2020年高考回归复习—光学选择之光电效应 包含答案
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专题十二光学熟练利用反射定律、折射定律及光路可逆作光路图.加深对折射率、全反射、临界角概念的理解.并能结合实际,解决问题.同时应注意对物理规律的理解和对物理现象、物理情景和数学几何知识结合的分析能力的培养.物理光学部分应遵循历史发展线索,理解干涉、衍射、偏振等现象,并能解释生活中的相关物理现象.光的偏振、激光这些内容,与生产、生活、现代科技联系密切,应学以致用.知识点一、几何光学的常见现象决定式:n=临界角:sin C=知识点二、光的干涉、衍射和偏振现象出现明暗条纹的条件:路程差Δs=nλ,明条纹;Δs=(n+)λ,暗条纹相邻条纹间距:Δx=λ应用:(1)光干涉法检查平面的平整度(2)在光学镜头上涂增透膜d=λ【特别提醒】(1)光的干涉和衍射现象说明光具有波动性,光的偏振现象说明光是横波.(2)光的干涉条纹和光的衍射条纹的最大区别是研究条纹间距是否均匀,中央条纹和两侧条纹的亮度是否相同.知识点三、光电效应及光的波粒二象性物质波的波长λ=高频考点一、光的折射、全反射例1.(2019·天津卷)某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸。
①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。
A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示,其中实验操作正确的是______。
③该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN'的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,则玻璃的折射率n=______。
(用图中线段的字母表示)【答案】①AD ②D ③AC BD【解析】①采用插针法测定光的折射率的时候,应选定光学表面间距大一些的玻璃砖,这样光路图会更加清晰,减小误差,同时两枚大头针的距离尽量大一些,保证光线的直线度,因此AD正确,光学表面是否平行不影响该实验的准确度,因此B错误,应选用细一点的大头针因此C错误。
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。
高中物理光电效应课后习题答案及解析练习与应用1.在光电效应实验中,如果入射光的波长确定而强度增加,将产生什么结果?如果入射光的频率增加,将产生什么结果?解析:如果入射光的波长确定而强度增加,则光电效应时,单位时间内逸出的光电子会增多(光的频率大于金属极限频率),若原入射光的频率小于金属极限频率,则强度增加时仍不会有光电子逸出。
如果入射光的频率增加,根据E km=hν-W0可知逸出光电子的最大初动能会增大。
2.金属A在一束绿光照射下恰能发生光电效应,现用紫光或红光照射时,能否发生光电效应?紫光照射A、B 两种金属都能发生光电效应时,为什么逸出金属表面的光电子的最大速度大小不同?解析:紫光光子频率大于绿光光子频率,紫光光子能量大于绿光光子能量,红光光子频率小于绿光光子频率,红光光子能量小于绿光光子能量。
因此,用紫光照射时能发生光电效应,用红光照射时不能发生光电效应。
由光电效应方程E k=hν-W0可知,A、B两种金属的截止频率不同,故用同种光照射时,逸出的光电子最大初动能不同,光电子的最大速度大小不同。
3.铝的逸出功是4.2 eV,现在将波长为200 nm 的光照射铝的表面。
1/ 32 / 3(1)求光电子的最大初动能。
(2)求截止电压。
(3)求铝的截止频率。
解析:(1)根据爱因斯坦光电效应方程得:光电子的最大初动能为 Ek=hcλ−W 0=3.3×10-19J(3)当光电子逸出时的动能为零时,再减小照射光的频率便不1015Hz .4.根据图4.2-1所示的电路,利用能够产生光电效应的两种(或多种)频率已知的光来进行实验,怎样测出普朗克常量?根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量,写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。
解析:在此电路的光电管上施加反向电压,用已知频率为ν1的光照射阴极K ,调节电压大小,直到光电管刚好无电流通过,测出此时的遏止电压U 1,用另一已知频率为ν2的光照射,测出遏止电压U 2,根据光电效应方程得:E k1=h ν1-W 0=eU 1,E k2=h ν2-W 0=eU 2,联立两式解得:h==e(U 1−U 2)ν1−ν2。
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 ,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。
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。
专题13 回来基础专题训练——光电效应原子物理1.如图2所示,用导线把验电器与锌板相连接,当用紫外线照耀锌板时,发生的现象是( )图2A.有光子从锌板逸出B.有电子从锌板逸出C.验电器指针张开一个角度D.锌板带负电【解析】选C 用紫外线照耀锌板是能够发生光电效应的,锌板上的电子汲取紫外线的能量从锌板表面逸出,称之为光电子,故A错误,B正确;锌板与验电器相连,带有相同电性的电荷,锌板失去电子应当带正电,且失去电子越多,带正电的电荷量越多,验电器指针张角越大,故C正确,D错误。
2.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10-7sD.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【解析】选D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确定,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10-9s,故C错误;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的强度是成正比的,D正确。
3图3为一真空光电管的应用电路,其金属材料的极限频率为4.5×1014 Hz,则以下推断中正确的是( )图3A .发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B .发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C 用λ=0.5 μm 的光照耀光电管时,电路中有光电流产生D .光照耀时间越长,电路中的电流越大【解析】选C 在光电管中若发生了光电效应,单位时间内放射光电子的数目只与入射光的强度有关,光电流的饱和值只与单位时间内放射光电子的数目有关。
据此可推断A 、D 错误,B 正确;波长λ=0.5 μm的光子的频率ν=c λ=3×1080.5×10-6 Hz =6×1014 Hz >4.5×1014Hz ,可发生光电效应,所以C 正确。
