高三物理3—5光学部分
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高三物理3—5光学部分1.用波长为4×10-7m的紫光照射某金属,发出的光电子垂直进入3×10-4T的匀强磁场中,光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2cm(电子电荷量e=1.6×10-19C,其质量m=0.91×10-30kg).则下列说法正确的是A.紫光光子的能量可用E=h计算B.光电子的最大初动能可用E k=计算C.该金属发生光电效应的极限频率约4.75×1014Hz D.该金属发生光电效应的极限频率约4.75×1015Hz2.A、B两种光子的能量之比为2:1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为 E A、E B。
则下列说法正确的是( )A.A、B两种光子的频率之比为1:2B.A、B两种光子的动量之比为1:2C.该金属的逸出功 D.该金属的极限频率为3.利用金属晶格(大小约10-10m)作为障碍物观察电子的衍射图样,方法是让电子通过电场加速,然后让电子束照射到金属晶格上,从而得到电子的衍射图样。
已知电子质量为m、电量为e、初速度为零,加速电压为U,普朗克常量为h,则下列说法中不正确的是 ( )A.该实验说明电子具有波动性B.实验中电子束的德布罗意波长为C.加速电压U越大,电子的衍射现象越不明显 D.若用相同动能的质子代替电子,衍射现象将更加明显4.如图所示,电路中所有元件完好,光照射到阴极上时,灵敏电流计中没有电流通过,其原因可能是( )A.入射光频率太高B.入射光波长太短C.光照时间短D.电源正负极接反5.如图所示,一验电器与锌板相连,现用一弧光灯照射锌板一段时间,关灯后,指针保持一定偏角A、用一带负电的金属小球与锌板接触,则验电器指针偏角将增大B、用一带负电的金属小球与锌板接触,则验电器指针偏角将减小C、使验电器指针回到零,改用强度更大的弧光灯照射锌板相同的时间,验电器的指针偏角将增大D、使验电器指针回到零,改用强度更大的红外线灯照射锌板,验电器的指针一定偏转6.用不同频率的光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E k随入射光频率ν变化的E k-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E k-ν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图中的( )7.关于光电效应的下列说法,正确的是A.用一定频率的单色光照射几种不同金属表面,若均能发生光电效应,则从不同金属表面逸出的光电子的最大初动能不同B.用不同频率的单色光照射同一种金属表面,若均能发生光电效应,则从金属表面逸出的光电子的最大初动能不同C.用一定频率的单色光照射某种金属表面不能发生光电效应,若增加光照射时间,则可能发生光电效应D.用一定频率的单色光照射某种金属表面不能发生光电效应,若增加光的强度,则可能发生光电效应8.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9.下列说法正确的是A.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B.射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子流C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关10.光电效应实验中,下列说法正确的是A.只要光照时间足够长就一定能发生光电效应B.只要入射光强度足够大就一定能发生光电效应C.光电子的最大初动能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效应11.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子极短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子电效应,这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。
用频率为v的普通光源照射阴极k,没有发生光电效应,换同样频率为v的强激光照射阴极k,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压U,即将阴极k接电源正极,阳极A接电源负极,在k、A之间就形成了使光电子减速的电场,逐渐增大U,光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功,h为普朗克常量,e为电子电量)A.U=-B.U=-C.U=2hv-WD. U=-12.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13.X射线是一种高频电磁波,若X射线在真空中的波长为,以表示普朗克常量,表示真空的光速,以和分别表示X射线每个光子的能量和质量,则 ( )A., B.,C., D.,14.105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,改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应15.真空中一平行板电容器,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.设影响电容器电容因素的表达式为εS/d (其中ε为常数),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为A、dhc(λ–λ1)/eεSλλ1B、dhc(λ2–λ)/eεSλλ2C、εShc (λ2–λ)/edλλ2D、εShc (λ–λ1)/edλλ116.爱因斯坦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年的诺贝尔物理学奖.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A.逸出功与ν无关B.E km与入射光强度成正比C.图中直线的斜率与普朗克常量有关D. ν<ν0时,不会逸出光电子17.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4.26,与纵轴交点坐标0.5).由图可知A.该金属的截止频率为4.5×1014HzB.该金属的截止频率为5.5×1014HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为0.5 eV18.以下说法正确的是:A.物质波也叫德布罗意波,是一种概率波B.使人们认识到原子核有内部结构的是卢瑟福的a粒子散射实验C.电磁波的波长等于波速与频率的乘积D.按波尔的理论,氢原子从基态E1跃迁到第一激发态E2时需要吸收光子,吸收的光子能量等于E2-E119.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。
则这两种光的说法正确A.照射该光电管时b光使其逸出的光电子最大初动能大B.两种光照射到金属表面的逸出功相同C.a光的光子频率大于b光的光子频率D.a光的遏止电压小于b光的遏止电压20.根据表格中的内容,判断下列说法正确的是材料铯钙镁铍钛金逸出功W/eV1.92.73.73.94.14.8A.只要入射光的强度足够大,照射时间足够长,表中的金属均可以发生光电效应B.用某光照射表中金属,均能够发生光电效应,则从铯表面逸出的光电子的最大初动能最大C.使表中金属发生光电效应时,金的极限频率最小D.使表中金属发生光电效应时,金的极限波长最小21.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23.对不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解,其中正确的是 ( )A.微观粒子的动量不可确定B.微观粒子的位置不可确定C.微观粒子的动量和位置不可同时确定D.不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子,也适于宏观物体24.黑体辐射的实验规律如图所示,由图可知A.随温度升高,各种波长的辐射强度都有增加B.随温度降低,各种波长的辐射强度都有增加C.随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动25.如右图所示,该装置是利用光电管产生光电流的电路。
下列说法中正确的是A.K为光电管的阳极GabB.通过灵敏电流计G的电流方向从b到aC.若用黄光照射能产生光电流,则用红光照射也一定能产生光电流D.若用黄光照射能产生光电流,则用紫光照射也一定能产生光电流26.如图,当电键K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.3.1eV B.0.6eV C.2.5eV D.1.9eV27.用不同频率的光照射某金属,测量其反向遏止电压U C与入射光频率ν,得到U C-ν图象,根据图象求出该金属的截止频率νC= Hz,金属的逸出功W= eV,普朗克常量h= J·s.28.(1)如图所示,一个运动的中子与一个静止的中子发生弹性碰撞,碰撞过程中动量 ___ (“一定”、“可能”或“一定不”)守恒,碰撞后A中子__ _ (“静止”“向右运动”或“向左运动”)。
U C/Vν/1014Hz5.0102.04.0-2.0(2)用能量为E0的光子照射态氢原子,刚好可使该原子中的电子成为自由电子,这一能量E0称为氢的电离能.现用一频率为v的光子从基态氢原子中击出一电子(电子质量为m).该电子在远离核以后速度的大小为___ ,其德布罗意波长为___。
(普朗克常量为h)(3)功率为P的灯泡,将电能转化为可见光能量的效率是η,假定所发出的可见光的波长都是λ,光速为c,普朗克常量为h,则灯泡每秒发出的光子数为___29.如图所示是做光电效应实验的装置简图。
在抽成真空的玻璃管内,K为阴极(用金属铯制成,发生光电效应的逸出功为1.9eV),A为阳极。
在a、b间不接任何电源,用频率为ν(高于铯的极限频率)的单色光照射阴极K,会发现电流表指针有偏转。
这时,若在a、b间接入直流电源,a 接正极,b接负极,并使a、b间电压从零开始逐渐增大,发现当电压表的示数增大到2.1 V时,电流表的示数刚好减小到零。