用A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流方向是由b流向a 解析　根據(jù)產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件可知選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；電流的方向與正 電荷的移動(dòng)方向相同，與負(fù)電荷移動(dòng)的方向相反，故選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤． 答案　AC 知識(shí)點(diǎn)二　光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 7．用綠光照射一光電管，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，欲使光電子從陰極逸出時(shí)的最大初動(dòng)能增加，下列做法可取的是 (　　)． A．改用紅光照射 B．增大綠光的強(qiáng)度 C．增大光電管上的加速電壓 D．改用紫光照射 解析　由愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν＝W＋mv2，在逸出功一定時(shí)，只有增大 入射光的頻率，才能增加最大初動(dòng)能，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，D對(duì)． 答案　D 8．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬 (　　)． A．無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng) B．無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng) C．超過極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小 D．超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大 解析　每種金屬都有它的極限頻率ν0，只有入射光子的頻率大于極限頻率ν0 時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，且入射光的強(qiáng)度越大則產(chǎn)生的光子數(shù)越多，光電流 越強(qiáng)；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W＝hν－h(huán)ν0，可知入射光子的頻率越大，產(chǎn) 生的光電子的最大初動(dòng)能也越大，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，所以A、D正確． 答案　AD 9．用不同頻率的紫外線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ν變化的Ek－ν圖象，已知鎢的逸出功是3.28 eV，鋅的逸出功是3.24 eV，若將二者的圖線畫在同一個(gè)Ek－ν坐標(biāo)圖中，用實(shí)線表示鎢、虛線表示鋅，則正確反映這一過程的圖是 (　　)． 解析　依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W可知，Ek－ν圖線的斜率代表了普朗克 常量h，因此鎢和鋅的Ek－ν圖線應(yīng)該平行．圖線的橫截距代表了極限頻率ν0， 而ν0＝，因此鎢的ν0大些．綜上所述，B圖正確． 答案　B 10．(2011新課標(biāo)全國)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率對(duì)應(yīng)的波長為λ0，該金屬的逸出功為________．若用波長為λ(λ<λ0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為________．已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h. 答案　　 11．已知金屬銫的極限波長為0.66 μm，用0.50 μm的光照射銫金屬表面發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能為多少焦耳？銫金屬的逸出功為多少焦耳？ 解析　銫的逸出功為W0＝hν0＝h 將c＝3108 m/s，h＝6.6310－34 Js，λ0＝0.6610－6 m代入上式可得 W0＝310－19 J. 根據(jù)光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0＝h－W0＝6.6310－34 J－ 310－19 J＝9.810－20 J. 答案　 9.810－20 J　310－19 J 12．分別用波長為λ和λ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1∶2，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. D. 解析　根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和ν＝得Ek＝h－W0，Ek′ ＝h－W0且Ek∶Ek′＝1∶2解得W0＝ 答案　B 13．用同一頻率的光照射到甲、乙兩種不同的金屬上，它們釋放的光電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的軌道半徑之比為R甲∶R乙＝3∶1，則下述說法中正確的是 (　　)． A．兩種金屬的逸出功之比為3∶1 B．兩種光電子的速度大小之比為3∶1 C．兩種金屬的逸出功之比為1∶3 D．兩種光電子的動(dòng)量大小之比為3∶1 解析　電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由evB＝m得R＝，動(dòng)量大小和速 度大小均和環(huán)繞半徑成正比，B、D對(duì)；光電子的最大初動(dòng)能之比為9∶1， 由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可得：金屬的逸出功W＝hν－mv2，所以兩種金 屬的逸出功的比值不確定，故選B、D. 答案　BD 圖5－1－8 14．如圖5－1－8所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.6 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0.6 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零．由此可知陰極材料的逸出功為 (　　)． A．1.9 eV　　　　B．0.6 eV C．2.5 eV　　　　D．3.1 eV 解析　設(shè)用光子能量為2.5 eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為mv2，陰 極材料的逸出功為W，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有：mv2＝hν－W. ① 題圖中光電管上加的是反向電壓，據(jù)題意，當(dāng)反向電壓達(dá)到U＝0.6 V以后， 具有最大初動(dòng)能的光電子也不能達(dá)到陽極，由能量觀點(diǎn)易得eU＝mv2. ② 由①②可得W＝hν－eU＝2.5 eV－0.6 eV＝1.9 eV，選項(xiàng)A對(duì)． 答案　A