高考回归复习—光学选择之光电效应1.爱因斯坦对于光电效应的解释使人类对于光的本性的认识更加透彻,下列关于光电效应的说法中正确的是( )A .在光电效应中,光电子的最大初动能与入射光强度成正比B .入射光光子能量小于金属逸出功时也可能发生光电效应的C .对于某种金属,只要入射光强度足够大,照射时间足够长,就会发生光电效应D .用频率大于金属的极限频率的入射光照射金属时,光越强,饱和电流越大2.在某次实验中,用频率为ν的一束绿光照射极限频率(也称“截止频率”)为0ν金属时发生了光电效应现象,则下列说法正确的是( ) A .该金属的逸出功为W h ν=B .若改用红光来照射,则一定不能发生光电效应C .若把这束绿光遮住一半,则逸出的光电子最大初动能将减小一半D .在本实验中,调节反向电压可使光电流恰好为零,此电压大小()c 0hU eνν=- 3.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4.如图所示,分别用频率为ν、2ν的光照射某光电管,对应的遏止电压之比为1:3,普朗克常量用h 表示,则( )A.用频率为13ν的光照射该光电管时有光电子逸出B.该光电管的逸出功为12 hνC.用2ν的光照射时逸出光电子的初动能一定大D.加正向电压时,用2ν的光照射时饱和光电流一定大5.关于光电效应,下列说法正确的是()A.光电子的动能越大,光电子形成的电流强度就越大B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C.对于任何一种金属,都存在一个“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D.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属逸出的光电子的初动能大6.关于光电效应,下列说法正确的是()A.光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B.饱和光电流的强度与入射光的强度有关,且随入射光强度的增强而减弱C.金属的逸出功与入射光的频率成正比D.用不可见光照射某金属,不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大7.如图所示,是研究光电效应的电路图,对于某金属用绿光照射时,电流表指针发生偏转.则以下说法正确的是()A.将滑动变阻器滑动片向右移动,电流表的示数一定增大B.如果改用紫光照射该金属时,电流表无示数C.将K极换成逸出功小的金属板,仍用相同的绿光照射时,电流表的示数一定增大D.将电源的正负极调换,仍用相同的绿光照射时,将滑动变阻器滑动片向右移动一些,电流表的读数可能不为零8.频率为ν的入射光照射某金属时发生光电效应现象。
2020高考物理 光电效应专题练习(解析版)1.当用一束紫外线照射锌板时,产生了光电效应,这时 A .锌板带负电B .有正离子从锌板逸出C .有电子从锌板逸出D .锌板会吸附空气中的正离子答案:C解析:当用一束紫外线照射锌板时,产生了光电效应,有电子从锌板逸出,锌板带正电,选项C 正确ABD 错误。
2.在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是 ( ) A .光电效应是瞬时发生的 B .所有金属都存在极限颇率 C .光电流随着入射光增强而变大D .入射光频率越大,光电子最大初动能越大 【答案】C【解析】光具有波粒二象性,即既具有波动性又具有粒子性,光电效应证实了光的粒子性。
因为光子的能量是一份一份的,不能积累,所以光电效应具有瞬时性,这与光的波动性矛盾,A 项错误;同理,因为光子的能量不能积累,所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时,才会发生光电效应,B 项错误;光强增大时,光子数量和能量都增大,所以光电流会增大,这与波动性无关,C 项正确;一个光电子只能吸收一个光子,所以入射光的频率增大,光电子吸收的能量变大,所以最大初动能变大,D 项错误。
3.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. 改变频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应 D .改变频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大 【答案】AD【解析】用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,该用频率较小的光照射时,有可能发生光电效应,选项C 错误;据221mv W h =-逸ν可知增加照射光频率,光电子最大初动能也增大,故选项D 正确;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;光电效应是否产生于照射光频率有关而与照射光强度无关,故选项B 错误。
4.在光电效应试验中,分别用频率为a v ,b v 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a U 和b U 、光电子的最大初动能分别为ka E 和kb E 。
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1.以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是()A.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大。
B.在关于物质波的表达式和中,能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量,波长λ或频率v是描述物质的波动性的典型物理量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.根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小。
E.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来测定年代。
【答案】BDE【解析】紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的数目也随之增大,最大初动能不变,选项A 错误;在关于物质波的表达式和中,能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量,波长λ或频率v是描述物质的波动性的典型物理量,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;根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小,选项D正确;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来测定年代,选项E 正确。
