PAGE5-第2節光的粒子性A組：合格性水平訓練1．(光電效應的試驗)(多選)在如圖所示的光電管的試驗中，發覺用肯定頻率的A單色光照耀光電管時，電流表指針會發生偏轉，而用另一頻率的B單色光照耀時，不發生光電效應，那么()A．A光的頻率大于B光的頻率B．B光的頻率大于A光的頻率C．用A光照耀光電管時，流過電流表G的電流方向是a流向bD．用A光照耀光電管時，流過電流表G的電流方向是b流向a答案AC解析由發生光電效應的條件可知，A單色光的頻率大于B單色光的頻率，A正確，B錯誤；A單色光照耀光電管的陰極K時，從陰極K逸出電子，這些電子沖向陽極，在整個電路中形成順時針電流，故流過電流表G的電流方向是a流向b，C正確，D錯誤。2．(光電效應的理解)(多選)現有a、b、c三束單色光，其波長關系為λa>λb>λc，用b光束照耀某種金屬時，恰能發生光電效應。若分別用a光束和c光束照耀該金屬，則可以斷定()A．a光束照耀時，不能發生光電效應B．c光束照耀時，不能發生光電效應C．a光束照耀時，釋放出的光電子數目最多D．c光束照耀時，釋放出的光電子的最大初動能最大答案AD解析波長關系為λa>λb>λc，則νa<νb<νc。b光束照耀某種金屬時，恰能發生光電效應，依據發生光電效應的條件，a光照耀不能發生光電效應，c光照耀能發生光電效應，所以A正確，B、C錯誤。依據光電效應方程：Ekm＝heq\f(c,λ)－W0，知c光束照耀時，釋放出的光電子的最大初動能最大，所以D正確。3．(光電效應的理解)(多選)已知鈣的逸出功是3.20eV，對此理解正確的是()A．鈣中的電子脫離鈣需做功3.20eVB．鈣表面的電子脫離鈣需做功超過3.20eVC．鈣只需汲取3.20eV的能量就有電子逸出D．入射光子的能量必需大于3.20eV才能發生光電效應答案BD解析鈣的逸出功為3.20eV，知電子逸出克服金屬鈣所做的最小的功為3.20eV，金屬內部的電子須要更多能量才能脫離表面。故A、C錯誤，B、D正確。4．(光電效應方程的應用)某種單色光的頻率為ν，用它照耀某種金屬時，在逸出的光電子中動能最大值為Ek，則這種金屬的逸出功和極限頻率分別為()A．hν－Ek，ν－eq\f(Ek,h) B．Ek－hν，ν＋eq\f(Ek,h)C．hν＋Ek，ν－eq\f(h,Ek) D．Ek＋hν，ν＋eq\f(h,Ek)答案A解析依據愛因斯坦的光電效應方程，Ek＝hν－W0(W0為逸出功)，所以W0＝hν－Ek；極限頻率νc＝eq\f(W0,h)＝eq\f(hν－Ek,h)＝ν－eq\f(Ek,h)，故A項正確。5．(綜合)下表給出了一些金屬材料的逸出功。材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功/10－19J3.05.15.96.26.6現用波長為400nm的單色光照耀上述材料，能產生光電效應的材料最多有(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s)()A．1種B．3種C．4種D．5種答案A解析由ε＝hν及c＝λν得ε＝heq\f(c,λ)，故波長為400nm的單色光光子的能量為ε＝6.63×10－34×eq\f(3.0×108,4×10－7)J≈4.97×10－19J，當入射光光子的能量大于金屬的逸出功時，才能發生光電效應，因入射光光子的能量只大于銫的逸出功，故能產生光電效應的材料有1種，A正確。6．(光電效應方程的應用)用頻率為ν的光照耀某金屬表面時，逸出的光電子最大初動能為Ek，若改用頻率為3ν的光照耀該金屬時，則逸出光電子的最大初動能為()A．3hν B．3EkC．3hν－Ek D．2hν＋Ek答案D解析由光電效應方程可知Ek＝hν－W0，Ek′＝h·3ν－W0，所以Ek′＝2hν＋Ek。7．(綜合)如圖甲所示，合上開關，用光子能量為2.5eV的一束光照耀陰極K，發覺電流表讀數不為零。調整滑動變阻器，發覺當電壓表讀數小于0.60V時，電流表讀數仍不為零；當電壓表讀數大于或等于0.60V時，電流表讀數為零。把電路改為圖乙所示，當電壓表讀數為2V時，電子到達陽極時的最大動能為()A．0.6eVB．1.9eVC．2.6eVD．4.5eV答案C解析圖甲所加電壓為反向電壓，當電壓表讀數大于或等于0.6V時，電流表讀數為0，說明光電子的最大初動能為Ek＝0.6eV，圖乙所加電壓為正向電壓，故電子到達陽極時，最大動能為Ek′＝Ek＋2eV＝2.6eV，C正確。B組：等級性水平訓練8．(光電效應的理解)(多選)關于光電效應，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．只要光照耀的時間足夠長，任何金屬都能產生光電效應C．