光电效应知识题(有答案解析)
最新光电效应练习题(含答案)
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光电效应规律和光电效应方程一、选择题1.下列关于光电效应实验结论的说法正确的是()A.对于某种金属,无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.对于某种金属,无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C.对于某种金属,超过极限频率的入射光强度越大,所产生的光电子的最大初动能就越大D.对于某种金属,发生光电效应所产生的光电子,最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度、光照时间无关,所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应,故A正确,B错误.根据光电效应方程E k=hν-W0,可知入射光的频率大于极限频率时,频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光强度无关,故C错误.根据光电效应方程E k=hν-W0,可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系,故D错误.2.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是()A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大【解析】选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A正确;光电效应是否发生取决于照射光的频率,而与照射强度无关,故选项B错误;用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C错误;根据hν-W0=21mv2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D正确.3.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开了一个角度,如图所示,这时()A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电精品文档【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应,锌板上有电子逸出,锌板带正电,验电器指针也带正电,故B正确4.关于光电效应有如下几种叙述,其中叙述正确的是()A.金属的逸出功与入射光的频率成正比B.饱和光电流与入射光强度有关C.用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大D.光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于金属本身,故A错误;逸出的光电子数与入射光的强度有关,即饱和光电流与入射光的强度有关,故B正确;由光电效应方程E k=hν-W0 可知,入射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,红外线的频率小于可见光的频率,所以用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能较小,C错误;光电效应几乎是瞬时发生的,D正确.5.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为(h为普朗克常量)()A.hν B.21NhνC.NhνD.2Nhν【解析】选C. 据光子说可知,光子能量与频率有关,一个光子能量为ε=hν( h为普朗克常量),N个光子的能量为Nhν,所以选项C 正确.6.用绿光照射一光电管,产生了光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加,下列做法可取的是()A.改用红光照射B.增大绿光的强度C.增大光电管上的加速电压D.改用紫光照射【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν=W0+21mv2,在逸出功一定时,只有增大光的频率,才能增加最大初动能,与光的强度无关,D对.7.在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的()A.频率B.强度C.照射时间D.光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k=hν-W0 可知:Ek只精品文档与频率ν有关,故选项B、C、D错误,选项A正确8.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应现象.对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是()A.单位时间内逸出的光电子数B.反向截止电压C.饱和光电流D.光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定,所以可能相同,故A、C错误;用同一种单色光照射,光电子的能量相同,不同金属的逸出功不同,根据光电效应方程E k =hν-W0 可得光电子的最大初动能一定不同,D正确;再根据E k =eU c知,反向截止电压一定不同,B正确9.研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中,正确的是()【解析】选C. 虽然入射光强度不同,但光的频率相同,所以遏止电压相同;又因当入射光强时,单位时间逸出的光电子多,饱和光电流大,所以选C.10.在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb。
(完整版)光电效应练习题(含答案)
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光电效应规律和光电效应方程一、选择题1.下列关于光电效应实验结论的说法正确的是()A.对于某种金属,无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.对于某种金属,无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C.对于某种金属,超过极限频率的入射光强度越大,所产生的光电子的最大初动能就越大D.对于某种金属,发生光电效应所产生的光电子,最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度、光照时间无关,所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应,故A正确,B错误.根据光电效应方程E k=hν-W0,可知入射光的频率大于极限频率时,频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光强度无关,故C错误.根据光电效应方程E k=hν-W0,可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系,故D错误.2.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是()A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大【解析】选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A正确;光电效应是否发生取决于照射光的频率,而与照射强度无关,故选项B错误;用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C错误;根据hν-W0=21mv2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D正确.3.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开了一个角度,如图所示,这时()A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应,锌板上有电子逸出,锌板带正电,验电器指针也带正电,故B正确4.关于光电效应有如下几种叙述,其中叙述正确的是()A.金属的逸出功与入射光的频率成正比ssB .饱和光电流与入射光强度有关C .用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大D .光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于金属本身,故A 错误;逸出的光电子数与入射光的强度有关,即饱和光电流与入射光的强度有关,故B 正确;由光电效应方程E k =hν-W 0 可知,入射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,红外线的频率小于可见光的频率,所以用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能较小,C 错误;光电效应几乎是瞬时发生的,D 正确.5.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )A .hν B.21Nhν C .Nhν D .2Nhν 【解析】选C. 据光子说可知,光子能量与频率有关,一个光子能量为ε=hν ( h 为普朗克常量),N 个光子的能量为Nhν,所以选项C 正确.6.用绿光照射一光电管,产生了光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加,下列做法可取的是( ) A .改用红光照射 B .增大绿光的强度C .增大光电管上的加速电压D .改用紫光照射【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν=W 0+21mv 2,在逸出功一定时,只 有增大光的频率,才能增加最大初动能,与光的强度无关,D 对.7.在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的( ) A .频率 B .强度 C .照射时间 D .光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k =hν-W 0 可知:Ek 只与频率ν有关,故选项B 、C 、D 错误,选项A 正确8.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应现象.对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是( )A .单位时间内逸出的光电子数B .反向截止电压C .饱和光电流D .光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定,所以可能相同,故A 、C 错误;用同一种单色光照射,光电子的能量相同,不同金属的逸出功不同,根据光电效应方程E k =hν-W 0 可得光电子的最大初动能一定不同,D 正确;再根据E k =eU c 知,反向截止电压一定不同,B 正确9.研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中,正确的是( )【解析】选C. 虽然入射光强度不同,但光的频率相同,所以遏止电压相同;又因当入射光强时,单位时间逸出的光电子多,饱和光电流大,所以选C.10.在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb。
光电效应习题(有答案)..
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黑体辐射和能量子的理解一、基础知识1、能量子(1)普朗克认为,带电微粒辐射或者吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值£叫做能量子.⑵能量子的大小:£= h v ,其中v是电磁波的频率,h称为普朗克常量.h = 6.63 x 10 -34 J • S.2、光子说:(1)定义:爱因斯坦提出的大胆假设。
内容是:空间传播的光的能量是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子.光子的能量为£= h V,其中h是普朗克常量,其值为6.63 x 10-34 J • S.二、练习1、下列可以被电场加速的是( B )A. 光子 B .光电子C. X射线D.无线电波2、关于光的本性,下列说法中不正确的是( B )A. 光电效应反映光的粒子性B. 光子的能量由光的强度所决定C. 光子的能量与光的频率成正比D. 光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子对光电效应实验的理解一、基础知识(用光电管研究光电效应的规律)1、常见电路(如图所示)2、两条线索(1) 通过频率分析:光子频率高-光子能量大-产生光电子的最大初动能大.(2) 通过光的强度分析:入射光强度大-光子数目多-产生的光电子多-光电流大.3、遏止电压与截止频率(1)遏止电压:使光电流减小到零的反向电压.⑵截止频率:能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率).不同的金属对应着不同的极限频率.⑶逸出功:电子从金属中逸出所需做功的最小值,叫做该金属的逸出功.二、练习1、如图所示,当开关S断开时,用光子能量为2.5的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零. 合上开关,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60 V时,电流表读数为零.(1)求此时光电子的最大初动能的大小;(2)求该阴极材料的逸出功.答案(1)0.6 (2)1.9解析设用光子能量为2.5的光照射时,光电子的最大初动能为,阴极材料逸出功为W当反向电压达到U0= 0.60 V以后,具有最大初动能的光电子达不到阳极,因此0 =由光电效应方程知=h V -W由以上二式得=0.6 , W J= 1.9 .2、如图所示是光电管的原理图, 已知当有波长为 入。
高中光电效应试题及答案
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高中光电效应试题及答案一、选择题1. 光电效应是指光照射到金属表面时,金属会释放出电子的现象。
这种现象最早是由哪位科学家发现的?A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 波尔答案:B2. 光电效应的实验验证了光的粒子性,下列关于光电效应的描述中,哪一项是错误的?A. 光照射到金属表面,金属会释放出电子B. 光的频率越高,释放出的电子动能越大C. 光的强度越大,释放出的电子数量越多D. 光电效应的产生与光的频率有关,与光的强度无关答案:C3. 根据光电效应方程,电子的最大动能与入射光的频率成正比。
这个方程是:A. Kmax = hν - φB. Kmax = hν + φC. Kmax = hν / φD. Kmax = φ - hν答案:A二、填空题4. 光电效应的实验中,当入射光的频率大于金属的______时,才会发生光电效应。
答案:极限频率5. 光电效应实验表明,电子的发射与光的______有关,而与光的______无关。
答案:频率;强度三、简答题6. 简述光电效应的基本原理。
答案:光电效应是指当光照射到金属表面时,金属中的电子吸收了光子的能量,如果光子的能量大于金属的逸出功,电子就能克服金属的束缚力,从金属表面逸出,形成光电子流。
7. 为什么说光电效应实验验证了光的粒子性?答案:光电效应实验表明,光子的能量与光的频率成正比,而与光的强度无关。
这与光的波动理论相矛盾,因为波动理论认为光的能量应该与光的强度有关。
因此,光电效应实验支持了光的粒子性,即光是由一系列粒子(光子)组成的。
四、计算题8. 假设一束频率为5.0×10^14 Hz的光照射到金属表面,金属的逸出功为4.7 eV。
求电子的最大动能。
答案:首先,将频率转换为能量,使用公式E = hν,其中h为普朗克常数(6.626×10^-34 Js),ν为频率。
计算得到E = 6.626×10^-34 Js × 5.0×10^14 Hz = 3.313×10^-19 J。
高中物理 光电效应习题及解析
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A. 1.9eVB. 0.6eVC. 2.5eVD. 3.1eV
光电流的大小与入射光的时间无关,入射光的强度越大,饱和光电流越大,故A错误;发生光电效应时,能否发生光电效应与入射光的强度无关,减小入射光的强度,光电流不能消失,故B错误;用频率为v的光照射时,有光电流产生,用频率小于v的光照射,光电效应现象不一定消失,还要看入射光的频率是否小于极限频率.故C错误;根据光电效应方程可知,光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,故D正确;
光电效应
一、选择题
1.用如图所示装置做光电效应实验,下述正确的是( )
A.光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的
B.实验现象揭示了光具有波动性
C 实验中,光电子从锌板逸出,验电器带正电
D.实验中,若用可见光照射锌板,也能发生光电效应
【答案】C
【解析】
【详解】A、光电效应是由赫兹首先发现的,故A错误.B、光电效应现象揭示了光具有粒子性,故B错误.C、光电效应现象中,光电子从锌板逸出,验电器带正电,故C正确.D、光电效应中应该用紫外线照射锌板,当用可见光时,频率降低,小于极限频率,则不满足光电效应反生条件.故D错误.故选C.
8.在光电效应实验中,分别用频率为va、vb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量.下列说法正确的是()
A. 若va>vb,则一定有Ua<Ub
B. 若va>vb,则一定有Eka<Ekb
光电效应习题(有答案)..