【考点】光电效应;质量亏损;玻尔理论;放射性衰变.2.(6分)在光电效应实验中,两个实验小组分别在各自的实验室,约定用相同频率的单色光,分别照射锌和银的表面,结果都能发生光电效应,如下左图,并记录相关数据。
对于这两组实验,下列判断正确的是不同A.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压UcB.饱和光电流一定不同C.光电子的最大初动能不同D.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同~υ图像(υ为照射光频率,下右图为其中一小组绘制E.分别用不同频率的光照射之后绘制Uc的图像),图像的斜率可能不同【答案】ACD【解析】根据光电效应方程,,可知因为材料不同逸出功不同,所以最大初动能不同,选项A C正确;饱和光电流与入射光的强度有关,不同,由,可知遏止电压Uc因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,饱和光电流不一定不同,选项B错误,D正确;根据光电效应方程,以及,可得,即,因为为定值,所以U~图像的斜率一定相同,选项E错误。
光电效应练习1.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2.太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能.如图所示是测定光电流的电路简图,光电管加正向电压.(1)说出电源和电流表的正、负极.(2)入射光应照射在________极上.(3)若电流表读数是10 μA,则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子数至少是________个.3.用不同频率的光照射某金属产生光电效应,测量金属的遏止电压U c与入射光频率ν,得到U cν图象如图所示,根据图象求出该金属的截止频率νc=________ Hz,普朗克常量h=________ J·s.(已知电子电荷量e=1.6×10-19 C)4.在光电效应实验中,某金属截止频率相应的波长为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.5.爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图所示,其中ν0为极限频率.从图中可以确定的是________.(填选项前的字母)A.逸出功与ν有关B.E km与入射光强度成正比C.当ν<ν0时,会逸出光电子D.图中直线的斜率与普朗克常量有关6.如图所示,当电键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.光电效应练习答案1.B2.(1)电源左边为正极,右边为负极电流表是上边正极下边负极(2)B(3)6.25×1013解析(1)电源左边为正极,右边为负极,电流表是上边正极下边负极.(2)入射光应照射到阴极板上,即题图中的B极.(3)q=It=10×10-6×1 C=10-5 C,而n=qe,所以每秒发射出6.25×1013个光电子.3. 5.0×1014 6.4×10-34解析由题图线可知νc=5.0×1014Hz,又eU c=hν-W0,所以U c=heν-W0e.结合图线可得k=he=2.05.0×1014V/Hz,h=2.0×1.6×10-195.0×1014J·s=6.4×10-34 J·s.4.hcλ0hce·λ0-λλ0λ(写为hce·λ-λ0λ0λ也可)解析由波长、频率、波速的关系知,该金属的极限频率为ν0=cλ0,故该金属的逸出功为hν0=hcλ0.设遏止电压为U c,则eU c=hcλ-hcλ0,解得U c=hce·λ0-λλ0λ.5、 D解析金属的逸出功由金属本身决定,与入射光的频率无关,A错;由E km=hν-hν0可知,E km与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,B错;当入射光的频率小于极限频率时不会发生光电效应,不会逸出光电子,C 错;由E km=hν-hν0可知图线的斜率与普朗克常量有关,D对.6、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 k,阴A极材料逸出功为W0,当反向电压达到U=0.60 V以后,具有最大初动能的光电子达不到阳极,因此eU=E k由光电效应方程得:E k=hν-W0由以上两式得:E k=0.6 eV,W0=1.9 eV.。
2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题31 光电效应【专题导航】目录热点题型一光电效应现象和光电效应方程的应用 (1)热点题型二光电效应的图象问题 (3)(一)对E k-ν图象的理解 (4)(二)对I-U图象的理解 (5)(三)对Uc-ν图象的理解 (7)热点题型三对光的波粒二象性的理解 (8)【题型演练】 (9)【题型归纳】热点题型一光电效应现象和光电效应方程的应用1.对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应,不取决于光的强度而取决于光的频率.(2)光电效应中的“光”不是特指可见光,也包括不可见光.(3)逸出功的大小由金属本身决定,与入射光无关.(4)光电子不是光子,而是电子.2.两条对应关系(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大;(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.3.定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程:E k=hν-W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系:E k=eU c.(3)逸出功与极限频率的关系:W0=hνc.4.区分光电效应中的四组概念(1)光子与光电子:光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电;光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子,其本质是电子.(2)光电子的动能与光电子的最大初动能:电子吸收光子能量后,一部分克服阻碍作用做功,剩余部分转化为光电子的初动能,只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能.(3)光电流和饱和光电流:金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于一个饱和值,这个饱和值是饱和光电流,在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关.(4)入射光强度与光子能量:入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量.【例1】(2018·高考全国卷Ⅱ)用波长为300 nm 的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J .