從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小D．入射光的頻率肯定時，入射光越強，單位時間內逸出的光電子數就越多答案AD解析金屬的逸出功與其極限頻率成正比，即W0＝hνc，故A正確。只要入射光的頻率大于金屬的極限頻率，就能發生光電效應，與光照時間的長短無關，B錯誤。依據愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0知，光電子的最大初動能不僅與金屬的逸出功有關，且與入射光的頻率有關，C錯誤。在入射光的頻率肯定時，入射光越強，單位時間內入射的光子數目越多，因此逸出的光電子數就越多，D正確。9．(綜合)用不同頻率的紫外線分別照耀鎢和鋅的表面而產生光電效應，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν變更的Ekν圖象，已知鎢的逸出功是4.54eV，鋅的逸出功是3.34eV，若將二者的圖線畫在同一個Ekν坐標圖中，用實線表示鎢、虛線表示鋅，則正確反映這一過程的圖是()答案B解析依據光電效應方程Ek＝hν－W0可知，Ekν圖線的斜率代表了普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ekν圖線應當平行，C、D錯誤。圖線的橫截距代表了極限頻率ν0，而ν0＝eq\f(W,h)，因此鎢的ν0大些。綜上所述，B圖正確。10．(綜合)(多選)N為鎢板，M為金屬網，它們分別與電池的兩極相連，各電池的電動勢和極性如圖所示，已知金屬鎢的逸出功為4.5eV。現分別用不同能量的光子照耀鎢板(各光子的能量已在圖上標出)，那么圖中沒有光電子到達金屬網的是()答案AC解析C、D加反向電壓，只要入射光子的能量hν≥W0＋eU，就有光電子到達金屬網，將各數值代入上式可知D中光電子能到達金屬網，C中光電子不能到達金屬網；A、B加正向電壓，只要入射光子能量大于逸出功，就有光電子到達金屬網，可知B中光電子能到達金屬網，A中沒有光電子產生，沒有光電子到達金屬網。綜上所述，A、C符合題意。11．(綜合)在光電效應試驗中，飛飛同學用同一光電管在不同試驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示。則可推斷出()A．甲光的頻率大于乙光的頻率B．乙光的波長大于丙光的波長C．乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D．甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能答案B解析由于是同一光電管，因而不論對哪種光，極限頻率和金屬的逸出功相同，對于甲、乙兩種光，遏止電壓相同，因而頻率相同，A錯誤；丙光對應的遏止電壓較大，因而丙光的頻率較高，波長較短，對應的光電子的最大初動能較大，故C、D錯誤，B正確。12．(綜合)如圖所示，一光電管的陰極用極限波長λ0＝5000×10－10m的鈉制成。用波長λ＝3000×10－10m的紫外線照耀陰極，光電管陽極A和陰極K之間的電勢差U＝2.1V，飽和光電流的值(當陰極K放射的電子全部到達陽極A時，電路中的電流達到最大值，稱為飽和光電流)I＝0.56μA。(1)求每秒鐘內由K極放射的光電子數目；(2)求電子到達A極時的最大動能；(3)假如電勢差U不變，而照耀光的強度增到原值的三倍，此時電子到達A極時最大動能是多少？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)答案(1)3.5×1012個(2)6.01×10－19J(3)見解析解析(1)設每秒內放射的光電子數為n，則n＝eq\f(I,e)＝eq\f(0.56×10－6,1.60×10－19)＝3.5×1012(個)。(2)由光電效應方程可知Ekm＝hν－W0＝heq\f(c,λ)－heq\f(c,λ0)＝hceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,λ)－\f(1,λ0)))，在A、K間加電壓U時，電子到達陽極時的動能為Ek，則Ek＝Ekm＋eU＝hceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,λ)－\f(1,λ0)))＋eU。代入數值得Ek≈6.01×10－19J。(3)依據光電效應規律，光電子的最大初動能與入射光的強度無關，假如電勢差U不變，則電子到達A極的最大動能不會變。13．(綜合)用波長為λ的光照耀金屬的表面時，遏止電壓為某個值；當光的波長變更為原波長的eq\f(1,n)后，已查明遏止電壓必需增大到原值的η倍，試計算原入射光的波長λ。(已知該金屬的逸出功為W0)答案eq\f(\a\vs4