1、课时训练6光子基础夯实1.光电效应的四条规律中,经典的电磁理论能解释的有()A.入射光的频率必须大于被照射的金属的极限频率才能产生光电效应B.光电子的最大初动能与入射光强度无关,只随入射光频率的增大而增加C.入射光照到金属上时,光电子的发出几乎是瞬时的D.当入射光频率大于金属的极限频率时,光电流强度与入射光强度成正比答案D解析光电效应现象与经典的电磁学理论的矛盾是不能解释极限频率的存在,不能解释最大初动能与入射光的频率有关,不能解释光电子的发射几乎不需要时间,显然答案为D.2.用能量为5.0 eV的光子照射某金属的表面,金属发射光电子的最大初动能为1.5 eV,则该金属的逸出功为()A.1.5
2、 eVB.3.5 eVC.5.0 eVD.6.5 eV答案B3.某金属在一束绿光的照射下发生光电效应,则()A.若增加绿光的照射强度,则单位时间内逸出的光电子数目不变B.若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能增加C.若改用紫光照射,则逸出的光电子最大初动能增加D.若改用紫光照射,则单位时间内逸出的光电子数目增加答案C解析光电流和光电子的最大初动能与入射光的强度无关,A、B错;改用紫光照射,入射光频率增大,光电子的最大初动能增加,C对;至于用紫光照射时单位时间内逸出的光电子数目是否变化,要看光的强度怎样改变,D错.4.如图,光电管的工作电路,要使电路中形成较强的光电流,须在A、K两电极间
3、加一直流电压,则()A.电源正极应接在P点,光电子从K极发出B.电源正极应接在P点,光电子从A极发出C.电源正极应接在Q点,光电子从K极发出D.电源正极应接在Q点,光电子从A极发出答案A解析首先这个电压应该是加速电压,P应该是电源正极,显然K是金属电极,亦即是阴极,用来产生光电子,在光的照射下,光电子从K极逸出.A正确,B、C、D错误.5.利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示,用频率为0的可见光照射阴极K,电流表中有电流通过,则()(导学号51160137)A.用紫外光照射K,电流表中不一定有电流通过B.用红外光照射K,电流表中一定无电流通过C.用频率为0的可见光照射K,当滑动变阻器的滑片
4、移到A端,电流表中一定无电流通过D.用频率为0的可见光照射K,当滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电流表示数可能不变答案D解析选项若原来电流已饱和,则滑片向B端移动电流表示数将不变.6.(多选)铯的极限频率为4.51014Hz,下列光中可使其发生光电效应的是()A.真空中波长为0.9 m的红外线B.真空中波长为0.7 m的红光C.真空中波长为0.45 m的紫光D.真空中波长为0.3 m的紫外线答案CD解析根据c=,可以计算出入射光的波长为0.66 m,由此可知能发生光电效应现象的是C、D,故C、D正确.7.用某种频率的光照射锌板,使其发射出光电子.为了增大光电子的最大初动能,下列措施可行的是()(
5、导学号51160138)A.增大入射光的强度B.增加入射光的照射时间C.换用频率更高的入射光照射锌板D.换用波长更长的入射光照射锌板答案C解析根据爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W可知,Ek与照射光的频率成线性关系,只有选项C可行.能力提升8.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短时间内只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,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子光电效应,这已被实验证实.光电效应实验装置示意如图所示.用频率为的普通光源照射阴极K,没有发生光电效应.换用同样频率的强激光
6、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KA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为电子电荷量)()(导学号51160139)A.U=-B.U=-C.U=2h-WD.U=-答案B解析根据题目信息可知,普通光源照射时,电子不能吸收一个光子而成为自由电子,但激光照射时,电子则可以吸收多个光子而成为自由电子,设电子吸收了n个光子,即nh-W=Ek,当光电子在反向电压的作用下使光电流减小到0时,有Ek=eU,联立可得U=,n只能取整数,n
7、2,B项正确.9.(多选)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为0,则()A.当用频率为20的单色光照射该金属时,一定能产生光电子B.当用频率为20的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为h0C.当照射光的频率大于0时,若增大,则逸出功增大D.当照射光的频率大于0时,若增大一倍,则光电子的最大初动能也增大一倍答案AB解析当入射光的频率大于等于金属的极限频率时,就会发生光电效应,A选项正确;由于金属材料一定,极限频率一定,逸出功W逸=h0一定,0为极限频率,增大,逸出功不变,C选项错误.由爱因斯坦光电效应方程Ekm=h-W逸,得=20时,Ekm=h-W逸=2h0-h0=h0,当增大一倍
8、,=40时,Ekm=h-W逸=4h0-h0=3h0,所以B选项正确,D选项错误.10.(多选)有a、b、c三束单色光,其波长关系为abc.用b光束照射某种金属时,恰能发生光电效应.若分别用a光束和c光束照射该金属,则可以断定()(导学号51160140)A.a光束照射时,不能发生光电效应B.c光束照射时,一定能发生光电效应C.a光束照射时,释放光电子最多D.c光束照射时,释放光电子的最大初动能最小答案AB解析c=,abc,abc用b光束照射金属,该频率等于极限频率,恰好发生光电效应.因为光束a的频率小于该极限频率,不能发生光电效应,A选项正确;光束c的频率大于该极限频率,能发生光电效应,B选项正确;光电子数目由光强来决定,不知三束光的光强,无法确定释放出的光电子数,C选项错误;由光电效应方程Ekm=h-W逸,c频率最大,金属的逸出功一定,则c光照射时,释放出的光电子动能最大,D选项错误.11.用能量为E的光子照射金属表面,产生的光电子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,最大半径为R,求金属表面光电子的逸出功.(已知电子质量为m,电荷量为q)(导学号51160141)答案E-解析由光电子做匀速圆周运动知R=,则 vmax=,光电子最大动能Ek=m=,由爱因斯坦光电效应方程知,逸出功W0=E-Ek=E-.