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黑体辐射和能量子的理解一、基础知识1、能量子(1)普朗克认为,带电微粒辐射或者吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子.(2)能量子的大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量.h=6.63×10-34J·s.2、光子说:(1)定义:爱因斯坦提出的大胆假设。
容是:空间传播的光的能量是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子.光子的能量为ε=hν,其中h是普朗克常量,其值为6.63×10-34J·s.二、练习1、下列可以被电场加速的是( B)A.光子B.光电子C.X射线D.无线电波2、关于光的本性,下列说法中不正确的是(B )A.光电效应反映光的粒子性B.光子的能量由光的强度所决定C.光子的能量与光的频率成正比D.光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子对光电效应实验的理解一、基础知识(用光电管研究光电效应的规律)1、常见电路(如图所示)2、两条线索(1)通过频率分析:光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大.(2)通过光的强度分析:入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大.3、遏止电压与截止频率(1)遏止电压:使光电流减小到零的反向电压U c.(2)截止频率:能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率).不同的金属对应着不同的极限频率.(3)逸出功:电子从金属中逸出所需做功的最小值,叫做该金属的逸出功.二、练习1、如图所示,当开关S断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上开关,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零.(1)求此时光电子的最大初动能的大小;(2)求该阴极材料的逸出功.答案(1)0.6 eV (2)1.9 eV解析设用光子能量为2.5 eV的光照射时,光电子的最大初动能为E km,阴极材料逸出功为W0当反向电压达到U0=0.60 V以后,具有最大初动能的光电子达不到阳极,因此eU0=E km由光电效应方程知E km =hν-W 0由以上二式得E km =0.6 eV ,W 0=1.9 eV.2、如图所示是光电管的原理图,已知当有波长为λ0的光照到阴极K 上时,电路中有光电流,则(说明:右侧为正极) ( )A .若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K 时,电路中一定没有光电流B .若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K 时,电路中一定有光电流C .增加电路中电源电压,电路中光电流一定增大D .若将电源极性反接,电路中一定没有光电流产生答案 B解析 用波长为λ0的光照射阴极K ,电路中有光电流,说明入射光的频率ν=c λ0大于金属的极限频率,换用波长为λ1的光照射阴极K ,因为λ1>λ0,根据ν=c λ可知,波长为λ1的光的频率不一定大于金属的极限频率,因此不一定能发生光电效应现象,A 错误;同理可以判断,B 正确;光电流的大小与入射光的强度有关,在一定频率与强度的光照射下,光电流与电压之间的关系为:开始时,光电流随电压U 的增加而增大,当U 增大到一定程度时,光电流达到饱和值,这时即使再增大U ,在单位时间也不可能有更多的光电子定向移动,光电流也就不会再增加,即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流,增大电源电压,若光电流达到饱和值,则光电流也不会增大,C 错误;将电源极性反接,若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功,电路中仍有光电流产生,D 错误. 3、(双选)如图所示, 在研究光电效应的实验中, 发现用一定频率的A 单色光照射光电管时, 电流表指针会发生偏转, 而用另一频率的B 单色光照射时不发生光电效应( AC )A. A 光的频率大于B 光的频率B. B 光的频率大于A 光的频率C. 用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是a 流向bD. 用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是b 流向a4、 如图所示,当电键K 断开时,用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P ,发现电流表读数不为零。
光电效应经典例题
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一、选择题
1.光电效应现象表明光具有哪种性质?
A.波动性
B.粒子性(答案)
C.干涉性
D.衍射性
2.在光电效应实验中,如果入射光的频率增加,那么逸出的光电子的最大初动能将如何变
化?
A.减小
B.不变
C.增加(答案)
D.无法确定
3.光电效应实验中,若入射光强度增加,单位时间内逸出的光电子数将如何变化?
A.减少
B.不变
C.增加(答案)
D.先增加后减少
4.哪种金属的光电效应阈值最小,即最容易发生光电效应?
A.铁
B.铜
C.钾(答案)
D.银(注:实际上钾的逸出功相对较小,容易发生光电效应,但具体排名可能因实验
条件而异,此题以钾为例)
5.光电效应方程E_k = hν- W_0中,E_k表示什么?
A.入射光的能量
B.逸出光子的能量
C.逸出光电子的最大初动能(答案)
D.金属的逸出功
6.在光电效应实验中,如果入射光的频率低于金属的极限频率,那么将发生什么现象?
A.立即发生光电效应
B.延迟发生光电效应
C.不发生光电效应(答案)
D.无法确定是否发生光电效应
7.光电效应实验中,逸出光电子的初动能与入射光的哪种性质有关?
A.强度
B.频率(答案)
C.波长
D.传播方向
8.在光电效应中,光电子是从金属表面的哪种粒子中逸出的?
A.原子核
B.内层电子
C.外层电子(答案)
D.自由电子。
高中物理-专题 光电效应(非选择题)(解析版)
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2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-5)第六部分 原子物理 专题6.5 光电效应(非选择题)非选择题1.(北京市海淀区2019届高三查缺补漏物理试题)在玻尔的原子结构理论中,氢原子由高能态向低能态跃迁时能发出一系列不同频率的光,波长可以用巴耳末—里德伯公式22111()R k n λ=-来计算,式中λ为波长,R 为里德伯常量,n 、k 分别表示氢原子跃迁前和跃迁后所处状态的量子数,对于每一个k ,有n =k +1、k +2、k +3….其中,赖曼系谱线是电子由n >1的轨道跃迁到k =1的轨道时向外辐射光子形成的,巴耳末系谱线是电子由n >2的轨道跃迁到k =2的轨道时向外辐射光子形成的.(1)如图所示的装置中,K 为一金属板,A 为金属电极,都密封在真空的玻璃管中,S 为石英片封盖的窗口,单色光可通过石英片射到金属板K 上.实验中:当滑动变阻器的滑片位于最左端,用某种频率的单色光照射K 时,电流计G 指针发生偏转;向右滑动滑片,当A 比K 的电势低到某一值U c (遏止电压)时,电流计G 指针恰好指向零.现用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验.若用赖曼系中波长最长的光照射时,遏止电压的大小为U 1;若用巴耳末系中n =4的光照射金属时,遏止电压的大小为U 2.金属表面层内存在一种力,阻碍电子的逃逸.电子要从金属中挣脱出来,必须克服这种阻碍做功.使电子脱离某种金属所做功的最小值,叫做这种金属的逸出功.已知电子电荷量的大小为e ,真空中的光速为c ,里德伯常量为R .试求: a .赖曼系中波长最长的光对应的频率ν1; b .普朗克常量h 和该金属的逸出功W 0.(2)光子除了有能量,还有动量,动量的表达式为p =λh(h 为普朗克常量).+ 电源ASa .请你推导光子动量的表达式p =λh;b .处于n =2激发态的某氢原子以速度v 0运动,当它向k =1的基态跃迁时,沿与v 0相反的方向辐射一个光子.辐射光子前后,可认为氢原子的质量为M 不变.求辐射光子后氢原子的速度v (用h 、R 、M 和v 0表示). 【名师解析】(1)a .在赖曼系中,氢原子由n =2跃迁到k =1,对应光的波长最长,波长为1λ.则有 221111()12R λ=- 所以 143Rλ=所以 1134c cR νλ==b .在巴耳末系中,氢原子由n =4跃迁到k =2,对应光的波长为2λ,频率为2ν.则有222111()24R λ=-, 22cνλ= 设1λ、2λ对应的最大初动能分别为E km1、E km2.根据光电效应方程有 km110E h W ν=-,km220E h W ν=-根据动能定理有 1km10eU E -=-,2km20eU E -=- 联立解得1216()9e U U h cR -=,0121(4)3W e U U =-.(2)a .根据质能方程有2E mc = 又因为 hcE h νλ== ,p mc =,所以hp λ=.b .光子的动量34h hRp λ==根据动量守恒定律有0M M p =-v v 解得034hRM =+v v .2.(2019·北京西城区4月模拟)可利用如图l 所示的电路研究光电效应中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系.K 、A 是密封在真空玻璃管中的两个电极,K 受到光照时能够发射电子.K 与A 之间的电压大小可以调整,电源的正、负极也可以对调.(1)a .电源按图1所示的方式连接,且将滑动变阻器中的滑片置于中央位置附近.试判断:光电管中从K 发射出的电子由K 向A 的运动是加速运动还是减速运动?b .现有一电子从K 极板逸出,初动能忽略不计,已知电子的电量为e ,电子经电压U 加速后到达A 极板. 求电子到达A 极板时的动能E k .(2)在图l 装置中,通过改变电源的正、负极,以及移动变阻器的滑片,可以获得电流表示数与电压表示数U 之间的关系,如图2所示,图中U c 叫遏止电压.实验表明,对于一定频率的光,无论光的强弱如何, 遏止电压都是一样的.请写出爱因斯坦光电效应方程,并对“一定频率的光,无论光的强弱如何,遏止电压都是一样的”做出解释.(3)美国物理学家密立根为了检验爱因斯坦光电效应方程的正确性,设计实验并测量了某金属的遏止电压U c 与入射光的频率. 根据他的方法获得的实验数据绘制成如图 3所示的图线.已知电子的电量e=1.6xl0-19C ,求普朗克常量h.(将运算结果保留l 位有效数字.)【思路点拨】解决此题的关键有两点:准确理解爱因斯坦光电效应方程的规律及其应用,第二要通过ν~cU 图像找到ν~cU的关系函数.【解析】(1)a.由于A 为电源正极,K 为电源负极,故光电子在A 、K 间做加速运动. b.由动能定理得E k =eU.(2)爱因斯坦光电效应方程0W h E k -=ν遏止电压对应为具有最大初动能的光电子由K 极板运动到A 极板时动能减为0的电压,根据动能定理有: E k =eU c联立解得U c =eW e h-ν 可见,对于确定的金属来说,一定频率的光,无论光的强弱如何,遏止电压都是一样的. (3)由U c =eW e h 0-ν,可知斜率为普朗克常量与元电荷之比 由图像求得斜率k =4×10-15 V·s故普朗克常量h =ke=4×10-15×1.6×10-19 J·s=6×10-34 J·s.【核心素养解读】本题从光电效应的本质属性、内在规律及相互关系的认识上建构理想的功能关系模型,通过综合分析、推理论证等进行科学思维方法的内化;“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素,体现了学科核心素养.3.如果一个中子和一个质量为10 g 的子弹都以103 m/s 的速度运动,则它们的德布罗意波的波长分别是多少?(中子的质量为1.67×10-27kg)【名师解析】 中子的动量p 1=m 1v , 子弹的动量为p 2=m 2v ,由公式λ=hp 知,中子和子弹的德布罗意波长分别为λ中=h p 1和λ子=h p 2,因此可得到λ中=h m 1v ,λ子=hm 2v ,代入数据得:λ中=4.0×10-10m λ子=6.63×10-35m 。
光电效应练习题(含详解)
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光电效应练习题(含详解)题目1一束波长为400 nm的光照射到金属表面,下列说法中正确的是:A. 金属中的自由电子所受的引力将电子束反射回光源B. 电子从金属中逸出所需的能量与光束的频率无关C. 光电效应是指金属在光照射下产生的电磁波D. 光电效应的实验证明了光是由微粒组成的正确答案:B解析:根据光电效应的基本原理,光照射到金属表面时,能量传递给金属中的电子,使其逸出金属,形成光电流。
根据爱因斯坦的光电效应理论,逸出金属所需的最小能量与光的频率有关,而与光的强度无关。
因此,选项B是正确的。
题目2以下哪一项是光电效应的应用之一?A. 太阳能电池B. 望远镜C. 激光器D. X射线机正确答案:A解析:太阳能电池是利用光电效应将光能转化为电能的装置,因此是光电效应的一种应用。
选项B的望远镜和选项C的激光器并没有直接与光电效应相关,而选项D的X射线机是利用X射线的特性进行成像和诊断的,与光电效应不同。
题目3下列哪个物理学家对光电效应做出了重要贡献?A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 麦克斯韦D. 狄布罗意正确答案:B解析:爱因斯坦是对光电效应做出了重要贡献的物理学家。
他提出了能量子概念,并根据实验观测结果提出了光电效应的理论解释,被称为光电效应的创立者。
选项A的牛顿是光的色散等问题的研究者,与光电效应不直接相关;选项C的麦克斯韦是电磁学方程的发现者,与光电效应不直接相关;选项D的狄布罗意是波粒二象性理论的提出者,对光电效应的研究没有直接的贡献。
题目4光电效应中,光子的能量与下列哪个物理量成正比?A. 光的波长B. 光的频率C. 光的强度D. 光的速度正确答案:B解析:根据光电效应的基本原理,光子的能量与光的频率成正比,与光的波长无关。
光的频率越大,光子的能量越大,逸出金属所需的能量也越大。
因此,选项B是正确的。
高二物理光电效应试题
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高二物理光电效应试题1.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而发生光电效应,可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek-ν图象.已知钨的逸出功是3.28 eV,锌的逸出功是3.34 eV,若将二者的图线画在同一个坐标图中,用实线表示钨,虚线表示锌,则能正确反映这一过程的是下图中的【答案】A【解析】由光电效应方程知,对金属钨,对金属锌,所以图象的斜率相同,图线应平行.又有,则图线与横轴的截距点越大,金属的极限频率越大,故A 正确。
