2、(1995·全国·6)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
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1、 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
( )
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】用绿光照射光电管时,能发生光电效应,说明绿光光子的能量大于该金属的逸出功。现在要增大逸出的光电子的最大初动能,必须增大照射光光子的能量。由于红光的光子能量小(红νh 小),紫光的光子能量大(紫νh 大)才行,选项D 正确。增大绿光的强度只能增加光电子的个数,选项B 不正确。光电子逸出时的初动能与加速电压无关,选项C 不正确。
【答案】: D
2、(1995·全国·6)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】锌板受弧光灯照射,吸收紫外线的光子,发生
光电效应,放射出光电子。锌板原来是电中性的,放出光电子后显正电性,带正电,验电器与锌板连在一起,带正电,故B 对。
【答案】: B
3、用频率和强度都一定的某单色光照射某一金属表面时,刚好能产生光电效应。单位时间内从这金属表面飞出的光电子数为n ,则( )
A 、 改用频率加倍而强度减半的另一单色光照射这种金属表面时,也能发生光电效应,单位
时间内飞出的光电子数为2n
B 、 改用频率加倍而强度减半的另一单色光照射这种金属表面时,也能发生光电效应,单位
时间内飞出的光电子数为n/2
C 、 改用频率减半而强度加倍的另一单色光照射这种金属表面时,也能发生光电效应,单位
时间内飞出的光电子数为2n
D 、 改用频率和强度加倍的另一单色光照射这种金属表面时,也能发生光电效应,单位时间
内飞出的光电子数为2n
【解析】由光电效应的知识可得,发生光电效应时,单位时间
内逸出的电子数由入射光的强度决定,光电流强度与入射光的
强度成正比。而与入射光的频率无关。故选B 、D
【答案】B 、D
4、如图所示为光电管工作原理图,当有波长(均指真空中的
波长,下同)为λ的光照射阴极K 时,电路中有光电流,则
( )
A 、 换用波长为1λ(λλ>1)的光照射阴极K 时,电路中一
定没有电流
B 、 换用波长为2λ(λλ<2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,电路中的光电流一定增大
D 、 将电路中电源的极性反接,电路中一定没有光电流
【解析】本题的A 、B 选项考核我们极限波长的的概念,C 、D 选项考核我们光电流的概念。初学者往往根据欧姆定律,误认为电压为零或与电压成正比而错选C 。也有同学误认为电压为零或相反时光电流一定为零。根据图示装置,理解光电流形成的物理过程是解答本题的关键。光电流强度取决于单位时间内到达阳极A 的电子数n ,即t
ne I =。灵活运用带电粒子在电场中运动的知识有助于我们正确拒绝D 选项。光电子射出阴极K 时具有一定初动能,即使电路中电源电压为零,仍有部分光电子到达阳极A 形成光电流。
解答过程:波长为的光照射阴极K 时,电路中有光电流,说明该波的频率大于阴极金属的极限频率,即0λλ<(0λ为该金属的极限波长)λλ>1。,但仍可能小于0λ,所以,换 用波长为1λ的光照射阴极K 时,电路中不一定没有光电流。λλ<2,则02λλ<,所以,换用波长为2λ的光照射阴极K 时,电路中一定有光电流。
当电路中电源的端电压足够大时,阴极K 逸出的光电子都被吸引到阳极A ,此时再增大电压,光电流也不再增大,这时电流叫饱合电流。欲增大饱合电流,必须增强入射光的强度。所以,增加电路中电源的端电压,电路中的光电流不一定增大。
由于从阴极逸出的的光电子有一定的初动能,所以,端电压为零时,仍会有部分光电子到达阳极A ,从而在电路中形成一定的光电流。欲使光电流为零,必须在电路中加一反向电压,
以阻止光电子到达阳极A ,且只有当反向电压g U 满足e
mv U m g 221≥时,具有最大初动能的光电子也不能到达阳极,此时光电子才为零。综上所述,本题应选B 选项。
【答案】B
5、下列关于光的波粒二象性的说法中,正确的是( )
A 、 有的光是波,有的光是粒子
B 、 光子与电子是同样的一种粒子
C 、 光的波长越长,其波动性越显著;波长越短,其粒子性越显著
D 、 大量光子的行为往往显示出粒子性
【解析】(1)具有波粒二象性,光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性,光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性,所以,不能说有的光是波,有的光是粒子。(2)虽然光子与电子都是微观粒子,都具有波粒二象性,但电子是实物粒子,有静止质量,光子不是实物粒子,没有静止质量,电子是以实物形式存在的物质,光子是以场的形式存在的物质,所以,不能说光子与电子是同样的一种粒子。(3)光的波粒二象性的理论和实验表明,大量光子的行为表现出波动性,个别光子的行为表现出粒子性。光的波长越长,衍射性越好,即波动性越显著,光的波长越短,光子能量越大,粒子性就越显著。所以,本题应选C
【答案】C
6、已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103J ,其中
可见光部分约占4.5%。假设可见光的波长均为0.55μm ,普朗克常数h=6.6×10-34J·s -1,
由此可估算出太阳每秒钟辐射的可见光的光子数约为___________个。(只要求两位有效数字)