已知普朗克常量为6.63×10-34J·s ,真空中的光速为3.00×108 m·s -1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( ) A .1×1014 Hz B .8×1014 Hz C .2×1015 Hz D .8×1015 Hz【答案】B【解析】设单色光的最低频率为v 0,由E k =hv -W 0知E k =hv 1-W 0,0=hv 0-W 0,又知v 1=c λ,整理得v 0=c λ-E kh,代入数据解得v 0≈8×1014 Hz. 【变式1】.(2019·山东泰安检测)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( )A .若增加电路中电源电压,电路中光电流一定增大B .若将电源极性反接,电路中一定没有光电流产生C .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D .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 【答案】D【解析】光电流的强度与入射光的强度有关,当光越强时,光电子数目会增多,初始时电压增加光电流可能会增加,当达到饱和光电流后,再增大电压,光电流不会增大,故A 错误;将电路中电源的极性反接,电子受到电场阻力,到达A极的数目会减小,则电路中电流会减小,甚至没有电流,故B错误;波长为λ1(λ1>λ0)的光的频率有可能大于极限频率,电路中可能有光电流,故C错误;波长为λ2(λ2<λ0)的光的频率一定大于极限频率,电路中一定有光电流,故D正确.【变式2】(2017·高考全国卷Ⅱ)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 k a和E k b.h为普朗克常量.下列说法正确的是()A.若νa>νb,则一定有U a<U b B.若νa>νb,则一定有E k a>E k bC.若U a<U b,则一定有E k a<E k b D.若νa>νb,则一定有hνa-E k a>hνb-E k b【答案】BC【解析】由爱因斯坦光电效应方程E km=hν-W0,又由动能定理有E km=eU c,当νa>νb时,E k a>E k b,U a>U b,A错误,B正确;若U a<U b,则有E k a<E k b,C正确;同种金属的逸出功不变,则W0=hν-E km不变,D错误.热点题型二光电效应的图象问题(一)对E k-ν图象的理解由E k-ν图象可以得到的信息(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轴交点的纵坐标的绝对值E=W0.(3)普朗克常量:图线的斜率k=h.【例2】.(2019·南平市检测)用如图甲所示的装置研究光电效应现象.闭合电键S,用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象,图线与横轴的交点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为(0,-b),下列说法中正确的是()A.普朗克常量为h=abB.断开电键S后,电流表G的示数不为零C.仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大D.保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,电流表G的示数保持不变【答案】B【解析】由hν=W0+E k,变形得E k=hν-W0,可知图线的斜率为普朗克常量,即h=ba,故A错误;断开电键S后,仍有光电子产生,所以电流表G的示数不为零,故B正确;只有增大入射光的频率,才能增大光电子的最大初动能,与光的强度无关,故C错误;保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,单个光子的能量增大,而光的强度不变,那么光子数一定减少,发出的光子数也减少,电流表G的示数要减小,故D错误.【变式1】(多选)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4.27,与纵轴交点坐标0.5).由图可知()A.该金属的截止频率为4.27×1014 Hz B.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【答案】AC【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=hν0=6.63×10-34×4.27×10141.6×10-19eV≈1.77 eV,D错误.【变式2】.(多选)(2019·山东天成大联考)某种金属发生光电效应时,光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系如图所示,E、ν0为已知量,由图线信息可知()A.逸出功W0=E B.图象的斜率表示普朗克常量的倒数C.图中E与ν0的值与入射光的强度、频率均无关D.若入射光频率为3ν0,则光电子的最大初动能为3E 【答案】AC【解析】根据光电效应方程有E k=hν-W0,根据数学函数知图象与纵坐标的交点表示逸出功,所以逸出功W0=E,图象的斜率表示普朗克常量,故A正确,故B错误;逸出功和极限频率的大小与入射光的强度、频率均无关,由金属本身决定,故C正确;根据光电效应方程:E k=hν-W0,当入射光频率为3ν0,则光电子的最大初动能为2E,故D错误.(二)对I-U图象的理解由I-U图象可以得到的信息(1)遏止电压U c :图线与横轴的交点的绝对值. (2)饱和光电流I m :电流的最大值. (3)最大初动能:E km =eU c .【例2】(2019·河南新乡模拟)如图甲所示,用频率为ν0的光照射某种金属发生光电效应,测出光电流i 随电 压U 的变化图象如图乙所示,已知普朗克常量为h ,光电子带电荷量为e .下列说法中正确的是 ( )A. 入射光越强,光电子的能量越高 B .光电子的最大初动能为hν0C .该金属的逸出功为hν0—eU 0D .用频率为eU 0h 的光照射该金属时不可能发生光电效应【答案】C【解析】根据光电效应的规律可知,入射光的频率越大,则逸出光电子的能量越大,与光强无关,选项A 错误;根据光电效应的规律,光电子的最大初动能为E km =hν0-W 逸出功,选项B 错误;由图象可知E km = eU 0,则该金属的逸出功为hν0-eU 0,选项C 正确;频率为eU 0h 的光的能量为hν= eU 0,当大于金属的逸出功(hν0-eU 0)时,同样可发生光电效应,选项D 错误;故选C.【变式】.在光电效应实验中,某同学用同一光电管在不同实验条件下得到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对应的光电子最大初动能 【答案】B【解析】由图象知,甲、乙光对应的遏止电压相等,由eU c =E k 和hν=W 0+E k 得甲、乙光频率相等,A 错误;丙光的频率大于乙光的频率,则丙光的波长小于乙光的波长,B 正确;由hνc =W 0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同,C 错误;由光电效应方程知,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,D 错误.