【考点】考查了光电效应2.如图所示,当开关S断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上电键,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60 V时,电流表读数为零.(1)求此时光电子的最大初动能的大小.(2)求该阴极材料的逸出功.【答案】(1)0.60 eV(2)1.90 eV【解析】(1)光子能量为2.5 eV时,设光电子的最大初动能为mv2,由题意知,当反向电压达到0.60 V以后,具有最大初动能的光电子恰好不能达到阳极,即遏止电压UC=0.60 V,因此-eUC=0-mv2mv2=eUC=0.60 eV(2)由光电效应方程mv2=hν-W0解得W=1.90 eV.【考点】光电效应爱因斯坦光电效应方程3.在做光电效应实验中,某金属被光照射发生了光电效应,实验测出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率的关系如图所示,A、C两点坐标已知,由图象可求( )A.该金属的逸出功 B.该金属的极限频率C.单位时间内逸出的光电子数 D.普朗克常量【答案】ABD【解析】根据光电效应方程知,图线的斜率表示普朗克常量,根据图线斜率可得出普朗克常量.横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率,此时的频率等于金属的极限频率,根据可求出逸出功.单位时间内逸出的光电子数无法从图象中获知,故A、B、D 正确,C错误。
高中物理-专题 光电效应(能力篇)(解析版)
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2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-5)第六部分原子物理专题6.4 光电效应与量子论(能力篇)一.选择题1.(2020年3月武汉质检)硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件,它的工作原理与光电效应类似:当光照射硅光电池,回路里就会产生电流。
关于光电效应,下列说法正确的是A.任意频率的光照射到金属上,只要光照时间足够长就能产生光电流B.只要吸收了光子能量,电子一定能从金属表面逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D.超过截止频率的入射光光强越强,所产生的光电子的最大初动能就越大【参考答案】.C【命题意图】本题以直接把光能转换成电能的硅光电池为情景,考查对光电效应规律的理解及其相关知识点,考查的核心素养是能量的观点。
【解题思路】根据光电效应规律,只有频率大于极限频率的光照射到金属上,才会发生光电效应,所以选项A错误;若吸收光子的能量小于金属中电子的逸出功,额电子不能从金属表面逸出,选项B错误;根据爱因斯坦光电效应方程,逸出的光电子的最大初动能Ek=hv-W,即逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关,选项C正确;根据光电效应规律,超过截止频率的入射光光强越强,所产生的光电子的数目就越大,光电子的最大初动能不变,选项D错误。
【易错警示】解答此题常见错误主要有:一是对截止频率、光电效应规律理解掌握不到位;二是对爱因斯坦光电效应方程理解掌握不到位。
2(2020天津和平区质检)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。
表中给出了6次实验的结果,由表中数据得出的论断中正确的是()A.甲、乙两组实验所用的金属板材质相同B.甲组实验所采用的入射光波长更长C.甲组实验若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大动能为2.2 eVD.乙组实验若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大【参考答案】BCD【名师解析】根据爱因斯坦光电效应方程,E k=hv-W,可知甲组同学实验所用的金属板材质的逸出功为W甲=2.8eV,乙组同学实验所用的金属板材质的逸出功为W乙=3.1eV,所以甲、乙两组实验所用的金属板材质不相同,选项A错误;由E=hc/λ可知甲组实验所采用的入射光波长更长,选项B正确;甲组实验若入射光子的能量为hv =5.0 eV,由爱因斯坦光电效应方程,E k=hv-W甲,可知逸出光电子的最大动能为E k=2.2 eV,选项C正确;乙组实验若入射光子的能量为5.0 eV,大于逸出功W乙=3.1eV,相对光强越强,逸出的光电子越多,所以光电流越大,选项D正确。
光电效应经典例题解析
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例题精选【典型例题1】已知LC振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化曲线如图所示,则:(A)a、c两时刻电路中电流最大,方向相同(B)a、c两时刻电路中电流最大,方向相反(C)b、d两时刻电路中电流最大,方向相同(D)b、d两时刻电路中电流最大,方向相反分析与解:应理解LC振荡电路电磁振荡时,电容两板电量最多时,是两板间电压最高,板间电场能最大的时刻,在放电结束(两极电量为零时)瞬间是线圈中电流最大,磁场能最大的时刻,b时刻是将要反向充电时刻,d时刻是将要正向充电时刻,因此选项D是正确的,在解题时不妨在电路上画出a时刻1极板带正电情况以帮助分析放电、充电的振荡电流方向情况.【典型例题2】要使LC振荡电路的周期增大一倍,可采用的办法是:(A)自感系数L和电容C都增大一倍.(B)自感系数L和电容C都减小一半.(C)自感系数L增大一倍,而电容C减小一半.(D)自感系数L减小一倍,而电容C增大一倍.分析与解:由于LC振荡电路频率一般较高,周期很短,用周期多少秒很不方便,因此在LC振荡电路中通常用频率公式而不象单摆振动用周期公式,这是应当注意区别的,此题问周期,则可将改写成进行讨论就方便了,显然正确答案应为A.【典型例题3】设是两种单色可见光1.2在真空中的波长,若,则这两种单色光相比(A)单色光频率较小(B)玻璃对单色光1折射率较大(C)在玻璃中,单色光1的传播速度较大(D)单色光1的能量较大分析与解:应掌握电磁波(光波)频率、波速、波长关系:(真空中),由题意及此式,可判断出,即单色光1频率较小.媒质折射率随频率增大而增大,因此说法B错误,值得注意的是光进入媒质后频率不变(颜色不变)但波速改变,由知,即频率越高,折射率越大、波速越小,说法C正确,光子能量,单色光1频率低,能量较小,因此说法D错误,此题正确答案应为A、C.【典型例题4】关于光谱,下面说法中正确的是(A)炽热的液体发射连续光谱(B)太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素(C)明线光谱和暗线光谱都可用于对物质成分进行分析(D)发射光谱一定是连续光谱分析与解:显然,这是一个考查对光谱知识了解情况的问题,考生在复习时,应知道的基本物理常识要重视,不能以为简单就可以不认真复习掌握了.正确答案应为A、C.【典型例题5】用绿光照射一光电管,能产生光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大,应(A)改用红光照射(B)增大绿光强度(C)增大光电管上的加速电压(D)改用紫光照射分析与解:此题也只是考查了光电效应实验中的实验规律及光子论解释,显然要增大光电子初动能,只能增大入射光子的频率,正确答案应为D.【典型例题6】使金属钠产生光电效应的光的最长波长是5000埃,因此,金属钠的逸出功J,现在用频率在Hz到Hz范围内的光照射钠,那么,使钠产生光电效应的频率范围是从__________Hz到__________Hz.(普朗克恒量J·s).分析与解:按照光子论对光电效应的解释,逸出功等于截止频率光子的能量,即由题给条件,可求出J,在给出频率范围中,只有大于截止频率的光,才能使金属钠产生光电效应,因Hz,故能使金属钠产生光电效应的频率范围为Hz到Hz,题目难度虽不大,但要求准确理解光电效应的有关知识,特别是应注意幂指数运算问题不要出错.【典型例题7】玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有(A)原子处于称为定态的能量状态时,虽然电子做加速运动,但并不向外辐射能量.(B)原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应,而电子的可能轨道的分布是不连续的.(C)电子从一个轨道跃迁到另一轨道时,辐射(或吸收)一定频率的光子.(D)电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率.分析与解:本题检查学生是否知道玻尔模型的三个重要假设,正确答案为A、B、C.【典型例题8】Th(灶)经过一系列和衰变,变成Pb(铅)(A)铅核比钍核少8个质子(B)铅核比钍核少16个中子(C)共经过4次衰变和6次衰变(D)共经过6次衰变和4次衰变分析与解:应掌握原子核符号脚标意义,以及衰变时根据电量与质量守恒列出关系式,在多次衰变时,可设经历x次衰变与y次衰变,再列式就容易解答了,此题答案应为A、B、D.【典型例题9】在卢瑟福的粒子散射实验中,有极少数粒子发生大角度偏转,其原因(A)原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上(B)正电荷在原子中是均匀分布的(C)原子中存在着带负电的电子(D)原子只能处于一系列不连续的能量状态中分析与解:粒子散射实验是建立“原子核式结构”理论的重要实验,极少数粒子发生大角度偏转,说明粒子受到很大的库仑斥力,极“少数”意味着粒子接近核的机会很少,说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的粒子上.选项A正确.【典型例题10】右图中给出氢原子最低的四个能级.氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有__________种,其中最小的频率等于__________赫.(保留两个数字)分析与解:氢原子中电子根据吸收光子能量不同,可以跃迁至任一较高能级,当氢原子处于较高能级时,也可能因释放光子能量不同,跃迁至不同较低能级,因而在题给四个较低能级间跃迁时,存在多种可能性.可以从最高能级逐级向下考虑:当时,有、、三种可能性;当时,有、二种可能性;当时,只有一种可能性.故有释放六种频率光子可能性.其中频率最小的光子相应能量也最小,即从跃迁至.由公式可求出最小频率为Hz.【典型例题11】裂变反应是目前核能利用中常用的反应.以原子核U为燃料的反应堆中,当U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式,其中一种可表示为:U +n →Xe +Sr +n235.o439 1.0087 138.9178 93.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u为单位).已知lu的质量对应的能量为MeV,此裂变反应释放出的能量是______________MeV.分析与解:重核裂变时有质量亏损,根据爱因斯坦质能方程,相应的质量亏损对应释放的能量.应先计算质量亏损:(u)由题给lu的质量对应的能量为MeV可得:MeV MeV【典型例题12】一束光从空气射向折射率的某种玻璃的表面,如图1所示,i代表入射角,则:(A)当时会发生全反射现象(B)无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°(C)欲使折射角,应以的角度入射(D)当入射角时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直分析与解:此题综合检查了反射定律、折射定律、全反射现象等知识,难度不很大,但要求准确掌握有关知识,全反射发生条件是从媒质射向空气,因此说法A错误.根据折射定律:有,入射角最大不超过90°,因此,,即折射角不会超过45°,所以 B是正确的.当时,,故,说法C亦正确.为了分析说法D是否正确,应先画图分析一下,在图2中可以看出,如果反射光线跟折射光线恰好互相垂直,从几何关系可以得到,所以,代入折射定律公式有:因此,说法D正确,此题为多选题,正确答案为B.C、D.【典型例题13】为了观察门外的情况,有人在门上开了一个小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直,如图所示.从圆柱体底面中心看出去,可以看到门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角.已知该玻璃的折射率为n,圆柱体长为l,底面半径为r,则视场角是A、 B、C、 D、分析与解:根据题意作出如图所示的光路示意图,其中视场角边缘的两条光线射到玻璃的左表面上,经折射后到玻璃右表面的中轴线O处,即到达眼睛所在处.图中角i即为视场角.根据光的折射定律,,由几何关系知:,因此 sin i=n sinβ,得:i=.本题的答案是B.【典型例题14】在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿色),这时A、只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失B、红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮D、屏上无任何光亮分析与解:干涉现象是两列波长相等的光叠加而产生的现象,现在一条缝只能透过红色,另一条缝只能透过绿色,这两束光的波长不相等,不能发生干涉现象,因此任何双缝干涉条纹都不存在,但两缝分别透过了红色和绿色,屏上仍然有光亮.本题的正确答案是C.(本题考查对光的干涉现象及其产生的条件进行考查,对于平时学习只死记一些结论的考生,解答此题会出现一些困难,因为课本上没有讲过这类问题.但如果学习时能够真正理解干涉现象的产生条件,回答此题就不会有困难.)【典型例题15】图1中AB表示一直立的平面镜,是水平放置的米尺(有刻度的一面朝着平面镜,MN 是屏,三者互相平行.屏MN上的ab表示一条竖直的缝(即a、b之间是透光的).某人眼睛紧贴米尺上的小孔S(其位置见图),可通过平面镜看到米尺的一部分刻度.试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位,并在上把这部分涂以标志.分析与解:在分析人眼在确定位置可看到范围时,通常可运用光路可逆原理,设想人眼处有一点光源,该点光源发出光束能照射到的区间,也是能射入人眼光线的范围.本题中分析能观察到平面镜中尺子像的范围,有两种方法:一是作出尺子与障碍屏的像,考虑人眼处点光源发出光束能照射到镜中尺子的区间;二是作出人眼处点光源的像,考虑镜中人眼处点光源发出光束能照射到尺子的区间,分别如图2、图3所示,在作图时特别需要注意障碍屏缺口两端对光线的限制.【典型例题16】现有m=0.90kg的硝酸甘油(C3H5(NO3)3)被密封于体积V0=4.0×10-3m3的容器中,在某一时刻被引爆,瞬间发生激烈的化学反应,反应的产物全是氮、氧…等气体.假设:反应中每消耗1kg硝酸甘油释放能量U=6.00×106J/kg;反应产生的全部混合气体温度升高1K所需能量Q=1.00×103J/K;这些混合气体满足理想气体状态方程(恒量),其中恒量C=240J/K.已知在反应前硝酸甘油的温度T0=300K.若设想在化学反应后容器尚未破裂,且反应释放的能量全部用于升高气体的温度.求器壁受到的压强.分析与解:化学反应完成后,硝酸甘油释放的总能量:W=mU,设反应后气体的温度为T,根据题意,有W=Q(T-T0),器壁所受的压强:p=CT/V0.解以上三式并代入数据进行计算,得p=3.4×108Pa.(本题是比较典型的“信息题”,题目中涉及到了硝酸甘油爆炸的激烈的化学反应,但仔细读过此题后,可以看出解答这个题并不需要了解具体的化学反应过程,也不需要记住气体状态方程的具体形式(题目中给出了一定质量理想气体的状态方程的形式),但此题对考生的理解能力要求较高,其中“反应产生的全部混合气体温度升高1K所需能量Q=1.00×103J/K”这句话很重要,这里我们要联系物体温度升高吸收的热量的公式:Q吸=cmΔT,这里c是物质的比热、m是物质的质量,本题给出的Q值实际上是c、m的乘积,它称为“热容量”,把Q吸换成W,就得到W=Q(T-T0)的关系式.)。
