課時(shí)提升作業(yè)(三十八)選修3-5141

1、圓學(xué)子夢(mèng)想 鑄金字品牌溫馨提示： 此套題為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時(shí)提升作業(yè)(三十八)波粒二象性素能全練(建議：20分鐘50分)選擇題(本題共8小題,16題每小題6分,7、8題每小題7分,共50分。多選題已在題號(hào)后標(biāo)出)1.(多選)(2014·紅橋區(qū)模擬)如圖所示,電路中所有元件完好,光照射到光電管上,靈敏電流計(jì)中沒有電流通過,下述原因可能的是()A.入射光太弱B.入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)C.光照時(shí)間太短D.電源正負(fù)極接反【解析】選B、D。光電管能否產(chǎn)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度沒有關(guān)系,A錯(cuò);若入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng),大于

2、金屬的極限波長(zhǎng)時(shí),金屬不能產(chǎn)生光電效應(yīng),靈敏電流計(jì)中沒有電流通過,B對(duì);光電管能否產(chǎn)生光電效應(yīng)與光照時(shí)間沒有關(guān)系,C錯(cuò);電源正負(fù)極接反時(shí),光電管加上反向電壓,光電子做減速運(yùn)動(dòng),可能不能到達(dá)陽極,電路中不能形成電流,D對(duì),故選B、D。【加固訓(xùn)練】利用光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)如圖所示,用頻率為1的可見光照射陰極K,電流表中有電流通過,則()A.用紫外線照射,電流表中不一定有電流通過B.用紅外線照射,電流表中一定無電流通過C.用頻率為1的可見光照射K,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到A端時(shí),電流表中一定無電流通過D.用頻率為1的可見光照射K,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向B端滑動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)可能不變【解析】選

3、D。因紫外線的頻率比可見光的頻率高,所以用紫外線照射時(shí),電流表中一定有電流通過,A錯(cuò)誤;因不知陰極K的截止頻率,所以用紅外線照射時(shí)有可能發(fā)生光電效應(yīng),B錯(cuò)誤;用頻率為1的可見光照射K,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到A端時(shí),UMK=0,光電效應(yīng)仍發(fā)生,電流表中一定有電流通過,C錯(cuò)誤;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向B端滑動(dòng)時(shí),UMK增大,陽極M吸收光電子的能力增強(qiáng),光電流會(huì)增大,當(dāng)所有光電子都到達(dá)陽極M時(shí),電流達(dá)到最大,即飽和電流,若在滑動(dòng)前,電流已經(jīng)達(dá)到飽和電流,那么再增大UMK,光電流也不會(huì)增大,所以D正確。2.用某種單色光照射某種金屬表面,發(fā)生光電效應(yīng),現(xiàn)將該單色光的光強(qiáng)減弱,則()A.單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生

4、的光電子數(shù)不變B.光電子的最大初動(dòng)能減小C.可能不發(fā)生光電效應(yīng)D.單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少【解析】選D。光電子的最大初動(dòng)能由入射光的頻率決定,與單色光的光強(qiáng)無關(guān),B錯(cuò);能否發(fā)生光電效應(yīng),取決于光的頻率,與光強(qiáng)無關(guān),C錯(cuò);發(fā)生光電效應(yīng)后,光強(qiáng)減弱,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少,A錯(cuò)誤,D正確。3.(2014·西青區(qū)模擬)在下列關(guān)于光電效應(yīng)的說法中正確的是()A.若某材料的逸出功是W0,則極限頻率0=W0hB.光電子的速度和照射光的頻率成正比C.光電子的動(dòng)能和照射光的波長(zhǎng)成正比D.光電子的速度和照射光的波長(zhǎng)的平方根成反比【解題指南】(1)金屬材料的逸出功W0對(duì)應(yīng)極限頻率0,關(guān)系式為0

5、=W0h。(2)光電子的動(dòng)能和速度都隨入射光頻率的增大而增大,但不是正比關(guān)系。【解析】選A。逸出功為W0,則極限頻率為0=W0h,A正確;光電子的速度和光的頻率不是正比關(guān)系,B錯(cuò)誤;波長(zhǎng)越長(zhǎng),頻率越小,光電子動(dòng)能越小,速度越小,光電子的動(dòng)能不和波長(zhǎng)成正比,光電子的速度也不和波長(zhǎng)的平方根成反比,C、D都錯(cuò)誤。4.當(dāng)具有5.0eV能量的光子照射到某金屬表面后,從金屬表面逸出的電子具有的最大初動(dòng)能是1.5eV。為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),入射光的最低能量為()A.1.5 eVB.3.5 eVC.5.0 eVD.6.5 eV【解析】選B。由Ek=h-W得W=h-Ek=5.0eV-1.5 eV=3.5