(三)对Uc -ν图象的理解 由U c -ν图象可以得到的信息(1)截止频率νc :图线与横轴的交点.(2)遏止电压U c :随入射光频率的增大而增大.(3)普朗克常量h :等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h =ke .(注:此时两极之间接反向电压) 【例4】.(多选)(2019·重庆万州月考)某金属在光的照射下产生光电效应,其遏止电压U c 与入射光频率ν的关系图象如图所示.则由图象可知 ( )A .该金属的逸出功等于hν0B .遏止电压是确定的,与入射光的频率无关C .入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为hν0D .入射光的频率为3ν0时,产生的光电子的最大初动能为hν0 【答案】AC【解析】当遏止电压为零时,最大初动能为零,则入射光的能量等于逸出功,所以W 0=hν0,故选项A 正确;根据光电效应方程E km =hν-W 0和-eU c =0-E km 得,U c =h e ν-W 0e ,可知当入射光的频率大于极限频率时,遏止电压与入射光的频率成线性关系,故选项B 错误;从图象上可知, 逸出功W 0=hν0.根据光电效应方程E km =h ·2ν0-W 0=hν0,故选项C 正确;E km =h ·3ν0-W 0=2hν0,故选项D 错误.【变式】. 在某次光电效应实验中,得到的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示.若该直线的斜率和纵轴截距分别为k 和b ,电子电荷量的绝对值为e ,则普朗克常量可表示为________,所用材料的逸出功可表示为________.【答案】ek -eb【解析】根据光电效应方程E km =hν-W 0及E km =eU c 得U c =hνe -W 0e ,故h e =k ,b =-W 0e ,得h =ek ,W 0=-eb .热点题型三 对光的波粒二象性的理解 对波粒二象性的理解【例5】1927年戴维逊和革末完成了电子衍射实验,该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一.如图所示的是该实验装置的简化图,下列说法正确的是( )A .亮条纹是电子到达概率大的地方B .该实验说明物质波理论是正确的C .该实验再次说明光子具有波动性D .该实验说明实物粒子具有波动性 【答案】ABD.【解析】电子属于实物粒子,电子衍射实验说明电子具有波动性,说明物质波理论是正确的,与光的波动性无关,B 、D 正确,C 错误;物质波也是概率波,亮条纹是电子到达概率大的地方,A 正确. 【变式1】实物粒子和光都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是( )A .电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B .β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C .人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D .人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 【答案】 ACD【解析】 电子束通过双缝产生干涉图样,体现的是波动性,A 正确;β射线在云室中留下清晰的径迹,不能体现波动性,B 错误;衍射体现的是波动性,C 正确;电子显微镜利用了电子束波长短的特性,D 正确. 【变式2】关于物质的波粒二象性,下列说法正确的是 ( )A .光的波长越短,光子的能量越大,光的粒子性越明显B .不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性C .光电效应现象揭示了光的粒子性D .实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性 【答案】ABC【解析】据ν=cλ可知光的波长越短则频率越大,据E =hν可知光能量越大,A 正确;波粒二象性是微观世界特有的规律,一切运动的微粒都具有波粒二象性,B 正确;光电效应现象说明光具有粒子性,C 正确;由德布罗意理论知,宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到波动性,但仍具有波粒二象性,D 错误. 【题型演练】1.用很弱的光做双缝干涉实验,把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在, 如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片.这些照片说明( )A .光只有粒子性没有波动性B .光只有波动性没有粒子性C .少量光子的运动显示波动性,大量光子的运动显示粒子性D .少量光子的运动显示粒子性,大量光子的运动显示波动性 【答案】D【解析】光具有波粒二象性,这些照片说明少量光子的运动显示粒子性,大量光子的运动显示波动性,故D正确.2.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,光的强度减弱,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.3.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.对于这两个过程,下列四个物理过程中,一定相同的是()A.遏止电压B.饱和光电流C.光电子的最大初动能D.逸出功【答案】B【解析】同一种单色光照射不同的金属,入射光的频率和光子能量一定相同,金属逸出功不同,根据光电效应方程E km=hν-W0知,最大初动能不同,则遏止电压不同;同一种单色光照射,入射光的强度相同,所以饱和光电流相同.故选项B正确.4.(2019·西藏拉萨中学六次月考)关于光电效应的规律,下面说法正确的是()A.当某种色光照射金属表面时,能产生光电效应,入射光的频率越高,产生的光电子最大初动能也就越大B.当某种色光照射金属表面时,能产生光电效应,如果入射光的强度减弱,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C.对某金属来说,入射光波长必须大于一极限值才能产生光电效应D.同一频率的光照射不同的金属,如果都能产生光电效应,则所有金属产生的光电子的最大初动能一定相同【答案】A【解析】根据光电效应方程E km=hν-W0,知入射光的频率越高,产生的光电子的最大初动能越大,故A 正确.光电效应具有瞬时性,入射光的强度不影响发出光电子的时间间隔,故B错误.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,即入射光的波长小于金属的极限波长,故C错误.不同的金属逸出功不同,根据光电效应方程E km=hν-W0,知同一频率的光照射不同金属,如果都能产生光电效应,光电子的最大初动能不同,故D 错误.5.