光电效应习题(有标准答案)
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黑体辐射和能量子的理解一、基础知识1、能量子(1)普朗克认为,带电微粒辐射或者吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子.(2)能量子的大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量.h=6.63×10-34 J·s.2、光子说:(1)定义:爱因斯坦提出的大胆假设。
内容是:空间传播的光的能量是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子.光子的能量为ε=hν,其中h是普朗克常量,其值为6.63×10-34 J·s.二、练习1、下列可以被电场加速的是( B)A.光子B.光电子C.X射线D.无线电波2、关于光的本性,下列说法中不正确的是(B )A.光电效应反映光的粒子性B.光子的能量由光的强度所决定C.光子的能量与光的频率成正比D.光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子对光电效应实验的理解一、基础知识(用光电管研究光电效应的规律)1、常见电路(如图所示)2、两条线索(1)通过频率分析:光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大.(2)通过光的强度分析:入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大.3、遏止电压与截止频率(1)遏止电压:使光电流减小到零的反向电压U c.(2)截止频率:能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率).不同的金属对应着不同的极限频率.(3)逸出功:电子从金属中逸出所需做功的最小值,叫做该金属的逸出功.二、练习1、如图所示,当开关S断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上开关,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零.(1)求此时光电子的最大初动能的大小;(2)求该阴极材料的逸出功.答案(1)0.6 eV(2)1.9 eV解析设用光子能量为2.5 eV的光照射时,光电子的最大初动能为E km,阴极材料逸出功为W0当反向电压达到U0=0.60 V以后,具有最大初动能的光电子达不到阳极,因此eU0=E km由光电效应方程知E km=hν-W0由以上二式得E km=0.6 eV,W0=1.9 eV.2、如图所示是光电管的原理图,已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时,电路中有光电流,则(说明:右侧为正极) () A.若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流B.若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时,电路中一定有光电流C.增加电路中电源电压,电路中光电流一定增大D.若将电源极性反接,电路中一定没有光电流产生答案 B解析用波长为λ0的光照射阴极K,电路中有光电流,说明入射光的频率ν=cλ0大于金属的极限频率,换用波长为λ1的光照射阴极K,因为λ1>λ0,根据ν=cλ可知,波长为λ1的光的频率不一定大于金属的极限频率,因此不一定能发生光电效应现象,A错误;同理可以判断,B正确;光电流的大小与入射光的强度有关,在一定频率与强度的光照射下,光电流与电压之间的关系为:开始时,光电流随电压U的增加而增大,当U增大到一定程度时,光电流达到饱和值,这时即使再增大U,在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动,光电流也就不会再增加,即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流,增大电源电压,若光电流达到饱和值,则光电流也不会增大,C错误;将电源极性反接,若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功,电路中仍有光电流产生,D错误.3、(双选)如图所示, 在研究光电效应的实验中, 发现用一定频率的A单色光照射光电管时, 电流表指针会发生偏转, 而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应(AC)A. A光的频率大于B光的频率B. B光的频率大于A光的频率C. 用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向bD. 用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a4、如图所示,当电键K断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零。
光电效应面试题及答案

光电效应面试题及答案一、单选题1. 光电效应是指光照射在金属表面上,金属会释放出电子的现象,这种现象被称为:A. 光电效应B. 光化学效应C. 光热效应D. 光磁效应答案:A2. 光电效应的发现者是:A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 麦克斯韦答案:B3. 光电效应的实验条件不包括:A. 金属表面B. 光的照射C. 真空环境D. 磁场答案:D4. 光电效应中,电子的释放与以下哪个因素无关?A. 光的强度B. 光的频率C. 金属的逸出功D. 光的波长答案:A5. 根据爱因斯坦的光电效应理论,电子释放的能量与以下哪个因素成正比?A. 光的强度B. 光的频率C. 金属的逸出功D. 电子的质量答案:B二、多选题6. 光电效应的实验现象包括:A. 金属表面释放电子B. 电子的动能增加C. 金属表面温度升高D. 电子的动能与光的频率成正比答案:A, B, D7. 影响光电效应的外界因素包括:A. 光的频率B. 光的强度C. 金属的逸出功D. 电子的初始动能答案:A, B, C8. 光电效应的应用领域包括:A. 太阳能电池B. 光电探测器C. 光通信D. 光化学合成答案:A, B, C三、判断题9. 光电效应中,电子的释放与光的强度无关,只与光的频率有关。
()答案:正确10. 光电效应中,电子的动能与光的频率成正比,与光的强度无关。
()答案:错误四、简答题11. 简述光电效应的基本原理。
答案:光电效应是指当光照射到金属表面时,如果光的频率高于金属的逸出功对应的频率,金属表面的电子就会获得足够的能量而逸出,形成光电流。
这一现象揭示了光具有粒子性。
12. 光电效应在现代科技中的应用有哪些?答案:光电效应在现代科技中有广泛应用,例如在太阳能电池中将光能转换为电能,在光电探测器中检测光信号,在光通信中传输信息等。
五、计算题13. 假设某金属的逸出功为4.7eV,若用频率为6.6×10^14 Hz的光照射该金属,计算电子的最大动能。
高三物理光电效应试题答案及解析
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高三物理光电效应试题答案及解析1.某次光电效应实验中,测得某金属的入射光的频率(和反向遏制电压Uc的值如下表所示。
(已知电子的电量为e =1.6×10-19C)根据表格中的数据,作出了Uc-(图像,如图所示,则根据图像求出:①这种金属的截止频率为Hz;(保留三位有效数字)②普朗克常量Js。
(保留两位有效数字)【答案】①4.27±0.01×1014Hz②h=6.3±0.1×10-34Js【解析】①由图像读得:4.27±0.01×1014Hz;(2分)②由图线斜率,解得:h=6.3±0.1×10-34Js(2分)【考点】考查了光电效应2.已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1011Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的。
A.波长B.频率C.能量D.动量【答案】 A【解析】设入射光的频率为υ,根据爱因斯坦光电效应方程可知Ek =hυ-W,W=hυ,由题意可知,钙的截止频率比钾的大,因此钙表面逸出的光电子的最大初动能比钾的小,其动量也小,故选项C、D错误;根据德布罗意波长公式可知:λ=,又有:c=λf,故选项A正确;选项B错误。
【考点】本题主要考查了对爱因斯坦光电效应方程、德布罗意波长公式的理解与应用问题,属于中档偏低题。
3.以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是(填正确答案标号。
选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)()A.卢瑟福用实验得出原子核具有复杂的结构B.比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定C.重核的裂变过程质量增大,轻核的聚变过程有质量亏损D.自然界中含有少量的14C,14C具有放射性,能够自发地进行β衰变,因此在考古中可利用14C 测定年代E.光电效应实验中,遏止电压与入射光的频率有关【答案】BDE【解析】卢瑟福用实验得出原子的核式结构理论,选项A 错误;比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,选项B正确;重核的裂变过程和轻核的聚变过程都有质量亏损选项C 错误;自然界中含有少量的14C,14C具有放射性,能够自发地进行β衰变,因此在考古中可利用14C测定年代,选项D 正确;光电效应实验中,遏止电压与入射光的频率有关;入射光的频率越大,则射出的光电子的最大初动能越大,根据可知,遏止电压越大,选项E 正确。
物理选修3-5之光电效应(含答案)
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3-5之光电效应一.选择题(共30小题)1.(2013•上海)某半导体激光器发射波长为1.5×10﹣6m,功率为5.0×10﹣3W的连续激光.已知可见光波长的数量级为10﹣7m,普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s,该激光器发出的()A.是紫外线B.是红外线C.光子能量约为1.3×10﹣18J D.光子数约为每秒3.8×1016个2.(2012•上海)在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的()A.频率B.强度C.照射时间D.光子数目3.(2012•上海)根据爱因斯坦的“光子说”可知()A.“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B.光的波长越大,光子的能量越小C.一束单色光的能量可以连续变化D.只有光子数很多时,光才具有粒子性4.(2012•海南)(模块3﹣5)产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能E k,下列说法正确的是()A.对于同种金属,E k与照射光的强度无关B.对于同种金属,E k与照射光的波长成正比C.对于同种金属,E k与照射光的时间成正比D.对于同种金属,E k与照射光的频率成线性关系E.对于不同种金属,若照射光频率不变,E k与金属的逸出功成线性关系.5.(2010•天津)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U 的关系如图.则这两种光()A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大6.(2010•四川)用波长为2.0×10﹣7m的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10﹣19J.由此可知,钨的极限频率是(普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s),光速c=3.0×108m/s,结果取两位有效数字)()A.5.5×1014Hz B.7.9×1014Hz C.9.8×1014Hz D.1.2×1015Hz7.(2010•上海)根据爱因斯坦光子说,光子能量E等于(h为普朗克常量,c、λ为真空中的光速和波长)()A.B.C.hλD.8.(2007•重庆)真空中有一平行板电容器,两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成,板面积为S,间距为d.现用波长为λ(λ1<λ<λ2)的单色光持续照射两板内表面,则电容器的最终带电量成正比() A.B.C.D.9.(2007•汕头模拟)图中为X射线管的结构示意图,E为灯丝电源.要使射线管发出X射线,须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压,则()A.高压电源正极应接在P点,X射线从K极发出B.高压电源正极应接在P点,X射线从A极发出C.高压电源正极应接在Q点,X射线从K极发出D.高压电源正极应接在Q点,X射线从A极发出10.(2006•四川)现有a、b、c三束单色光,其波长关系为λa>λb>λc.用b光束照射某种金属时,恰能发生光电效应.若分别用a光束和c光束照射该金属,则可以断定()A.a光束照射时,不能发生光电效应B. c光束照射时,不能发生光电效应C. a光束照射时,释放出的光电子数目最多D.c光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最小11.(2006•上海)人类对光的本性的认识经历了曲折的过程.下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是()A.牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B.光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C.麦克斯韦预言了光是一种电磁波D.光具有波粒二象性性12.(2006•甘肃)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0()A.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,一定能产生光电子B.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为hν0C.当照射光的频率ν大于ν0时,若ν增大,则逸出功增大D.当照射光的频率ν大于ν0时,若ν增大一倍,则光电子的最大初动能也增大一倍13.(2005•天津)某光电管的阴极是用金属钾制成的,它的逸出功为2.21eV,用波长为2.5×10﹣7m的紫外线照射阴极,已知真空中光速为3.0×108m/s,元电荷为1.6×10﹣19C,普朗克常量为6.63×10﹣34J•s,求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别()A. 5.3×1014Hz,2.2J B.5.3×1014Hz,4.4×10﹣19JC. 3.3×1033Hz,2.2J D.3.3×1033Hz,4.4×10﹣19J14.