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1、全品选考复习方案物理浙江省课时作业(三十四) 第34讲光电效应波粒二象性基础达标1.如图K34-1所示,某种频率的光照射金属钢使一些电子从钢外表发射出来为了测量这些电子的最大 初动能,在钢外表上方放置一带电金属板,调节金属板电势,使所有电子均不能到达金属板(金属板电势 低于钢外表),假设顿外表与金属板的最小电势差为3.02 V,金属钢的逸出功为2.50 eV,普朗克常量 为6.63x10-34 J.s,可见光的波长范围为400 nm-760 nm,那么()金属板A.电子的最大初动能为2.50 eVB.照射光的频率约为L33xl0i5 HzC.所有电子返回钢外表时的动能都为3.02 eVD.可见
2、光照射金属钢一定不会发生光电效应2 .如图K34-2甲所示,合上开关,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K,发现电流表读数不为零调 节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零,当电压表读数大于或等于0.60 V时,电流表读数为零.把电路改为图乙,当电压表读数为2 V时,逸出功及电子到达阳极时的最大动能 分别为()A.1.5 eV 和 0.6 eV B.1.7 eV 和 1.9 eVC.1.9 eV 和 2.6 eV D.3.1 eV 和 4.5 eV3 .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 属外表逸出.强激光的
3、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图如图K34-3所示.用频率为珀勺普通光源照射阴极K,没有发生光电效应.换用同样频率 为勺强激光照射阴极K,那么发生了光电效应;此时,假设加上反向电压。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。光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压可能为(逸出功为 心,普朗克常量为电子电荷量为e)()电源I电源I图 K34-3A”也* e eB 2hv IVp, e eC
4、2/71/-PK)D 5/n/ % 2e e4.现有久a。三束单色光,其波长关系为4:儿:人=1 ; 2 :3.当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应,飞出的光电子最大初动能为&假设改用。光束照射该金属板,飞出的光电子最大初动能为那么当改用C光束照射该金属板时()A.能发生光电效应,飞出的光电子最大初动能为16B.能发生光电效应,飞出的光电子最大初动能为C.能发生光电效应,飞出的光电子最大初动能为去6JL乙D.由于。光束光子能量较小,该金属板不会发生光电效应5.如图K344所示,一光电管的阴极用极限波长大=5x10-7 m的钠制成.用波长)=3x 10-7 m的紫外线照射阴极K,光电管阳极A
5、和阴极K之间的电势差U=2.1 V时光电流到达饱和,饱和值为/=0.56mA.普朗克常量77=6.63x10-34 J.s,光速c-3.0xl08 m/s,电子电荷量e-1.6xl019 (2,那么()A.每秒内由K极发射的电子数约为3.5x1015个B.电子到达阳极A时的最大动能为2.1 eVC.假设电势差不变,而照射光的强度增大,那么电子到达阳极A时的最大动能变大D.假设照射光的强度不变,而电势差。增大很!光电流将变大.普朗克在研究黑体辐射的基础上才是出了量子理论.如图K34-5所示关于黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是()技能强化.侈选)2020奉化模拟如图K34-6
6、所示是工业生产中大局部光电控制设备(如夜亮昼熄的路灯)用 到的光控继电器的示意图,它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几局部组成.当用绿光照射光电管阴极K时,可以发生光电效应,那么以下说法中正确的选项是()A.增大绿光照射强度,光电子最大初动能增大B增大绿光照射强度,电路中的光电流增大C.改用波长比绿光波长大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流D.改用频率比绿光频率大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流6 .侈选)图K34-7甲为光电效应实验电路图移动滑动变阻器滑片或对调电源正、负极,得到电流表的 示数/随电压表的示数变化的规律如图乙所示.以下说法中正确的选项是()光束窗口A.由
7、能量守恒定律可知,光电子的最大初动能等于入射光子的能量.由欧姆定律可知,电压表的示数为零时,电流表的示数也为零C.保持光的颜色不变,只增加光照强度时图像的纵截距I.会增大d.只改变光的颜色,发现/-图像的横截距绝对值a增大,这种光在同一双缝干涉装置中的干涉条纹 间距比原来的光要小8 .(多项选择)如图K34-8所示,在研究光电效应的实验中,用频率为珀勺单色光照射阴极K时,能发生光电效 应,并测得遏止电压为.假设用上述单色光照射一群处于n=2的激发态的氢原子,恰能使氢原子跃迁到 n=6的激发态,电子带的电荷量为6真空中的光速为G普朗克常量为氢原子在能级上的能量 &与基态的能量后满足日聿.以下说法
8、正确的选项是()A.光电子的最大初动能为hv-eUB.阴极K的极限频率为假设C.氢原子基态的能量为力1/D.氢原子从77=3的能级跃迁到n=2的能级时发射出光的波长为之挑战自我10.(多项选择)太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器,由于太阳光具有连续不断、方向固 定等特点,借助太阳帆为动力的航天器无需携带任何燃料.在太阳光光子的撞击下,航天器的飞行速度 会不断增加.现有一艘质量为。的太阳帆飞船在太空中运行,某时刻帆面与太阳光垂直.设帆面100% 地反射太阳光,帆的面积为5且单位面积上每秒接收到的太阳辐射能量为后,太阳辐射的光子的 波长均近似取4不计太阳光反射时频率的变化.普朗克常量
9、为光速为G那么()A.飞船获得的能量为E。B.光子的平均能量为与 AC.每秒射到帆面上的光子数为学heD.此时飞船获得的加速度为现11.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性.爱因斯坦的光电效应理论和康普顿效应理论说明,光在某 些方面确实也会表现得像是由一些粒子(即一个个有确定能量和动量的光子)组成的.人们意识到, 光既具有波动性,又具有粒子性.(C为光速力为普朗克常量)(1)物理学家德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子,他提出假设:实物粒子也具有波动性,即每一 个运动的粒子都与一个对应的波相联系,粒子的能量E和动量跟它所对应波的频率而波长/I之间也 遵从如下关系:乂 二?青依据上述关系以及光的波长公式,试推导单个光子的能量和动量夕间存在 的关系.(2)我们在磁场中学习过磁通量G其实在物理学中有很多通量的概念,比方电通量、光通量、辐射通量 等等幅射通量已表示单位时间内通过某一截面的辐射能,其单位为J/s.光子具有能量.一束波长为加勺可见光垂直照射在面积为5的黑色纸片上,其辐射通量为Og且全部被 黑纸片吸收,求该束光单位体积内的光子数光子具有动量.当光照射到物体外表上时,不管光被物体吸收还是被物体外表反射,光子的动量都会 发生改变,因而对物体外表产生一种压力.求上一问中的光对黑纸片产生的压力大小,并判断假设将黑纸 片换成等大的白纸片,该束光对白纸片的压力有何变化.
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