(2019·北京朝阳模拟)用绿光照射一个光电管,能产生光电效应.欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大,可以( )A .改用红光照射B .改用紫光照射C .改用蓝光照射D .增加绿光照射时间【答案】BC.【解析】光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关,而与入射光子的能量有关,入射光子的能量越大,光电子从阴极逸出时最大初动能越大,所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射,以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能.6. (2019·河北保定模拟)如图所示,这是一个研究光电效应的电路图,下列叙述中正确的是( )A .只调换电源的极性,移动滑片P ,当电流表示数为零时,电压表示数为遏止电压U 0的数值B .保持光照条件不变,滑片P 向右滑动的过程中,电流表示数将一直增大C .不改变光束颜色和电路,增大入射光束强度,电流表示数会增大D .阴极K 需要预热,光束照射后需要一定的时间才会有光电流【答案】AC.【解析】只调换电源的极性,移动滑片P ,电场力对电子做负功,当电流表示数为零时,则有eU =12mv 2m,那么电压表示数为遏止电压U 0的数值,故A 项正确;当其他条件不变,P 向右滑动,加在光电管两端的电压增加,光电子运动更快,由I =q t得电流表读数变大,若电流达到饱和电流,则电流表示数不会增大,B 项错误;只增大入射光束强度时,单位时间内光电子数变多,电流表示数变大,C 项正确;因为光电效应的发生是瞬间的,阴极K 不需要预热,所以D 项错误.7.(2019·哈尔滨六中二次模拟)某半导体激光器发射波长为1.5×10-6 m ,功率为5.0×10-3 W 的连续激光.已 知可见光波长的数量级为10-7 m ,普朗克常量h =6.63×10-34 J·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1.3×10-13 JD .光子数约为每秒3.8×1016个【答案】BD【解析】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.光子能量E=h cλ=6.63×10-34×3×1081.5×10-6J=1.326×10-19 J,故C错误.每秒钟发出的光子数n=PtE≈3.8×1016,故D正确.9.(2019·辽宁鞍山一中模拟)按如图的方式连接电路,当用紫光照射阴极K时,电路中的微安表有示数.则下列正确的叙述是()A. 如果仅将紫光的光强减弱一些,则微安表可能没有示数B.仅将滑动变阻器的触头向右滑动一些,则微安表的示数一定增大C.仅将滑动变阻器的触头向左滑动一些,则微安表的示数可能不变D.仅将电源的正负极对调,则微安表仍可能有示数【答案】CD【解析】如果仅将紫光的光强减弱一些,则单位时间内逸出的光电子数减小,则微安表示数减小,选项A 错误;饱和光电流与入射光的强度有关,仅将滑动变阻器的触头向右滑动,不改变光的强度,则微安表的示数不一定增大;同理仅将滑动变阻器的触头向左滑动一些,则微安表的示数可能不变,故B错误,C正确.将电路中电源的极性反接后,即加上反向电压,若光电子的动能足够大,电路中还有光电流,微安表仍可能有示数,故D正确10. (2019·河北保定模拟)如图所示,这是一个研究光电效应的电路图,下列叙述中正确的是()A.只调换电源的极性,移动滑片P,当电流表示数为零时,电压表示数为遏止电压U0的数值B.保持光照条件不变,滑片P向右滑动的过程中,电流表示数将一直增大C.不改变光束颜色和电路,增大入射光束强度,电流表示数会增大D .阴极K 需要预热,光束照射后需要一定的时间才会有光电流【答案】AC.【解析】只调换电源的极性,移动滑片P ,电场力对电子做负功,当电流表示数为零时,则有eU =12mv 2m,那么电压表示数为遏止电压U 0的数值,故A 项正确;当其他条件不变,P 向右滑动,加在光电管两端的电压增加,光电子运动更快,由I =q t得电流表读数变大,若电流达到饱和电流,则电流表示数不会增大,B 项错误;只增大入射光束强度时,单位时间内光电子数变多,电流表示数变大,C 项正确;因为光电效应的发生是瞬间的,阴极K 不需要预热,所以D 项错误.。
高考回归复习一光学选择之综合题六1.2019年被称为5G元年。
这一年全球很多国家开通了5G网络,开启了一个全新的通信时代,即万物互联的物联网时代,5G网络使用的无线电电波通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段(如图所示),比目前4G及通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的的传输速率。
下列说法正确的是()只K波K波中波的波16筋波分米波厘米波毫米菠红外线可见光紫夕0 _一 a A _ . * _ A A _ ■_ ■.___________ I _____ I _____ I I I _____ I______I I I I—tJm IO' io4 IO 1(F 10 I 10' 10•:IO-' IO* 8x l(hIO*3x 10* 3 x |O, 3 x l(y J x IO- 3x l(r 3 x l(F 3 x 10*" 3 x 10" 3 x I O', 〃HzA.4G信号是纵波,5G信号足横波B.4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象C.4G信号比5G信号更容易发生衍射现象D.5G信号比4G信号波长更长,相同时间传递的信息量更大2.当前,新型冠状病毒(COVID-19)在威胁着全世界人民的生命健康,红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用。
红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比,具有响应时间短、测温效率高、操作;方便防交又感染(不用接触被测物体)的特点。
下列关于红外测温枪的说法中正确的是()A.红外测温枪工作原理和水银体温计测量原埋一样都是利用热胀冷缩原理B.红外测温枪能接收到的是身体的热量,通过热传导到达红外测温枪进而显示出体温C.红外测温枪利用了一切物体都在不停的发射红外线,而且发射红外线强度与温度有关,温度越高发射红外线强度就越大D.红外线也属于电磁波,其波长小于紫外线的波长3.下图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则()3光的干涉图样A.在同种均匀介质中,a光的传播速度比力光的大B.从同种介质射入真空发生全反射时。
