高中物理 17.2 光的粒子性活页规范训练 新人教版选修3-5

光的粒子性考查知识点及角度难度及题号基础中档稍难光电效应的现象及规律1、5、62、3、4光电效应方程的应用7、89、10、11综合提升1213、14知识点一光电效应的现象及规律1．当用一束紫外线照射装置在原不带电的验电器金属球上的锌板时，发生了光电效应，这时发生的现象是()．A．验电器内的金属箔带正电B．有电子从锌板上飞出来C．有正离子从锌板上飞出来D．锌板吸收空气中的正离子答案AB2．下列用光子说解释光电效应规律的说法中，正确的有()．A．存在极限频率是因为各种金属都有一定的逸出功B．光的频率越高，电子得到光子的能量越大，克服逸出功后飞离金属的最大初动能越大C．电子吸收光子的能量后动能立即增加，成为光电子不需要时间D．光的强度越大，单位时间内入射光子数越多，光电子数越多，光电流越大解析由于各种金属有一定的逸出功，因此光照射金属时电子不一定逸出，所以存在极限频率，A选项正确；光的频率越高，电子得到的光子的能量越大，克服逸出功后飞离金属的最大初动能越大，B选项正确；电子吸收光子的能量后动能立即增大，因而成为光电子不需要时间，C选项正确；产生光电效应后，光的强度越大，产生光电效应的电子越多，逸出的光电子也就越多，D选项正确．答案ABCD3．关于光电效应，下列说法正确的是()．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．从金属表面逸出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解析因为金属材料的逸出功W0＝hν0，所以A项正确；因为金属材料存在极限频率，所以B项错；光电子的最大初动能跟入射光的频率有关，所以C项错；当发生光电效应后，单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比，D项错．答案A4．一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是()．A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能增加C．若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应D．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加解析光电效应的规律表明：入射光的频率决定是否发生光电效应以及发生光电效应时逸出的光电子的最大初动能的大小．当入射光的频率增加后，逸出的光电子的最大初动能也增加，又紫光的频率高于绿光的频率．而增加光的照射强度，会使单位时间内逸出的光电子数增加．故正确选项有A、D.答案AD5．某金属的逸出功为2.3eV，这意味着()．A．这种金属内部的电子克服原子核引力做2.3eV的功即可脱离表面B．这种金属表层的电子克服原子核引力做2.3eV的功即可脱离表面C．要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量必须大于2.3eVD．这种金属受到光照时若有电子逸出，则电子离开金属表面时的动能至少等于2.3eV解析逸出功指原子的最外层电子脱离原子核克服引力做的功，选B、C.答案BC图17－2－76．如图17－2－7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，则()．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的电流方向是由a流向bD．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由b流向a解析根据产生光电效应的条件可知选项A正确、B错误；电流的方向与正电荷的移动方向相同，与负电荷移动的方向相反，故选项C正确、D错误．答案AC知识点二光电效应方程的应用7．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．改用紫光照射解析由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋eq\f(1,2)mv2，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．答案D8．(·上海卷，1)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．光子数目解析由爱因斯坦光电效应方程Ek＝kν－W0可知，Ek只与频率ν有关，故选项B、C、D错，选项A正确．答案A9．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，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3.28eV，锌的逸出功是3.24eV，若将二者的图线画在同一个Ek－ν坐标图中，用实线表示钨、虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是()．解析依据光电效应方程Ek＝hν－W可知，Ek－ν图线的斜率代表了普朗克常量h，因此钨和锌的Ek－ν图线应该平行．图线的横截距代表了极限频率ν0，而ν0＝eq\f(W,h)，因此钨的ν0大些．综上所述，B图正确．答案B10．(·新课标全国)在光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.答案eq\f(hc,λ0)eq\f(hc,e)×eq\f(λ0－λ,λ0λ)11．已知金属铯的极限波长为0.66μm，用0.50μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳？铯金属的逸出功为多少焦耳？解析铯的逸出功为W0＝hν0＝heq\f(c,λ0)将c＝3×108m/s，h＝6.63×10－34J·s，λ0＝0.66×10－6m代入上式可得W根据光电效应方程：Ek＝hν－W0＝heq\f(c,λ)－W0＝6.63×10－34×eq\f(3×108,0.50×10－6)J－3×10－19J＝9.8×10－20J.答案9.8×10－20J3×10－19J12．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17-()．图17A．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解析由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，遏止电压相同，因而频率相同，A项错误；丙光对应的遏止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C、D均错，只有B项正确．答案D13．用同一频率的光照射到甲、乙两种不同的金属上，它们释放的光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比为R甲∶R乙＝3∶1，则下述说法中正确的是()．A．两种金属的逸出功之比为3∶1B．两种光电子的速度大小之比为3∶1C．两种金属的逸出功之比为1∶3D．两种光电子的动量大小之比为3∶1解析电子在磁场中做匀速圆周运动，由evB＝meq\f(v2,R)得R＝eq\f(mv,eB)，动量大小和速度大小均和环绕半径成正比，B、D对；光电子的最大初动能之比为9∶1，由爱因斯坦的光电效应方程可得：金属的逸出功W＝hν－eq\f(1,2)mv2，所以两种金属的逸出功的比值不确定，故选B、D.答案BD图17－2－914．如图17－2－9所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.6V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.6V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为()．A．1.9eVB．0.6eVC．2.5eVD．3.1eV解析设用光子能量为2.5eV的光照射时，