高二物理選修3-5第十七章波粒二象性 第二節(jié) 光的粒子性 每課一練教師版

1、.第十七章 波粒二象性第二節(jié) 光的粒子性 每課一練班別 姓名 學(xué)號(hào) 1分別用波長(zhǎng)為和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，那么此金屬板的逸出功為A.B.C. D.2光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)和康普頓實(shí)驗(yàn)都證明了光具有_填“粒子性或“波動(dòng)性甲圖中金屬片張開(kāi)是因?yàn)轵?yàn)電器帶_填“正或“負(fù)電，假設(shè)改用強(qiáng)度較弱的紫外線照射鋅板_填“能或“不能使金屬片張開(kāi)；乙圖中1_填“>“<或“3.小明用金屬銣為陰極的光電管觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示。普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。1圖甲中電極A為光電管的選

2、填“陰極或“陽(yáng)極; 2實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率之間的關(guān)系如圖乙所示，那么銣的截止頻率c=Hz，逸出功W0=J; 3假如實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率=7.00×1014 Hz，那么產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek=J。 4如下圖，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 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0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。1求此光陰電子的最大初動(dòng)能的大小。2求該陰極材料的逸出功。5如下圖，陰極K用極限波長(zhǎng)00.66m的金屬銫制成，用波

3、長(zhǎng)0.50m的綠光照射陰極K，調(diào)整兩個(gè)極板電壓，當(dāng)A板電壓比陰極高出2.5V時(shí)，光電流到達(dá)飽和，電流表示數(shù)為0.64A，求：1每秒陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能。2假如把照射陰極綠光的光強(qiáng)增大為原來(lái)的2倍，每秒陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極的最大初動(dòng)能。6用頻率為v但強(qiáng)度不同的甲乙兩種光做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系如下圖，由圖可知，_選填甲或乙光的強(qiáng)度大，普朗克常量為h，被照射金屬的逸出功為W0那么光電子的最大初動(dòng)能為_(kāi)。7鈣和鉀的截止極限頻率分別為7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生了光電效

4、應(yīng)。用W表示金屬中的電子抑制金屬的逸出功，那么有W鈣_W鉀；用Ek表示從金屬外表逸出的光電子的最大初動(dòng)能，那么有Ek鈣_Ek鉀。選填“>、“<或“=8在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏制電壓u0與入射光的頻率v的關(guān)系如下圖，假設(shè)該直線的斜率為k、橫截距為b，電子電荷量的絕對(duì)值為e，那么普朗克常量可表示為_(kāi)，所用材料的逸出功可表示為_(kāi)。9如下圖，一靜電計(jì)與鋅板相連，在A處用一紫外燈照射鋅板，關(guān)燈后，指針保持一定偏角。a此時(shí)鋅板帶正電，靜電計(jì)帶_電填“正或“負(fù)；b使靜電計(jì)指針回到零，再用一樣強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，靜電計(jì)指針無(wú)偏轉(zhuǎn)。此時(shí)假如增大入射黃光的照射強(qiáng)度，那么可觀察到靜電計(jì)指

5、針_填“有或“無(wú)偏轉(zhuǎn)。10如下圖是做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置簡(jiǎn)圖在抽成真空的玻璃管內(nèi)，K為陰極用金屬銫制成，發(fā)生光電效應(yīng)的逸出功為1.9 eV，A為陽(yáng)極。在a、b間不接任何電源，用頻率為高于銫的極限頻率的單色光照射陰極K，會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表指針有偏轉(zhuǎn)。這時(shí)，假設(shè)在a、b間接入直流電源，a接正極，b接負(fù)極，并使a、b間電壓從零開(kāi)場(chǎng)逐漸增大，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)增大到2.1 V時(shí)，電流表的示數(shù)剛好減小到零。求：1a、b間未接直流電源時(shí)，通過(guò)電流表的電流方向；2從陰極K發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能Ek是多少焦？3入射單色光的頻率是多少？112019·新課標(biāo)全國(guó)卷在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為a、b的單色光a

6、、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A假設(shè)a>b，那么一定有Ua<UbB假設(shè)a>b，那么一定有Eka>EkbC假設(shè)Ua<Ub，那么一定有Eka<EkbD假設(shè)a>b，那么一定有haEka>hbEkb122019·全國(guó)新課標(biāo)卷現(xiàn)用某一光電管進(jìn)展光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B入射光的頻率變高，飽和光電流變大C入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能

