粵教版選修35光電效應(yīng) 光子 康普頓效應(yīng)及其解釋 第1課時 作業(yè).docx

4.1光電效應(yīng) 4.2光子 4.3康普頓效應(yīng)及其解釋1現(xiàn)在a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為abc123.當(dāng)用a光束照射某種金屬板時能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為ek，若改用b光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動能為ek，當(dāng)改用c光束照射該金屬板時_(選填“能”或“不能”)發(fā)生光電效應(yīng)，若能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子的最大初動能為_【解析】對a、b、c三束光由光電效應(yīng)方程可得wek，wek，由以上兩式可解得ek，wek，當(dāng)用c光束照射該金屬板時wekcc3a，可解得ekw，ekcek.【答案】能ek2小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實驗裝置示意圖如圖甲所示已知普朗克常量h6.631034 js. (1)圖甲中電極a為光電管的_(選填“陰極”或“陽極”)(2)實驗中測得銣的遏止電壓uc與入射光頻率之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率c_hz，逸出功w_j.(3)如果實驗中入射光的頻率7.001014 hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能ek_j.【解析】(1)光電管中光束直接照射的k極為光電管的陰極，所以電極a為光電管的陽極(2)由uc圖線可知，銣的截止頻率c5.151014 hz，金屬的逸出功whc6.6310345.151014 j3.411019j.(3)由光電效應(yīng)方程ekhw可得產(chǎn)生的光電子的最大初動能ek6.6310347.001014 j3.411019 j1.231019 j.【答案】(1)陽極(2)5.1510143.411019(3)1.2310193產(chǎn)生光電效應(yīng)時，關(guān)于逸出光電子的最大初動能ek，下列說法正確的是() a對于同種金屬，ek與照射光的強度有關(guān)b對于同種金屬，ek與照射光的波長成反比c對于同種金屬，ek與照射光的時間成正比d對于同種金屬，ek與照射光的頻率成線性關(guān)系【解析】ekhwhw，同種金屬逸出功相同，最大初動能與照射光強度無關(guān)，與照射光的波長有關(guān)但不是反比例函數(shù)關(guān)系，故a、b、c項錯誤，d項正確【答案】d4實驗得到金屬鈣的光電子的最大初動能ekm與入射光頻率的關(guān)系如圖所示下表中列出了幾種金屬的截止頻率和逸出功，參照下表可以確定的是() 金屬鎢鈣鈉截止頻率0/1014 hz10.957.735.53逸出功w/ev4.543.202.29a.如用金屬鎢做實驗得到的ekm圖線也是一條直線，其斜率比圖中直線的斜率大b如用金屬鈉做實驗得到的ekm圖線也是一條直線，其斜率比圖中直線的斜率大c如用金屬鈉做實驗得到的ekm圖線也是一條直線，設(shè)其延長線與縱軸交點的坐標(biāo)為(0，ek2)，則ek2ek1d如用金屬鎢做實驗，當(dāng)入射光的頻率1時，不可能有光電子逸出【解析】由光電效應(yīng)方程ekmhw可知ekm圖線是直線，且斜率相同，a、b錯誤；由表中列出的截止頻率和逸出功數(shù)據(jù)可知，c錯誤，當(dāng)入射光的頻率小于金屬鎢的截止頻率時，不發(fā)生光電效應(yīng)，不可能有光電子逸出，d正確【答案】d5(多選)如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗電路，電源的兩個電極分別與接線柱c、d連接，用一定頻率的單色光a照射光電管時，靈敏電流計g的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而且另一頻率的單色光b照射該光電管時，靈敏電流計g的指針不偏轉(zhuǎn)下列說法正確的是() aa光的頻率一定大于b光的頻率b電源正極可能與c接線柱連接c用b光照射光電管時，一定沒有發(fā)生光電效應(yīng)d若靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由egf【解析】用單色光a照射光電管時，靈敏電流計g的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用單色光b照射時，電流計g的指針不偏轉(zhuǎn)，說明單色光a的頻率一定大于單色光b的頻率，a對單色光a照射時一定發(fā)生光電效應(yīng)，單色光b照射時可能發(fā)生光電效應(yīng)，但由于加反向電壓，光電流為零，也可能沒有發(fā)生光電效應(yīng)，c錯誤，b對若靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電流方向一定是與電子定向運動的方向相反，由egf，d對【答案】abd6光電管是應(yīng)用光電效應(yīng)實現(xiàn)光信號與電信號之間相互轉(zhuǎn)換的裝置，其廣泛應(yīng)用于光功率測量、光信號記錄、電影、電視和自動控制等諸多方面如圖218所示，c為光電管，b極由金屬鈉制成(鈉的極限波長為5.0107 m)現(xiàn)用波長為4.8107 m的某單色光照射b極. (1)電阻r上電流的方向是向左還是向右？(2)求出從b極發(fā)出的光電子的最大初動能(3)若給予光電管足夠大的正向電壓時，電路中光電流為10 a，則每秒射到光電管b極的光子數(shù)至少為多少個？