(2005•江苏)为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦,2004年联合国第58次大会把2005年定为国际物理年.爱因斯坦在100年前发表了5篇重要论文,内容涉及狭义相对论、量子论和统计物理学,对现代物理学的发展作出了巨大贡献.某人学了有关的知识后,有如下理解,其中正确的是()A.所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动B.光既具有波动性,又具有粒子性C.在光电效应的实验中,入射光强度增大,光电子的最大初动能随之增大D.质能方程表明:物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系15.(2005•江苏)在中子衍射技术中,常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近.已知中子质量m=1.67x10﹣27kg,普朗克常量h=6.63x10﹣34J•s,可以估算德布罗意波长λ=1.82x10﹣10m的热中子动能的数量级为()A.10﹣17J B.10﹣19J C.10﹣21J D.10﹣24J16.(2004•江苏)下列说法正确的是()A.光波是一种概率波B.光波是一种电磁波C.单色光从光密介质进入光疏介质时,光子的能量改变D.单色光从光密介质进入光疏介质时,光的波长不变17.(2003•天津)如图所示,当电键S断开时,用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上电键,调节滑线变阻器,发现当电压表读数小于0.60V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60V 时,电流表读数为零,由此可知阴极材料的逸出功为()A.1.9eV B.0.6eV C.2.5eV D.3.1eV18.(2003•上海)爱因斯坦由光电效应的实验规律,猜测光具有粒子性,从而提出光子说.从科学研究的方法来说,这属于()A.等效替代B.控制变量C.科学假说D.数学归纳19.(2001•上海)光电效应实验的装置如图所示,则下面说法中正确的是()A.用紫外光照射锌板,验电器指针会发生偏转B.用红色光照射锌板,验电器指针会发生偏转C.锌板带的是负电荷D.使验电器指针发生偏转的是正电荷20.(2000•上海)下列关于光的说法中正确的是()A.在真空中红光波长比紫光波长短B.红光光子能量比紫光光子能量小C.红光和紫光相遇时能产生干涉现象D.红光照射某金属时有电子向外发射,紫光照射该金属时一定也有电子向外发射21.(2013•镇江二模)如图是研究光电效应的电路,则下列关于光电流与电压的关系图象正确的是()A.B.C.D.22.(2013•漳州模拟)某种颜色的单色光照射到金属表面时,有光电子逸出,如果照射光的颜色不变,而光的强度增强,那么将会出现()A.该金属材料的逸出功增大B.逸出光电子的时间间隔将增加C.光电子的最大初动能增大D.单位时间内逸出的光电子数目增加23.(2013•闸北区二模)“约索夫森结”由超导体和绝缘体制成.若在结两端加恒定电压U,则它会辐射频率为ν的电磁波,且ν与U成正比,即ν=kU.已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关.你可能不了解此现象的机理,但仍可运用物理学中常用的方法,在下列选项中,推理判断比例系数k的值可能为()A.2e/h B.h/2e C.2he D.1/2he24.(2013•闸北区二模)入射光照射到某一金属表面而发生了光电效应.将入射光的强度减弱而保持其频率不变,则()A.从光照射至金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.电子所能够吸收到的光子能量将明显减小C.可能难以产生光电效应D.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小25.(2013•扬州模拟)在光电效应实验中,先后用两束光照射同一个光电管,若实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线如图所示,则下列说法中正确的是()A.a光频率大于b光频率B. a光波长大于b光波长C. a光强度高于b光强度D.a光照射光电管时产生光电子的最大初动能较大26.(2013•徐汇区二模)四种颜色的光分别通过同一双缝产生的双缝干涉图案如图中各选项所示,用这四种颜色的光分别照射某金属板,只有两种光能产生光电效应,则能产生光电效应的光线中,光子能量较小的光对应的双缝干涉图案是()A.B.C.D.27.(2013•西城区一模)用某种频率的光照射锌板,使其发射出光电子.为了增大光电子的最大初动能,下列措施可行的是()A.增大入射光的强度B.增加入射光的照射时间C.换用频率更高的入射光照射锌板D.换用波长更长的入射光照射锌板28.(2013•石景山区一模)对于同种金属,产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能E k,下列说法正确的是()A. E k与照射光的强度成正比B.E k与照射光的波长成正比C. E k与照射光的频率成线性关系D.E k与光照射的时间成线性关系29.(2013•汕头二模)如图是研究光电效应的装置,用一定频率的光束照射金属板K,有粒子逸出,则()A.逸出的粒子是电子B.改变光束的频率,金属的逸出功随之改变C.减少光束的光强,逸出的粒子初动能减少D.减小光束的频率,金属板K可能没有粒子逸出30.(2013•南开区一模)2005年是“世界物理年”,100年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年,这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文,其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象.关于光电效应,下列说法正确的是()A.当入射光的频率低于极限频率时,不能发生光电效应B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D.某单色光照射一金属时不能发生光电效应,改用波长较长的光照射该金属时可能发生光电效应3-5之光电效应参考答案与试题解析一.选择题(共30小题)1.(2013•上海)某半导体激光器发射波长为1.5×10﹣6m,功率为5.0×10﹣3W的连续激光.已知可见光波长的数量级为10﹣7m,普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s,该激光器发出的()A.是紫外线B.是红外线C.光子能量约为1.3×10﹣18J D.光子数约为每秒3.8×1016个考点:光子;电磁波谱.分析:根据波长的大小判断激光器发射的是哪种电磁波.根据E=h求出光子能量,根据E=Pt=nh求出单位时间内发生的光子数.解答:解:A、波长的大小大于可见光的波长,属于红外线.故A错误,B正确.C、光子能量E==1.326×10﹣19J.故C错误.D、每秒钟发出的光子数n=.故D正确.故选BD.点评:解决本题的关键熟悉电磁波谱中波长的大小关系,以及掌握光子能量与波长的大小关系.2.(2012•上海)在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的()A.频率B.强度C.照射时间D.光子数目考点:光电效应.专题:光电效应专题.分析:发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率.解答:解:发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,由公式E K=hf﹣W知,W为逸出功不变,所以光电子的最大初动能取决于入射光的频率,A正确.故选A点评:本题考查了发生光电效应的条件和光电效应方程的应用.3.(2012•上海)根据爱因斯坦的“光子说”可知()A.“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B.光的波长越大,光子的能量越小C.一束单色光的能量可以连续变化D.只有光子数很多时,光才具有粒子性考点:光子.分析:爱因斯坦的“光子说”提出在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量与频率成正比,即E=hv(h=6.626×10﹣34 J.S)解答:解:A、“光子说”提出光子即有波长又有动量,是波动说和粒子说的统一,故A错误;B、光的波长越大,根据,频率越大,故能量E=hv越小,故B正确;C、爱因斯坦的“光子说”提出在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,每个光子的能量为E=hv,故光的能量是不连续的,故C错误;D、当光子数很少时,显示粒子性;大量光子显示波动性,故D错误;故选B.点评:爱因斯坦的“光子说”很好地将光的粒子性和波动性统一起来,即单个光子显示粒子性,大量光子显示波动性.4.(2012•海南)(模块3﹣5)产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能E k,下列说法正确的是()A.对于同种金属,E k与照射光的强度无关B.对于同种金属,E k与照射光的波长成正比C.对于同种金属,E k与照射光的时间成正比D.对于同种金属,E k与照射光的频率成线性关系E.对于不同种金属,若照射光频率不变,E k与金属的逸出功成线性关系.考点:爱因斯坦光电效应方程;光电效应.专题:压轴题;光电效应专题.分析:根据光电效应方程E km=hv﹣W0进行分析.解答:解:A、光电子的最大初动能与入射光的强度无关.故A正确.B、根据光电效应方程E km=hv﹣W0=,对于同种金属,逸出功相同,知最大初动能与入射光的波长不成正比.故B错误.C、最大初动能与照射光的时间无关.故C错误.D、根据光电效应方程E km=hv﹣W0知,同种金属,逸出功相等,则最大初动能与入射光的频率成线性关系.故D正确.E、对于不同的金属,逸出功不同,若照射光的频率不变,根据光电效应方程E km=hv﹣W0知,E k与金属的逸出功成线性关系.故E正确.故选ADE点评:解决本题的关键掌握光电效应方程E km=hv﹣W0,知道最大初动能与入射光的强度和照射时间无关.5.(2010•天津)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图.则这两种光()A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大考点:爱因斯坦光电效应方程;全反射;双缝干涉的条纹间距与波长的关系.专题:压轴题.分析:要明确各种单色光的折射率和波长、频率之间的关系:折射率越大则频率越大,波长越小.对于本题解题的关键是通过图象判定a、b两种单色光谁的频率大,反向截止电压大的则初动能大,初动能大的则频率高,故b光频率高于a光的.解答:解:A、由光电效应方程,由题图可得b光照射光电管时使其逸出的光电子最大初动能大,b光的频率大,波长小,故A错误;B、b光的频率大,在玻璃中的折射率n b大,由可知:从同种玻璃射入空气发生全反射时,b光的临界角小,a光大,故B正确;C、发生双缝干涉时,,b光波长小,相邻条纹间距b光小,a光大,故C正确;D、在玻璃中的折射率n b>n a,b光的偏折程度大,故D错误.故选BC.点评:要熟练掌握所学公式,明确各个物理量之间的联系.如本题中折射率、临界角、光子能量、最大初动能等都有光的频率有关.6.(2010•四川)用波长为2.0×10﹣7m的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10﹣19J.由此可知,钨的极限频率是(普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s),光速c=3.0×108m/s,结果取两位有效数字)()A.5.5×1014Hz B.7.9×1014Hz C.9.8×1014Hz D.1.2×1015Hz考点:爱因斯坦光电效应方程.专题:计算题.分析:本题中根据波长、光速、频率关系可以求出紫外线的频率,知道了所释放电子的最大初动能,利用光电效应方程即可求出钨的极限频率.解答:解:由光电效应方程E km=hv﹣W0①紫外线的频率为:②逸出功为:W0=hv0③由①②③可得:故选项ACD错误,B正确.故选B.点评:本题比较简单,但是涉及物理较多,要明确各物理量之间的关系,同时注意计算要准确.7.(2010•上海)根据爱因斯坦光子说,光子能量E等于(h为普朗克常量,c、λ为真空中的光速和波长)()A.B.C.hλD.考点:光子.专题:物理光学综合专题.分析:本题比较简单,直接根据光子能量公式即可求解.解答:解:光子能量为:E=hv ①光子频率、波长、光速之间关系为:②联立①②得光子的能量为:,故BCD错误,A正确.故选A.点评:本题考查了光子能量的表达式,比较简单,要明确光子能量、波长、频率、光速等之间关系.8.(2007•重庆)真空中有一平行板电容器,两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成,板面积为S,间距为d.现用波长为λ(λ1<λ<λ2)的单色光持续照射两板内表面,则电容器的最终带电量成正比()A.B.C.D.考点:爱因斯坦光电效应方程;电容.分析:解决本题的关键是:首先利用光电效应方程求出电子的初动能,然后理解电容器最终带电量的含义:即电子不能再运动到负极板,其临界状态是电子减速到负极板时速度刚好减速为零.解决本题最简单的方法是:排除法.根据λ1<λ<λ2可知,该光不能使铂发生光电效应,故含有λ1的选项不对,只有D正确.解答:解:铂的极限波长为λ1,钾的极限波长为λ2,因为λ1<λ<λ2.由公式v=c/λ,极限波长短的极限频率高.所以,当以波长λ的光入射到两金属板内表面上时,只能使钾金属板发生光电效应.钾失去电子而成为电容器的正极板,光电子运动到铂金属板上后使铂金属板成为电容器的负极板.电子从钾金属板飞出时的动能为:E k=hv﹣W2=﹣=,公式中W2为钾金属的逸出功.光电子不断从钾极板发出,又不断到达铂极板,使电容器带电不断增加,电压也不断增大,这个电压是使光电子减速的反向电压.当某时刻,光电子恰好到达铂极板时其速度减为零,则电容器的电量达到最大值Q=CU(这里的电压U相当于反向截止电压.)由动能定理可以得到:eU=E k=,平行板电容器的电容:C∝Q=CU∝××∝,故选项ABC错误,D正确.故选D.点评:本题难度较大,将光电效应和电容器、带电粒子在电场中的运动联系起来.解决本题时可用排除法:根据λ1<λ<λ2可知,该光不能使铂发生光电效应,故含有λ1的选项不对,只有D正确.9.(2007•汕头模拟)图中为X射线管的结构示意图,E为灯丝电源.要使射线管发出X射线,须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压,则()A.高压电源正极应接在P点,X射线从K极发出B.高压电源正极应接在P点,X射线从A极发出C.高压电源正极应接在Q点,X射线从K极发出D.高压电源正极应接在Q点,X射线从A极发出考点:光电效应.专题:光电效应专题.分析:对灯丝加热,灯丝放出电子,电子速度是很小的,要使电子到达阴极A,并高速撞击A,使原子的内层电子受到激发才能发出X射线.因此,K、A之间应有使电子加速的电场.解答:解:E为灯丝电源,对灯丝加热,灯丝放出电子,电子速度是很小的,要使电子到达阴极A,并高速撞击A,使原子的内层电子受到激发才能发出X射线.因此,K、A之间应有使电子加速的电场,故Q应接高压电源正极.D正确.故选D点评:本题考查了X射线管的结构和工作原理,难度不大,要弄清电子射出的方向和X射线射出的地方.10.