7、變大D保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生E遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)1. 【答案】A【解析】由光電效應(yīng)方程Ek1W0.Ek2W0，又因?yàn)镋k22Ek1.聯(lián)立解得W.2. 【答案】粒子性正能>【解析】光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)和康普頓實(shí)驗(yàn)都證明了光具有粒子性；圖甲中金屬片張開(kāi)是因?yàn)轵?yàn)電器帶正電；假設(shè)改用強(qiáng)度較弱的紫外線照射鋅板一定能使驗(yàn)電器張開(kāi)；圖乙中h1>h，所以1>.3. 【答案】1陽(yáng)極25.15×10143.41×10-1931.23×10-19【解析】1在光電效應(yīng)中，電子向A極運(yùn)動(dòng)，故電極A為光電管的陽(yáng)

8、極。2由題圖可知，銣的截止頻率c為5.15×1014 Hz，逸出功W0=hc=6.63×10-34×5.15×1014 J3.41×10-19 J。3當(dāng)入射光的頻率為=7.00×1014 Hz時(shí)，由Ekm=h-hc得，光電子的最大初動(dòng)能為Ekm=6.63×10-34×7.00-5.15×1014 J1.23×10-19 J。4 【答案】10.6 eV21.9 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Ek，陰極材料逸出功為W0。當(dāng)反向電壓到達(dá)U0.60 V以后，具有最

9、大初動(dòng)能的光電子達(dá)不到陽(yáng)極，因此eUEk由光電效應(yīng)方程：EkhW0由以上二式：Ek0.6 eV，W01.9 eV。5. 【答案】14.0×1012個(gè)9.6×1020J28×1012個(gè) 9.6×1020J【解析】飽和電流的值I與每秒內(nèi)陰極發(fā)射的電子數(shù)的關(guān)系是Ine。電子從陰極K飛出的最大初動(dòng)能EkhW，電子從陰極K飛向陽(yáng)極A時(shí)，還會(huì)被電場(chǎng)加速，使其動(dòng)能進(jìn)一步增大。1當(dāng)陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽(yáng)極A時(shí)，光電流到達(dá)飽和，由電流可知每秒到達(dá)陰極的電子數(shù)，即每秒發(fā)射的電子數(shù)。n4.0×1012個(gè)根據(jù)愛(ài)因斯坦光電方程，光電子的最大初動(dòng)能為EkhW6.63&

10、#215;1034×3×108×J9.6×1020J2假如照射光的頻率不變，光強(qiáng)加倍，根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，陰極每秒發(fā)射的光電子數(shù)為n2n8×1012個(gè)。光電子的最大初動(dòng)能仍然是mv29.6×1020J。6甲 hvW0【解析】根據(jù)光的強(qiáng)度越強(qiáng)，那么光電子數(shù)目越多，對(duì)應(yīng)的光電流越大，即可斷定甲光的強(qiáng)度較大；由光電效應(yīng)方程mv2=hvW0，可知，電子的最大初動(dòng)能Ekm=hvW0。7> <【解析】根據(jù)金屬的逸出功W0=hvc，知逸出功與截止頻率成正比，那么W鈣>W鉀；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得：Ek=hvW0，又W0=hv

11、c，聯(lián)立得：Ek=hvhvc，那么得Ek鈣<Ek鉀。8ek keb【解析】根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hvW，任何一種金屬的逸出功W一定，說(shuō)明Ek隨頻率f的變化而變化，且是線性關(guān)系與y=ax+b類(lèi)似，直線的斜率等于普朗克恒量，由于：Ek=eUe所以：eUe=hvW，由圖可得Ue=kb，整理得：h=ek；Ek=hvW，Ek=0時(shí)有hv0W=0，所以逸出功W=keb。9正 無(wú)【解析】1用弧光燈照射鋅板，發(fā)生光電效應(yīng)，發(fā)出光電子，鋅板和驗(yàn)電器帶正電。2使靜電計(jì)指針回到零，再用一樣光照強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅版，靜電計(jì)指針無(wú)偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明了黃色光不能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)；當(dāng)增大入射黃光的照射強(qiáng)度，也不能發(fā)生光電效應(yīng)。故靜電計(jì)的指針不偏轉(zhuǎn)。1017.56 eV 243.44 eV1原子從能級(jí)n=3向n=2躍遷所放出的光子的能量為13.606.04=7.56 eV，當(dāng)光子能量等于逸出功時(shí)，恰好發(fā)生光電效應(yīng)，所以逸出功W0=7.56 eV2從能級(jí)n=4向n=1躍遷所放出的光子能量為54.43.4 eV=51 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程得，最大初動(dòng)能Ekm=hvW0=517.56=43.44 eV11BC【解析】由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，又由動(dòng)能定理有，當(dāng)時(shí)，A錯(cuò)誤，B正確；假設(shè)，那么有，C正確；同