微专题—光电效应习题选编一、单项选择题1、某光源发出的光由不同波长的光组成,不同波长的光的强度如图所示,表中给出了一些材料的极限波长,用该光源发出的光照射表中材料()A.仅钠能产生光电子B.仅钠、铜能产生光电子C.仅铜、铂能产生光电子D.都能产生光电子2、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.有可能不发生光电效应D.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少3、现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光照射时,有光电流产生,下列说法不正确的是()A.保持照射光的频率不变,增大照射光的强度,饱和光电流变大B.照射光的频率变高,光电子的最大初动能变大C.保持照射光的强度不变,不断减小照射光的频率,始终有光电流产生D.遏止电压的大小与照射光的频率有关,与照射光的强度无关4、对光电效应的解释正确的是( )A.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应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.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D.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5、如图,用一定频率的单色光照射光电管时,电流表指针会发生偏转,则()A .电源右端应为正极B .流过电流表G 的电流大小取决于照射光的频率C .流过电流表G 的电流方向是a 流向bD .普朗克解释了光电效应并提出光子能量E=hν6、用波长为300nm 的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19J ,已知普朗克常量为6. 63×10-34J.s ,真空中的光速为3×108m/s ,能使锌产生光电效应单色光的最低频率( ) A .1×1014Hz B .8×1015Hz C ..2×1015Hz D .8×1014Hz7、下列说法正确的是( )A .某金属能发生光电效应,当入射光的颜色不变而增大光照强度时,逸出的光电子的最大初动能也增大B .若利用黄光和蓝光分别在同一装置研究光电效应,用蓝光照射时的遏止电压大于用黄光照射时的遏止电压C .换用频率小的光照射,但入射光的强度不变,则逸出的光电子的最大初动能不变D .换用频率小的光照射,但入射光的强度不变,则从光照射到金属表面上到发射出电子的时间明显减少 8、光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。
高考回归复习—近代物理选择之综合题九1.在探究光电效应现象时,某小组的同学使用频率为ν的单色光照射某金属时,逸出的光电子最大初动能为E k ,已知普朗克常量用h 表示,则( )A .用频率为2ν的单色光照射该金属时有可能发生光电效应 B .用频率为2ν的单色光照射该金属时逸出的光电子最大初动能等于2E kC .该金属的逸出功为h νD .若增加该光的强度,则逸出的光电子最大初动能增大 2.下列说法正确的是( ) A .贝克勒尔通过实验最早发现了电子B .若使放射性物质的温度升高,则其半衰期增大C .核反应235190136192038540U+n Sr+Xe+10n →属于重核的裂变D .核反应堆用过的废料清洁无污染,没有放射性3.用中子轰击静止的Li 核,核反应方程如下:164032n+Li X+He →。
中子的速度为v ,质量为m ,生成的X 核速度方向与中子的速度方向相反,X 核与42He 核的速度之比为7:8,质子的质量可近似为m ,光速为c 。
则( )A .X 核为21H 核B .反应过程质量守恒、电荷数也守恒C .核反应过程中释放的核能全部转化为X 核的动能D .42He 核的速度为811v4.如图所示为氢原子的能级图,下列说法正确的是A .处于基态的氢原子可以通过与能量为12.5eV 的电子碰撞的方式跃迁B .氢原子由基态跃迁到激发态后,核外电子动能增大,原子的电 势能减小C .大量处于n =3激发态的氢原子,向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光D .用氢原子从n =2能级跃迁到n =1能级辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34eV)时不能发生光电效应5.当前,新型冠状病毒正在威胁着全世界人民的生命健康,红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用。
红外线是电磁波,下列关于电磁波的说法错误的是()A.一切物体都在不停地发射红外线B.紫外线有助于人体合成维生素DC.医学上用X射线透视人体,检查体内病变等D.光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值可能不同6.用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意如图甲所示,实验中测得铷的遏止电压U C与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,图线与横轴交点的横坐标为5.15×1014Hz。
高考回归复习—光学选择之光电效应
1.爱因斯坦对于光电效应的解释使人类对于光的本性的认识更加透彻,下列关于光电效应的说法中正确的是( )
A .在光电效应中,光电子的最大初动能与入射光强度成正比
B .入射光光子能量小于金属逸出功时也可能发生光电效应的
C .对于某种金属,只要入射光强度足够大,照射时间足够长,就会发生光电效应
D .用频率大于金属的极限频率的入射光照射金属时,光越强,饱和电流越大
2.在某次实验中,用频率为ν的一束绿光照射极限频率(也称“截止频率”)为
0ν金属时发生了光电效应现象,则下列说法正确的是( ) A .该金属的逸出功为W h ν=
B .若改用红光来照射,则一定不能发生光电效应
C .若把这束绿光遮住一半,则逸出的光电子最大初动能将减小一半
D .在本实验中,调节反向电压可使光电流恰好为零,此电压大小()c 0h
U e
νν=
- 3.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
4.如图所示,分别用频率为ν、2ν的光照射某光电管,对应的遏止电压之比为1:3,普朗克常量用h 表示,则( )
A.用频率为1
3
ν的光照射该光电管时有光电子逸出
B.该光电管的逸出功为1
2 hν
C.用2ν的光照射时逸出光电子的初动能一定大
D.加正向电压时,用2ν的光照射时饱和光电流一定大
5.关于光电效应,下列说法正确的是()
A.光电子的动能越大,光电子形成的电流强度就越大
B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C.对于任何一种金属,都存在一个“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D.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属逸出的光电子的初动能大
6.关于光电效应,下列说法正确的是()
A.光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象