(2006•四川)现有a、b、c三束单色光,其波长关系为λa>λb>λc.用b光束照射某种金属时,恰能发生光电效应.若分别用a光束和c光束照射该金属,则可以断定()A. a光束照射时,不能发生光电效应B. c光束照射时,不能发生光电效应C. a光束照射时,释放出的光电子数目最多D. c光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最小考点:光电效应.分析:根据光电效应的条件:γ>γ0,而,判断出a光、c光照射该金属,能否发生光电效应.放出的光电子数目与入射光的频率无关,由入射光的强度决定.光电子的最大初动能可由光电效应方程去比较.解答:解:A、波长关系为λa>λb>λc,则γa<γb<γc.b光束照射某种金属时,恰能发生光电效应,根据光电效应的条件,a光照射不能发生光电效应,c光照射能发生光电效应.故A正确,B错误.C、放出的光电子数目与入射光的频率无关,由入射光的强度决定.故C错误.D、根据光电效应方程:,知c光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最大.故D错误.故选A.点评:解决本题的关键掌握光电效应的条件,光电效应方程及单位时间内放出光电子的数目由入射光的强度决定.11.(2006•上海)人类对光的本性的认识经历了曲折的过程.下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是()A.牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B.光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C.麦克斯韦预言了光是一种电磁波D.光具有波粒二象性性考点:光的本性学说的发展简史.专题:光的衍射、偏振和电磁本性专题.分析:牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子,而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质.光既具有波动性又具有粒子性,光是一种电磁波,干涉是波特有的现象.解答:解:A、牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子,而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质.故A错误.B、干涉是波特有的现象,故光的双缝干涉实验显示了光具有波动性,故B正确.C、麦克斯韦根据他的电磁理论,认为光是一种电磁波,而赫兹证实了电磁波的存在.故C正确.D、光既具有波动性又具有粒子性,故具有波粒二象性,故D正确.故选BCD.点评:多读教材,加强基础知识积累就能顺利解决此类题目.12.(2006•甘肃)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0()A.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,一定能产生光电子B.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为hν0C.当照射光的频率ν大于ν0时,若ν增大,则逸出功增大D.当照射光的频率ν大于ν0时,若ν增大一倍,则光电子的最大初动能也增大一倍考点:光电效应.专题:光电效应专题.分析:逸出功与极限频率的关系为W=hv0,每种金属都有自己固定的极限频率,即每种金属的光电子的逸出功是固定的;根据光电效应方程可以判断光电子最大初动能的变化情况.解答:解:金属中电子的逸出功W是一定的,等于恰好能产生光电效应的光的能量hν0,ν0称为金属的极限频率,故C错误;只要入射光的频率大于极限频率,该金属即可发生光电效应,故A正确;根据光电效应方程E km=hν﹣W,其中W=hν0,可判断B正确,D错误.故选AB.点评:对于光电效应现象要正确理解极限频率、入射光频率、逸出功、最大初动能、光照强度、光电流大小等之间的关系.13.(2005•天津)某光电管的阴极是用金属钾制成的,它的逸出功为2.21eV,用波长为2.5×10﹣7m的紫外线照射阴极,已知真空中光速为3.0×108m/s,元电荷为1.6×10﹣19C,普朗克常量为6.63×10﹣34J•s,求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别()A. 5.3×1014Hz,2.2J B. 5.3×1014Hz,4.4×10﹣19JC. 3.3×1033Hz,2.2J D. 3.3×1033Hz,4.4×10﹣19J考点:爱因斯坦光电效应方程.专题:计算题.分析:题目比较简单,根据逸出功W0=hv0,和光电效应方程:E K=hv﹣W0直接进行求解.解答:解:根据据逸出功W0=hv0,得:根据光电效应方程:E K=hv﹣W0①光速、波长、频率之间关系为:②由①②解得:,故选项ACD错误,B正确.故选:B.点评:本题考察知识点简单,但是学生在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系,同时注意计算的准确性.14.(2005•江苏)为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦,2004年联合国第58次大会把2005年定为国际物理年.爱因斯坦在100年前发表了5篇重要论文,内容涉及狭义相对论、量子论和统计物理学,对现代物理学的发展作出了巨大贡献.某人学了有关的知识后,有如下理解,其中正确的是()A.所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动B.光既具有波动性,又具有粒子性C.在光电效应的实验中,入射光强度增大,光电子的最大初动能随之增大D.质能方程表明:物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系考点:光的波粒二象性;布朗运动;光电效应;爱因斯坦质能方程.专题:布朗运动专题;光的衍射、偏振和电磁本性专题;光电效应专题;爱因斯坦的质能方程应用专题.分析:布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的运动;光既具有波动性,又具有粒子性;光电效应方程有E Km=hγ﹣w;爱因斯坦质能方程E=mC2.解答:解:A、布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的运动,反映了液体分子的无规则运动,故A错误.B、光既具有波动性,又具有粒子性,大量光子表现出光的波动性,单个光子表现出光的粒子性,频率越高粒子性越明显,频率越低波动性越明显.故B正确.C、根据光电效应方程有E Km=hγ﹣w,故光电子的最大初动能与入射光强度无关,故C错误.D、根据爱因斯坦质能方程E=mC2,可知物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系.故D正确.故选BD.点评:这种题目是识记性质,只要记住力这些相关的基础知识即可解决此类题目.15.(2005•江苏)在中子衍射技术中,常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近.已知中子质量m=1.67x10﹣27kg,普朗克常量h=6.63x10﹣34J•s,可以估算德布罗意波长λ=1.82x10﹣10m的热中子动能的数量级为()A.10﹣17J B.10﹣19J C.10﹣21J D.10﹣24J考点:物质波.分析:热中子的动能由热中子的质量与速度求出,然而速度则是由λ=与P=mv算出.解答:解:由德布罗意波公式λ=得P=而P=mv,则v==m/s=2.18×103m/s 所以E==J=3.97×10﹣21J因此热中子的动能的数量级10﹣21J故选:C点评:任何物体均有物质波,不过质量很小时物质具有波的特性体现显著.16.(2004•江苏)下列说法正确的是()A.光波是一种概率波B.光波是一种电磁波C.单色光从光密介质进入光疏介质时,光子的能量改变D.单色光从光密介质进入光疏介质时,光的波长不变考点:光的电磁本性;波长、频率和波速的关系;概率波.专题:光的波粒二象性和物质波专题.。
光电效应练习题(含标准答案)
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光电效应练习题(含答案)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2光电效应规律和光电效应方程一、选择题1.下列关于光电效应实验结论的说法正确的是()A.对于某种金属,无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.对于某种金属,无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C.对于某种金属,超过极限频率的入射光强度越大,所产生的光电子的最大初动能就越大D.对于某种金属,发生光电效应所产生的光电子,最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度、光照时间无关,所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应,故A正确,B错误.根据光电效应方程E k=hν-W0,可知入射光的频率大于极限频率时,频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光强度无关,故C错误.根据光电效应方程E k=hν-W0,可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系,故D错误.2.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是()A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大【解析】选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A正确;光电效应是否发生取决于照射光的频率,而与照射强度无关,故选项B错误;用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C错误;根据hν-W0=21mv2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D正确.3.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开了一个角度,如图所示,这时()A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电3【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应,锌板上有电子逸出,锌板带正电,验电器指针也带正电,故B正确4.关于光电效应有如下几种叙述,其中叙述正确的是()A.金属的逸出功与入射光的频率成正比B.饱和光电流与入射光强度有关C.用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大D.光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于金属本身,故A错误;逸出的光电子数与入射光的强度有关,即饱和光电流与入射光的强度有关,故B正确;由光电效应方程E k=hν-W0 可知,入射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,红外线的频率小于可见光的频率,所以用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能较小,C错误;光电效应几乎是瞬时发生的,D正确.5.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为(h为普朗克常量)()A.hν B.21NhνC.NhνD.2Nhν【解析】选C. 据光子说可知,光子能量与频率有关,一个光子能量为ε=hν( h为普朗克常量),N个光子的能量为Nhν,所以选项C 正确.6.用绿光照射一光电管,产生了光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加,下列做法可取的是()A.改用红光照射B.增大绿光的强度C.增大光电管上的加速电压D.改用紫光照射【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν=W0+21mv2,在逸出功一定时,只有增大光的频率,才能增加最大初动能,与光的强度无关,D对.7.在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的()A.频率B.强度C.照射时间D.光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k=hν-W0 可知:Ek只4与频率ν有关,故选项B、C、D错误,选项A正确8.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应现象.对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是()A.单位时间内逸出的光电子数B.反向截止电压C.饱和光电流D.光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定,所以可能相同,故A、C错误;用同一种单色光照射,光电子的能量相同,不同金属的逸出功不同,根据光电效应方程E k=hν-W0 可得光电子的最大初动能一定不同,D正确;再根据E k =eU c知,反向截止电压一定不同,B正确9.研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中,正确的是()【解析】选C. 虽然入射光强度不同,但光的频率相同,所以遏止电压相同;又因当入射光强时,单位时间逸出的光电子多,饱和光电流大,所以选C.10.在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb。
光电效应练习题(含答案)