【解析】(1)b極板上逸出光電子，相當(dāng)于電源的正極，a為負極，故流過r的電流向左(2)ekmhh6.6310343108 j1.661020 j.(3)每秒電路中流過的電子電荷量qit101061 c1105 cn個6.251013個【答案】(1)向左(2)1.661020 j(3)6.251013個7我國研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100 nm(1 nm109 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強的極紫外激光脈沖大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h6.61034 js，真空光速c3108 m/s) ()a1021 jb1018 jc1015 j d1012 j解析：選b.由題意知，電離一個分子的能量等于照射分子的光子能量，ehh21018 j，故選項b正確8(多選)如圖所示，這是一個研究光電效應(yīng)的電路圖，下列敘述中正確的是()a只調(diào)換電源的極性，移動滑片p，當(dāng)電流表示數(shù)為零時，電壓表示數(shù)為遏止電壓u0的數(shù)值b保持光照條件不變，滑片p向右滑動的過程中，電流表示數(shù)將一直增大c不改變光束顏色和電路，增大入射光束強度，電流表示數(shù)會增大d陰極k需要預(yù)熱，光束照射后需要一定的時間才會有光電流解析：選ac.只調(diào)換電源的極性，移動滑片p，電場力對電子做負功，當(dāng)電流表示數(shù)為零時，則有eumv，那么電壓表示數(shù)為遏止電壓u0的數(shù)值，故a項正確；當(dāng)其他條件不變，p向右滑動，加在光電管兩端的電壓增加，光電子運動更快，由i得電流表讀數(shù)變大，若電流達到飽和電流，則電流表示數(shù)不會增大，b項錯誤；只增大入射光束強度時，單位時間內(nèi)光電子數(shù)變多，電流表示數(shù)變大，c項正確；因為光電效應(yīng)的發(fā)生是瞬間的，陰極k不需要預(yù)熱，所以d項錯誤9.如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗電路，電源的兩個電極分別與接線柱c、d連接。用一定頻率的單色光a照射光電管時，靈敏電流計g的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的單色光b照射該光電管時，靈敏電流計g的指針不偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是()aa光的頻率一定大于b光的頻率b電源正極可能與c接線柱連接c用b光照射光電管時，一定沒有發(fā)生光電效應(yīng)d若靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由egf解題思路：若靈敏電流計指針不偏轉(zhuǎn)，一定沒發(fā)生光電效應(yīng)嗎？提示：不一定。若所加電壓為反向電壓，發(fā)生光電效應(yīng)也不一定有電流。解答：選abd。由于電源的接法不知道，所以有兩種情況：(1)c接負極，d接正極：用某種頻率的單色光a照射光電管陰極k，電流計g的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知a光頻率大于金屬的極限頻率。用另一頻率的單色光b照射光電管陰極k時，電流計g的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知b光的頻率小于金屬的極限頻率，所以a光的頻率一定大于b光的頻率。(2)c接正極，d接負極：用某種頻率的單色光a照射光電管陰極k，電流計g的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知a光產(chǎn)生的光電子能到達負極d端。用另一頻率的單色光b照射光電管陰極k時，電流計g的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知b光未產(chǎn)生光電子或產(chǎn)生的光電子不能到達負極d端，所以a光產(chǎn)生的光電子的最大初動能大，a光的頻率一定大于b光的頻率，a、b正確；由以上的分析可知，不能判斷出用b光照射光電管時，一定沒有發(fā)生光電效應(yīng)，故c錯誤；電流的方向與負電荷定向移動的方向相反，若靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由egf，故d正確。10.用強度相同的紅光和藍光分別照射同一種金屬，均能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。下列判斷正確的是()a用紅光照射時，該金屬的逸出功小，用藍光照射時該金屬的逸出功大b用紅光照射時，該金屬的截止頻率低，用藍光照射時該金屬的截止頻率高c用紅光照射時，逸出光電子所需時間長，用藍光照射時逸出光電子所需時間短d用紅光照射時，逸出的光電子最大初動能小，用藍光照射時逸出的光電子最大初動能大答案d解析同種金屬的逸出功是相同的，a錯誤；同種金屬的截止頻率是相同的，b錯誤；只要金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，逸出光電子的時間一樣，c錯誤；藍光的頻率比紅光大，由ekhw0知，用紅光照射時逸出的光電子的最大初動能小，用藍光照射時逸出的光電子最大初動能大，d正確。11.(多選)用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)、(b)、(c)所示的圖象，則下列說法正確的是 ()a圖象(a)表明光具有粒子性b圖象(c)表明光具有波動性c用紫外光觀察不到類似的圖象d實驗表明光是一種概率波解題思路：(1)什么情況下容易表現(xiàn)出波動性？提示：波長較長，時間較