6、eV要使光電子從金屬表面逸出,入射光的能量必須滿足hminW,則入射光的最低能量為hmin=W=3.5eV故正確選項(xiàng)為B。【加固訓(xùn)練】(2014·北京西城模擬)用某種頻率的光照射鋅板,使其發(fā)射出光電子。為了增大光電子的最大初動(dòng)能,下列措施可行的是()A.增大入射光的強(qiáng)度B.增大入射光的照射時(shí)間C.換用頻率更高的入射光照射鋅板D.換用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的入射光照射鋅板【解析】選C。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=h-W0可知Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系,最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度及時(shí)間無關(guān),A、B錯(cuò)誤;頻率越高,波長(zhǎng)越小,光電子最大初動(dòng)能越大,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。5.(2014·湛江模擬)

7、硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能。若有N個(gè)頻率為的光子打在光電池極板上,這些光子的總能量為(h為普朗克常量)()A.hB.12hC.NhD.2Nh【解析】選C。一個(gè)光子的能量為h,N個(gè)光子的總能量為Nh,C正確。6.如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27,與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)。由圖可知()A.該金屬的截止頻率為4.5×1014HzB.該金屬的截止頻率為5.5×1014HzC.該圖線的斜率表示普朗克常量D.該金屬的逸出功為0.5 eV【解析】選C。圖線在橫軸上的截距為截止頻率,A、B錯(cuò)誤;由光電

8、效應(yīng)方程h=Ek+W0可知圖線的斜率為普朗克常量,C正確;金屬的逸出功為W0=h0=6.5×10-34×4.27×10141.6×10-19eV=1.73 eV,D錯(cuò)誤。7.(多選)(2014·汕頭模擬)如圖是研究光電效應(yīng)的裝置,用一定頻率的光束照射金屬板K有粒子逸出,則()A.逸出的粒子是電子B.改變光束的頻率,金屬的逸出功隨之改變C.減小光束的光強(qiáng),逸出的粒子初動(dòng)能不變D.減小光束的頻率,金屬板可能沒有粒子逸出【解析】選A、C、D。光電效應(yīng)逸出的是光電子,A正確;逸出功只與金屬材料有關(guān),與入射光無關(guān),B錯(cuò)誤;光電子初動(dòng)能與光強(qiáng)無關(guān),C正確;

9、當(dāng)入射光頻率小于極限頻率時(shí),不能發(fā)生光電效應(yīng),D正確。8.(多選)分別用波長(zhǎng)為的單色光照射兩塊不同的金屬板,發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能分別為3eV和2 eV。當(dāng)改用波長(zhǎng)為2的單色光照射時(shí),其中一塊金屬板發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為8eV,則另一塊金屬板發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為()A.5 eVB.7 eVC.9 eVD.12 eV【解析】選B、C。根據(jù)光電效應(yīng)方程知,用波長(zhǎng)為的單色光照射金屬板時(shí)有Ek1=hc-W1,照射金屬板時(shí)有Ek2=hc-W2;若用波長(zhǎng)為2的單色光照射金屬板時(shí)有Ek1=2hc-W1,照射金屬板時(shí)有Ek2=2hc-W2;若Ek1=3eV,Ek2=2eV,Ek1=8eV,則解得E

10、k2=7eV;若Ek1=3eV,Ek2=2eV,Ek2=8eV,則解得Ek1=9eV。【總結(jié)提升】解答光電效應(yīng)問題的常用技巧(1)判斷和描述時(shí)應(yīng)理清三個(gè)關(guān)系。光電子的產(chǎn)生和光子頻率的關(guān)系。光電子的動(dòng)能和入射光頻率以及逸出功的關(guān)系。入射光強(qiáng)度與光電流的關(guān)系。(2)定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式。愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=h-W0。最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek=eU0。逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0=h0。強(qiáng)化專練(建議：25分鐘)強(qiáng)化點(diǎn)1：光電管電路1.(多選)(2014·和平區(qū)模擬)如圖在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時(shí),電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),而用另一頻率的B

11、單色光照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng),則下列說法正確的是()A.A光的頻率大于B光的頻率B.A光的頻率小于B光的頻率C.A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流方向是a流向bD.A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流方向是b流向a【解析】選A、C。A光照射光電管時(shí),電子由b流向a,即電流由a流向b,C對(duì),D錯(cuò)。若入射光的頻率降低,低于極限頻率,則不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),A對(duì),B錯(cuò)。2.(2014·廣州模擬)如圖所示為光電管的工作電路,要使電路中形成較強(qiáng)的光電流,須在A、K兩電極間加一直流電壓,則()A.電源正極應(yīng)接在P點(diǎn),光電子從K極發(fā)出B.電源正極應(yīng)接在P點(diǎn),光電子從A極發(fā)出C.電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn),光電子從