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光电效应规律和光电效应方程一、选择题1.下列关于光电效应实验结论的说法正确的是( ) A .对于某种金属,无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B .对于某种金属,无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C .对于某种金属,超过极限频率的入射光强度越大,所产生的光电子的最大初动能就越大D .对于某种金属,发生光电效应所产生的光电子,最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度、光照时间无关,所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应,故A 正确,B 错误.根据光电效应方程E k =hν-W 0,可知入射光的频率大于极限频率时,频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光强度无关,故C 错误.根据光电效应方程E k =hν-W 0,可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系,故D 错误.2.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( ) A .增大入射光的强度,光电流增大 B .减小入射光的强度,光电效应现象消失C .改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D .改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大 【解析】选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A 正确;光电效应是否发生取决于照射光的频率,而与照射强度无关,故选项B 错误;用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C 错误;根据hν-W 0=21mv 2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D 正确.3.在演示光电效应的实验中,原来不相连,用弧光灯照射锌板时,验电器图所示,这时( )A .锌板带正电,指针带负电B .C .锌板带负电,指针带正电 D【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光锌板带正电,验电器指针也带正电,4.关于光电效应有如下几种叙述,A .金属的逸出功与入射光的频率成B .饱和光电流与入射光强度有关C .用不可见光照射金属一定比可见大初动能要大D .光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于光电子数与入射光的强度有关,即饱故B 正确;由光电效应方程E k =hν-光电子的最大初动能越大,红外线的用红外线照射金属产生的光电子的最效应几乎是瞬时发生的,D 正确.5.硅光电池是利用光电效应将光辐个频率为ν的光子打在光电池极板上朗克常量)( ) A .h ν B.21Nhν C .Nhν 【解析】选C. 据光子说可知,光子量为ε=hν ( h 为普朗克常量),N 个光正确.6.用绿光照射一光电管,产生了光电时的最大初动能增加,下列做法可取A .改用红光照射B .增大绿光C .增大光电管上的加速电压 D【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν=W 0+21mv 2,在逸出功一定时,只 有增大光的频率,才能增加最大初动能,与光的强度无关,D 对.7.在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的( ) A .频率 B .强度 C .照射时间 D .光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k =hν-W 0 可知:Ek 只与频率ν有关,故选项B 、C 、D 错误,选项A 正确8.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应现象.对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是( )A .单位时间内逸出的光电子数B .反向截止电压C .饱和光电流D .光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定,所以可能相同,故A 、C 错误;用同一种单色光照射,光电子的能量相同,不同金属的逸出功不同,根据光电效应方程E k =hν-W 0 可得光电子的最大初动能一定不同,D 正确;再根据E k =eU c 知,反向截止电压一定不同,B 正确9.研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中,正确的是( )【解析】选C. 虽然入射光强度不同,但光的频率相同,所以遏止电压相同;又因当入射光强时,单位时间逸出的光电子多,饱和光电流大,所以选C.10.在光电效应实验中,分别用频率为νa 、νb 的单色光a 、b 照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E ka 和E kb 。
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黑体辐射和能量子的理解一、基础知识1、能量子(1)普朗克认为,带电微粒辐射或者吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子.(2)能量子的大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量.h=6.63×10-34 J·s.2、光子说:(1)定义:爱因斯坦提出的大胆假设。
内容是:空间传播的光的能量是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子.光子的能量为ε=hν,其中h是普朗克常量,其值为6.63×10-34 J·s.二、练习1、下列可以被电场加速的是( B)A.光子B.光电子C.X射线D.无线电波2、关于光的本性,下列说法中不正确的是(B )A.光电效应反映光的粒子性B.光子的能量由光的强度所决定C.光子的能量与光的频率成正比D.光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子对光电效应实验的理解一、基础知识(用光电管研究光电效应的规律)1、常见电路(如图所示)2、两条线索(1)通过频率分析:光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大.(2)通过光的强度分析:入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大.3、遏止电压与截止频率(1)遏止电压:使光电流减小到零的反向电压U c.(2)截止频率:能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率).不同的金属对应着不同的极限频率.(3)逸出功:电子从金属中逸出所需做功的最小值,叫做该金属的逸出功.二、练习1、如图所示,当开关S断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上开关,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零.(1)求此时光电子的最大初动能的大小;(2)求该阴极材料的逸出功.答案(1)0.6 eV (2)1.9 eV解析设用光子能量为2.5 eV的光照射时,光电子的最大初动能为E km,阴极材料逸出功为W0当反向电压达到U0=0.60 V以后,具有最大初动能的光电子达不到阳极,因此eU0=E km由光电效应方程知E km=hν-W0由以上二式得E km=0.6 eV,W0=1.9 eV.2、如图所示是光电管的原理图,已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时,电路中有光电流,则(说明:右侧为正极) ( )A.若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流B.若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时,电路中一定有光电流C.增加电路中电源电压,电路中光电流一定增大D.若将电源极性反接,电路中一定没有光电流产生答案 B解析用波长为λ0的光照射阴极K,电路中有光电流,说明入射光的频率ν=cλ0大于金属的极限频率,换用波长为λ1的光照射阴极K,因为λ1>λ0,根据ν=cλ可知,波长为λ1的光的频率不一定大于金属的极限频率,因此不一定能发生光电效应现象,A错误;同理可以判断,B正确;光电流的大小与入射光的强度有关,在一定频率与强度的光照射下,光电流与电压之间的关系为:开始时,光电流随电压U的增加而增大,当U增大到一定程度时,光电流达到饱和值,这时即使再增大U,在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动,光电流也就不会再增加,即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流,增大电源电压,若光电流达到饱和值,则光电流也不会增大,C错误;将电源极性反接,若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功,电路中仍有光电流产生,D错误.3、(双选)如图所示, 在研究光电效应的实验中, 发现用一定频率的A单色光照射光电管时, 电流表指针会发生偏转, 而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应( AC )A. A光的频率大于B光的频率B. B光的频率大于A光的频率C. 用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向bD. 用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a4、如图所示,当电键K断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零。
合上电键K,调节滑线变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零。
由此可知阴极材料的逸出功为(A)A.1.9eV B.0.6eVC.2.5eV D.3.1eV5、2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图象传感器.他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理.如图3所示电路可研究光电效应规律.图中标有A和K的为光电管,其中K为阴极,A为阳极.理想电流计可检测通过光电管的电流,理想电压表用来指示光电管两端的电压.现接通电源,用光子能量为10.5 eV的光照射阴极K,电流计中有示数;若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为6.0 V;现保持滑片P位置不变,光电管阴极材料的逸出功为________,若增大入射光的强度,电流计的读数________(选填“为零”或“不为零”).(说明:左侧为正极)答案 4.5 eV 为零解析根据当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为U=6.0 V,由动能定理得eU=E k;由爱因斯坦光电效应方程有E k=E-W0,解得光电管阴极材料的逸出功为W0=4.5 eV;若增大入射光的强度,电流计的读数仍为零.6、(2010·江苏单科·12C(1))研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中,正确的是________.解析由于光的频率相同,所以对应的反向截止电压相同,选项A、B错误;发生光电效应时,在同样的加速电压下,光强度越大,逸出的光电子数目越多,形成的光电流越大,所以选项C正确,D错误.答案 C7、(2010·浙江理综·16)在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示.则可判断出( )A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能答案 B解析由题图可知,甲、乙两光对应的反向截止电压均为U c2,由爱因斯坦光电效应方程E km=hν-W0及-eU c2=0-E km可知甲、乙两光频率相同,且均小于丙光频率,选项A、C均错;甲光频率小,则甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能,选项D错误;乙光频率小于丙光频率,故乙光的波长大于丙光的波长,选项B正确.8、(2010·天津理综·8)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示.则这两种光( )A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大答案BC解析由题图知,E km a<E km b,故选项A错误;对同一光电管,由光电效应方程E km=hν-W0,知νa<νb,由sin C=1n知,C a>C b,故选项B正确;由Δx=ldλ及λ=cν知,频率越小,波长越长,间距越大,即Δx a>Δx b,故选项C正确;因νa<νb,所以通过三棱镜时,b的偏折程度大,故选项D错误对光电效应规律的理解一、基础知识1、光电效应现象光电效应:在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象,叫做光电效应,发射出来的电子叫做光电子.2、光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率.(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光的频率增大而增大.(3)光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的.(4)光电流的强度与入射光的强度成正比.二、练习1、关于光电效应的规律,下列说法中正确的是( )A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长,光电效应才能产生B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C.发生光电效应的反应时间一般都大于10-7 sD.发生光电效应时,单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比答案 D解析由ε=hν=h cλ知,当入射光波长小于金属的极限波长时,发生光电效应,故A错.由E k=hν-W0知,最大初动能由入射光频率决定,与入射光强度无关,故B错.发生光电效应的时间一般不超过10-9 s,故C错.2、用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使该金属产生光电效应的措施是( C )A .改用频率更小的紫光照射B .改用强度更大的原紫外线照射C .改用X 射线照射D .延长原紫外线的照射时间3、关于光电效应,下列说法正确的是( A )A .极限频率越大的金属材料逸出功越大B .只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C .从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小D .入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多4、光电效应的实验结论是:对于某种金属 ( )A .无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B .无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C .超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小D .超过极限频率的入射光频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大答案 AD解析 根据光电效应规律可知,选项A 正确;根据光电效应方程h ν=12mv 2max +W 0知,频率ν越高,初动能就越大,选项D 正确.5、 (双选)光电效应实验中, 下列表述正确的是(CD )A. 光照时间越长光电流越大B. 入射光足够强就可以有光电流C. 遏止电压与入射光的频率有关D. 