B.饱和光电流的强度与入射光的强度有关,且随入射光强度的增强而减弱
C.金属的逸出功与入射光的频率成正比
D.用不可见光照射某金属,不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大
7.如图所示,是研究光电效应的电路图,对于某金属用绿光照射时,电流表指针发生偏转.则以下说法正确的是()
A.将滑动变阻器滑动片向右移动,电流表的示数一定增大
B.如果改用紫光照射该金属时,电流表无示数
C.将K极换成逸出功小的金属板,仍用相同的绿光照射时,电流表的示数一定增大
D.将电源的正负极调换,仍用相同的绿光照射时,将滑动变阻器滑动片向右移动一些,电流表的读数可能不为零
8.频率为ν的入射光照射某金属时发生光电效应现象。
已知该金属的逸出功为W,普朗克常量为h,电子电荷量大小为e,下列说法正确的是()
A.该金属的截止频率为
h W
B.该金属的遏止电压为h W
e ν-
C.增大入射光的强度,单位时间内发射的光电子数不变
D.增大入射光的频率,光电子的最大初动能不变
9.用图1装置研究光电效应,分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图2中a、b、c三条光电流I与A、K间的电压U AK的关系曲线,则下列说法正确的是()
A.开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴左侧的图线B.b光的光子能量大于a光的光子能量C.用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功D.b光照射阴极K时逸出的光电子最大初动能小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初动能
10.1905 年爱因斯坦提出光子假设,成功地解释了光电效应,因此获得1921年诺贝尔物理学奖。
下列关于光电效应的描述正确的是()
A.只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应
B.金属的逸出功与入射光的频率和强度无关
C.用同种频率的光照射各种金属,发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同
D.发生光电效应时,保持入射光的频率不变,减弱入射光的强度,从光照射到金属表面到发射出光电子的时间间隔将明显增加
11.利用如图甲所示的电路完成光电效应实验,金属的遏止电压U C与人射光频率ν的关系如图乙所示,图乙中U1、1ν、0ν均已知,电子电荷量用e表示。
入射光频率为1ν时,下列说法正确的是()
A .光电子的最大初动能k 10E U e h ν=-
B .由
C U ν—图象可求得普朗克常量110
U e
h νν=
-
C .滑动变阻器的滑片P 向N 端移动过程中电流表示数一定一直增加
D .把电源正负极对调之后,滑动变阻器的滑片P 向N 端移动过程中电流表示数一定直增加
12.在利用光电管研究光电效应的实验中,入射光照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,那么( )
A .从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B .饱和光电流将会减弱
C .遏止电压将会减小
D .有可能不再发生光电效应
13.如图甲所示是研究光电效应实验规律的电路。
当用强度一定的黄光照射到光电管上时,测得电流表的示数随电压变化的图像如图乙所示。
下列说法正确的是( )
A .若改用红光照射光电管,一定不会发生光电效应
B .若改用蓝光照射光电管,图像与横轴交点在黄光照射时的右侧
C .若用频率更高的光照射光电管,则光电管中金属的逸出功变大
D .若照射的黄光越强,饱和光电流将越大
14.某种金属发生光电效应时,光电子的最大初动能k E 与入射光频率v 的关系如图所示,E 、v 0为已知量。
由图线信息可知( )
A.逸出功W0=E
B.图像的斜率表示普朗克常量的倒数
C.图中E与v0的值与入射光的强度、频率均有关
D.若入射光频率为3v0,则光电子的最大初动能为3E
15.现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光照射时,有光电流产生,下列说法不正确的是()
A.保持照射光的频率不变,增大照射光的强度,饱和光电流变大
B.照射光的频率变高,光电子的最大初动能变大
C.保持照射光的强度不变,不断减小照射光的频率,始终有光电流产生
D.遏止电压的大小与照射光的频率有关,与照射光的强度无关
16.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.下列说法中正确的是()
A.a光光子的频率大于b光光子的频率,a光的强度小于b光的强度
B.a光光子的频率小于b光光子的频率,a光的强度小于b光的强度
C.如果使b光的强度减半,则在任何电压下,b光产生的光电流强度一定比a光产生的光电流强度小D.另一个光电管加一定的正向电压,如果a光能使该光电管产生光电流,则b光一定能使该光电管产生光电流
17.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 k a和E k b。
h为普朗克常量。
下列说法正确的是()
A.若νa>νb,则一定有U a<U b
B.若νa>νb,则一定有E k a>E k b
C.若U a<U b,则一定有E k a<E k b
D.若νa>νb,则一定有hνa–E k a>hνb–E k b
18.图甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象,下列说法正确的是()
A.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大
B.由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说,其遏止电压只由入射光的频率决定
C.只要增大电压,光电流就会一直增大
D.不论哪种颜色的入射光,只要光足够强,就能发生光电效应
19..已知使某种金属发生光电效应的截止频率为νc,则()
A.当用频率为2νc的单色光照射该金属时,一定能产生光电子
B.当用频率为2νc的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为hνc
C.当照射光的频率ν大于νc时,若ν增大,则逸出功增大
D.当照射光的频率ν大于νc时,若ν增大一倍,则光电子的最大初动能也增加一倍
20.用如图甲所示的电路研究光电效应,图乙纵坐标为研究光电效应实验中AK间的电压U(A电势高于K为正,可以改变电源的极性施加反向电压)横坐标为入射光的频率v,图乙中DB为平行于U轴的直
b,DB右侧和BC上侧所示的阴影部分线,BC是一条斜率绝对值为k的倾斜直线,B点的坐标为(),0
为光电流的区域,元电荷为e,则下列说法正确的是()
A.流过电流表的光电流方向向上
B.该材料的截止频率为b
C.斜率绝对值k等于普朗克常量数值
D.该材料的逸出功为kbe
参考答案。