12、K極發(fā)出D.電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn),光電子從A極發(fā)出【解析】選A。光電子從K極發(fā)出,要形成較強(qiáng)光電流應(yīng)加正向電壓,電源正極應(yīng)接P點(diǎn),故A正確?！炯庸逃?xùn)練】(多選)(2014·湛江二模)用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí),電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么()A.a光的頻率一定大于b光的頻率B.只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流計(jì)G的電流增大C.增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.用a光照射光電管陰極K時(shí)通過電流計(jì)G的電流是由d到c【解析】選A、B。a光的頻率大于極限頻率,而b光頻率

13、小于極限頻率,A正確;增加a光強(qiáng)度可使電流增大,而增加b光強(qiáng)度,光電效應(yīng)仍不會(huì)發(fā)生,B正確、C錯(cuò)誤;電流計(jì)電流由c到d,D錯(cuò)誤。強(qiáng)化點(diǎn)2：極限頻率3.(多選)(2014·塘沽區(qū)模擬)關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是()A.極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B.只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng),任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.從金屬表面出來的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比D.若發(fā)生了光電效應(yīng)且入射光的頻率一定時(shí),光照越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多【解析】選A、D。極限頻率越大,越難發(fā)生光電效應(yīng),因?yàn)橐莩龉υ酱?所以A選項(xiàng)正確;能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于照射光的頻率,與光照強(qiáng)度和光照時(shí)間無關(guān),所

14、以B選項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)h-W逸=mv22可知,照射光頻率越大,光電子的最大初動(dòng)能越大,但兩者并非正比關(guān)系,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;頻率一定時(shí),光照越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)照射光打到單位面積的金屬表面的光子的數(shù)量越多,產(chǎn)生的光電子數(shù)越多,光電流越大,D選項(xiàng)正確。4.(2014·南開區(qū)模擬)用一束紫光照射某金屬時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng),若要使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),可采取的措施是()A.增大該紫光的強(qiáng)度B.延長(zhǎng)該紫光的照射時(shí)間C.改用頻率更高的電磁波照射D.改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光照射【解析】選C。用紫光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng),說明紫光頻率小于極限頻率,增大光的強(qiáng)度,延長(zhǎng)照射時(shí)間都不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),A、B錯(cuò)誤;增大入射光頻率可以

15、發(fā)生光電效應(yīng),C正確;波長(zhǎng)越長(zhǎng),頻率越小,D錯(cuò)誤。5.(多選)銫的極限頻率為4.5×1014Hz,下列光中可使其發(fā)生光電效應(yīng)的是()A.真空中波長(zhǎng)為0.9m的紅外線B.真空中波長(zhǎng)為0.7m的紅光C.真空中波長(zhǎng)為0.45m的紫光D.真空中波長(zhǎng)為0.3m的紫外線【解題指南】(1)要發(fā)生光電效應(yīng),入射光頻率一定要大于金屬的極限頻率;(2)真空中光的波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系為=c。【解析】選C、D。銫的極限頻率為4.5×1014Hz,根據(jù)0=c。極限頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)0=6.67×10-7m,要發(fā)生光電效應(yīng),波長(zhǎng)應(yīng)小于0,故選C、D。強(qiáng)化點(diǎn)3：光電效應(yīng)方程6.(多選)已知能使某金屬產(chǎn)

16、生光電效應(yīng)的極限頻率為0,則()A.當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí),一定能產(chǎn)生光電子B.當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí),所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為h0C.當(dāng)照射光的頻率大于0時(shí),若增大,則逸出功增大D.當(dāng)照射光的頻率大于0時(shí),若增大一倍,則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍【解析】選A、B。由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm=h-W0,逸出功W0=h0知,當(dāng)入射光頻率為20時(shí),一定能產(chǎn)生光電子,其最大初動(dòng)能Ekm=2h0-h0=h0,故A、B正確,D錯(cuò)誤;逸出功與金屬材料有關(guān),與入射光頻率無關(guān),故C錯(cuò)。【總結(jié)提升】光電效應(yīng)方程的應(yīng)用技巧(1)先看入射光頻率是否大于極限頻率;(2)再考慮金屬的逸出

17、功,根據(jù)光電效應(yīng)方程確定最大初動(dòng)能;(3)最大初動(dòng)能與入射光頻率是線性關(guān)系,但不是正比關(guān)系。7.(多選)(2014·河北區(qū)模擬)頻率為的光照射某金屬時(shí),產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ekm,則()A.若改用頻率為2的光照射,該金屬產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為2EkmB.若改用頻率為2的光照射,該金屬產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ekm+hC.若改用頻率為12的光照射,該金屬產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ekm+12hD.若改用頻率為12的光照射,該金屬可能不發(fā)生光電效應(yīng)【解析】選B、D。根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=h-W,可以確定B、D正確,A、C錯(cuò)誤。8.(2014·東莞模擬)如圖,當(dāng)電鍵K斷開時(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。合上電鍵,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