入射光频率大于极限频率才能产生光电子6、入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,下列说法中正确的是 ( )A .有可能不发生光电效应B.从光照射到金属表面上至发射出光电子之间的时间间隔将明显增加C.逸出的光电子的最大初动能将减小D.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少答案 D解析由光电效应方程E k=hν-W0可知,光电子的最大初动能只与入射光的频率有关,与光强没有关系,但入射光的强度减弱,单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少,选项A、C错,D对;光电效应具有瞬时性,B错.7、入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,则( )A.从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D.有可能不发生光电效应答案 C解析光电效应瞬时(10-9 s)发生,与光强无关,A错;能否发生光电效应,只取决于入射光的频率是否大于极限频率,与光强无关,D错;对于某种特定金属,光电子的最大初动能只与入射光频率有关,入射光频率越大,最大初动能越大,B错;光电子数目多少与入射光强度有关(可理解为一个光子能打出一个电子),光强减弱,逸出的电子数目减少,C对.8、用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率不变,而减弱光的强度,则( ) A.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变B.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小C.逸出的光电子数不变,光电子的最大初动能减小D.光的强度减弱到某一数值,就没有光电子逸出了答案 A解析光的频率不变,表示光子能量不变,仍会有光电子从该金属表面逸出,逸出的光电子的最大初动能也不变;而减弱光的强度,逸出的光电子数就会减少,选项A正确.9、(双选)一金属表面,爱绿光照射时发射出电子,受黄光照射时无电子发射.下列有色光照射到这金属表面上时会引起光电子发射的是(BD )A.橙光B.紫光C.红光D.蓝光10、对光电效应的理解正确的是( )A.金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子,当它积累的动能足够大时,就能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功,便不能发生光电效应C.发生光电效应时,入射光越强,光子的能量就越大,光电子的最大初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不相同的,因此使不同金属产生光电效应,入射光的最低频率也不同答案BD解析按照爱因斯坦的光子说,光子的能量由光的频率决定,与光强无关,入射光的频率越大,发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大.但要使电子离开金属,须使电子具有足够的动能,而电子增加的动能只能来源于入射光的光子能量,且电子只能吸收一个光子,不能吸收多个光子.电子从金属逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小.综上所述,选项B、D正确.对光电效应方程的考查一、基础知识 光电效应方程1、根据能量守恒定律,光电子的最大初动能跟入射光子的能量hv 和逸出功W 0的关系为: 爱因斯坦光电效应方程 0221W mv h m +=ν ;2、遏止电压U 0与光电子最大初动能的关系 2210m mv eU =二、练习1、入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱而频率保持不变,则(C)A .从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B .逸出的光电子的最大初动能将减小C .单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D .有可能不发生光电效应2、1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年,这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文,其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象.关于光电效应,下列说法正确的是( )A .当入射光的频率低于极限频率时,不能发生光电效应B .光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C .光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D .某单色光照射一金属时不发生光电效应,改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应解析 根据光电效应现象的实验规律,只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应,故A 、D 正确.根据光电效应方程,最大初动能与入射光频率为线性关系,但非正比关系,B 错误;根据光电效应现象的实验规律,光电子的最大初动能与入射光强度无关,C 错误.答案AD3、下列关于光电效应的陈述中,正确的是( D )A.金属的逸出功与入射光的频率成正比B.光电流强度与入射光强度无关C.用不可见光照射金属一定比用可见光照同种金属产生的光电子最大初动能大D.对任何一种金属,都有一个“最大波长”,入射光的波长必须小于这个波长才能产生光电效应4、用绿光照射一光电管能产生光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大就应( C )A.改用红光照射B.增大绿光的强度C.改用紫光照射D.增大光电管上的加速电压5、(双选)用频率为ν1的单色光照射某种金属表面,发生了光电效应现象.现改为频率为ν2的另一单色光照射该金属表面,下面说法正确的是( AC )A.如果ν2>ν1,能够发生光电效应B.如果ν2<ν1,不能够发生光电效应C.如果ν2>ν1,逸出光电子的最大初动能增大D.如果ν2>ν1,逸出光电子的最大初动能不受影响6、(双选)发生光电效应时,若保持入射光强度不变,而增大入射光的波长,则( BD )A.光电流强度减小,光电子的最大初动能不变B.光电流强度不变,光电子的最大初动能减小C.光电流强度减小,光电子的最大初动能减小D.光的波长增大到一定程度后,就不能发生光电效应7、频率为ν的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为E km.改用频率为2ν的光照射同一金属,所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)( C )A .E km -h νB .2E kmC. E km +h νD. E km +2h ν8、(双选)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0,则(AB )A .当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,一定能产生光电子B .当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为h ν0C .当照射光的频率ν大于ν0时,若ν增大,则逸出功增大D .当照射光的频率ν大于ν0时,若ν增大一倍,则光电子的最大初动能也增大一倍 9、(双选)用一束绿光照射某金属,恰能产生光电效应,现在把入射光的条件改变,再照射这种金属.下列说法正确的是( BD ) A .把这束绿光遮住一半,则可能不产生光电效应 B .把这束绿光遮住一半,则逸出的光电子数将减少 C .若改用一束黄光照射,则逸出的光电子数将减少D .若改用一束蓝光照射,则逸出光电子的最大初动能将增大 10、(2012·四川理综·18)a 、b 两种单色光组成的光束从介质进入空气时,其折射光束如图所示.用a 、b 两束光( )A .先后照射双缝干涉实验装置,在缝后屏上都能出现干涉条纹,由此确定光是横波B .先后照射某金属,a 光照射时恰能逸出光电子,则b 光照射时也能逸出光电子C .从同一介质以相同方向射向空气,其界面为平面,若b 光不能进入空气,则a 光也不能进入空气D .从同一介质以相同方向射向空气,其界面为平面,a 光的反射角比b 光的反射角大 答案 C解析 光的干涉说明光是一种波,光的偏振说明光是横波,选项A 错误.由题图可知,光束a 的折射角r a 大于光束b 的折射角r b .根据n =sin rsin i,知两束光的折射率n a >n b ,频率νa>νb,因此a光照射金属时恰能逸出光电子,b光照射时则不能逸出光电子,选项B错误.根据临界角公式sin C=1n知两束光的临界角C a<C b,因此入射角相同时b光发生全反射,a光也一定发生全反射,选项C正确.根据反射定律,反射角总等于入射角,所以两束光以相同的入射角射到界面上时,两束光的反射角相等,选项D错误.11、用波长为2.0×10-7 m的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10-19 J.由此可知,钨的极限频率是(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s,结果取两位有效数字) ( B )A.5.5×1014Hz B.7.9×1014HzC.9.8×1014Hz D.1.2×1015Hz12、硅光电池是利用光电效应原理制成的器件.下列表述正确的是( C )A.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应13、利用光子说对光电效应的解释,下列说法正确的是( )A.金属表面的一个电子只能吸收一个光子B.电子吸收光子后一定能从金属表面逸出,成为光电子C.金属表面的一个电子吸收若干个光子,积累了足够的能量才能从金属表面逸出D.无论光子能量大小如何,电子吸收光子并积累了能量后,总能逸出成为光电子答案 A解析根据光子说,金属的一个电子一次只能吸收一个光子,若所吸收的光子频率大于金属的极限频率,电子逸出金属表面,成为光电子,且光子的吸收是瞬时的,不需要时间的积累,若所吸收的光子能量小于逸出功(光子频率小于金属的极限频率),则电子不能逸出金属表面,不能成为光电子.14、在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用紫外线灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,如图所示,这时( B )A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电15、如图所示,用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板,发现当a光照射时验电器的指针偏转,b光照射时指针未偏转,以下说法正确的是( )A.增大a光的强度,验电器的指针偏角一定减小B.a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C.a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长D.若a光是氢原子从n=4的能级向n=1的能级跃迁时产生的,则b光可能是氢原子从n=5的能级向n=2的能级跃迁时产生的答案CD解析增大a光的强度,从金属板飞出的光电子增多,金属板带电荷量增大,验电器的指针偏角一定增大,选项A错误;a光照射金属板时,光电子从金属板飞出,金属板带正电,验电器的金属小球带正电,选项B错误;经分析,a光在真空中的频率大于b 光在真空中的频率,故a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长,选项C正确;氢原子跃迁,因为|E4-E1|>|E5-E2|,故选项D正确.E k -ν图象的考查一、基础知识1、 爱因斯坦光电效应方程E k =h ν-W 0 h ν:光电子的能量W 0:逸出功,即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功. E k :光电子的最大初动能.2、由E k -ν图象(如图1)可以得到的信息(1)极限频率:图线与ν轴交点的横坐标νc .(2)逸出功:图线与E k 轴交点的纵坐标的值E =W 0. (3)普朗克常量:图线的斜率k =h . 二、练习1、如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象.由图象可知 ( )A .该金属的逸出功等于EB .该金属的逸出功等于h νcC .入射光的频率为2νc 时,产生的光电子的最大初动能为ED .入射光的频率为νc 2时,产生的光电子的最大初动能为E2答案 ABC解析 由题图并结合E k =h ν-W 0得,E k =h ν-E ,故逸出功W 0=E ,故选项A 对;当E k =0时,ν=νc ,故E =h νc ,故选项B 对;ν=2νc 时,可得出E k =E ,故选项C 对;当入射光的频率为νc2时,不发生光电效应,故选项D 错.2、如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27,与纵轴交点坐标为0.5).由图可知( )A.该金属的截止频率为4.27×1014 HzB.该金属的截止频率为5.5×1014 HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为0.5 eV解析图线在横轴上的截距为截止频率,A正确,B错误;由光电效应方程E k=hν-W0可知图线的斜率为普朗克常量,C正确;金属的逸出功为W0=hνc=6.63×10-34×4.27×1014eV=1.77 eV,D错误.1.6×10-19答案AC光电效应方程简单的计算1、已知锌的逸出功为3.34 eV ,用某单色紫外线照射锌板时,逸出光电子的最大速度为106 m/s ,求该紫外线的波长λ(电子质量m e =9.11×10-31 kg ,普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s,1 eV =1.60×10-19 J).答案 2.01×10-7 m解析 根据爱因斯坦光电效应方程hcλ=W 0+12m e v 2所以λ=2.01×10-7 m.2、下表给出了一些金属材料的逸出功.(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s)( )A.2种B.3种C.4种D.5种答案 A解析要发生光电效应,则入射光的能量必须大于金属的逸出功,由题可算出波长为400 nm的光的能量为E=hν=h cλ=6.63×10-34×3.0×108400×10-9J=4.97×10-19 J,大于铯和钙的逸出功.所以A选项正确.3、紫光在真空中的波长为4.5×10-7 m,问:(1)紫光光子的能量是多少?(2)用它照射极限频率为ν0=4.62×1014 Hz的金属钾能否产生光电效应?若能产生,则光电子的最大初动能为多少?(h=6.63×10-34 J·s)答案(1)4.42×10-19 J (2)能 1.36×10-19 J解析(1)E=hν=h cλ=4.42×10-19 J(2)ν=cλ=6.67×1014 Hz,因为ν>ν0,所以能产生光电效应.光电子的最大初动能为E km=hν-W0=h(ν-ν0)=1.36×10-19 J.。