光电效应题目.doc

(2011年高考广东(一模)卷)光电效应实验中，下列表述正确的是(CD　　)
A．光照时间越长光电流越大
B．入射光足够强就可以有光电流
C．遏止电压与入射光的频率有关
D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
解析：选CD.光电流的大小与光照时间无关，A项错误；如果入射光的频率小于金属的极限频率，入射光再强也不会发生光电效应，B项错误；遏止电压与入射光的频率有关，C项正确；只有当入射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，D项正确．

一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)
1．对爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，下面的理解正确的是(　　)
A．只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能Ek
B．式中的W0表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功
C．逸出功W0和极限频率ν0之间应满足关系式W0＝hν0
D．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比
解析：选C.爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0中的W0表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值，对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的，其他光电子的初动能都小于这个值，故A、B错误．若入射光的频率恰好是极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是0，因此有W0＝hν0，C对．由Ek＝hν－W0可知Ek和ν之间是一次函数关系，但不是成正比关系，D错误．
2．频率为ν的单色光照射在某种金属表面产生光电效应，由金属表面逸出的光电子垂直射入匀强磁场做圆周运动时，其最大半径为r.若要使最大半径r增大，可采取(　　)
A．用频率大于ν的单色光照射
B．用频率小于ν的单色光照射
C．仍用频率为ν的单色光照射，但延长照射时间
D．仍用频率为ν的单色光照射，但增大光的强度
解析：选A.只有增大频率，才能增加电子的初动能，即增大光电子的速度，由r＝知，速度增大时，半径增大．
图2－1
3．在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系如图2－1所示，由实验图象不可求出(　　)
A．该金属的逸出功
B．该金属的极限频率
C．单位时间内逸出的光电子数
D．普朗克常量
解析：选C.根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，任何一种金属的逸出功W0一定，说明Ek随ν的变化而变化，且是线性关系(与y＝ax－b类似)，直线的斜率等于普朗克常量，D项正确．直线与纵轴的截距OC表示ν＝0时的光电子逸出克服金属引力所做的功，即为该金属的逸出功，A项正确．直线与横轴的截距OA表示Ek＝0时的频率ν0，即为金属的极限频率，B项正确．
4．分别用波长为λ和 的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为12，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为(　　)
A.　　　　　　　　　B.
C. D.
解析：选B.设此金属板的逸出功为W，根据光电效应方程得如下两式：当用波长为λ的光照射时：Ek1＝－W0，当用波长为λ的光照射时：Ek2＝－W0，又＝，解由组成的方程组得W0＝.故正确答案为B.
5．紫外线光子的动量为，一个静止的O3吸收了一个紫外线光子后(　　)
A．仍然静止
B．沿着光子原来运动的方向运动
C．沿光子运动相反方向运动
D．可能向任何方向运动
解析：选B.由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的O3分子与光子原来运动方向相同，故正确选项为B.
6．一个能量为ε，动量为p的微观粒子，所对应的物质波的速度为(　　)
A. B.
C. D.
解析：选B.由p＝，ε＝hν得λ＝，ν＝，由波速公式v＝λν得v＝，B正确．
二、双项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，不选或有选错的得0分)
7．关于光电效应，下列说法中正确的是(　　)
A．光电流随入射光频率的增大而增大
B．光电子的最大初动能越大，光电流就越小
C．光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率
D．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，则改用频率是ν2的红光照射该金属可能发生光电效应
解析：选CD.A中认为光的频率高，光子能量大，光就强，产生的光电流也强，故A错；B中认为光电子的初动能大，电子运动得快，光电流就强，B错；D中改用红光照射时，虽然ν变小了，但仍可能高于金属的极限频率而发生光电效应，故D项正确；光电流的强度与入射光的强度成正比，而入射光的强度是由单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子数和光的频率共同决定的，能否产生光电效应，通过比较入射光的频率和极限频率而确定，故C项正确．
8．用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较弱的太阳光照射某金属，则(　　)
A．可能不发生光电效应
B．逸出光电子的时间明显变长
C．逸出光电子的最大初动能不变
D．单位时间逸出光电子的数目变小
解析：选CD.由于太阳光含有紫光，所以照射金属时发生光电效应且逸出光电子的最大初动能不变，又因为光强变弱，所以单位时间逸出光电子的数目变小．
9．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，则(　　)
A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0
C．当照射光的频率ν>ν0时，若ν增大，则逸出功增大
D．当照射光的频率ν>ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
解析：选AB.入射光的频率大于金属的极限频率，照射该金属时一定能发生光电效应，A正确；金属的逸出功为W0＝hν0，又根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，当入射光的频率为2ν0时，其光电子的最大初动能为Ek′＝2hν0－hν0＝hν0，B正确；当入射光的频率由2ν0增大一倍变为4ν0时，其光电子的最大初动能为Ek″＝4hν0－hν0＝3hν0，显然不是随着增大一倍，D错误；逸出功是金属本身对金属内电子的一种束缚本领的体现，与入射光的频率无关，C错误．

一、选择题
1．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从半径为ra的圆周轨道上自发地直接跃迁到一个半径为rb的圆周轨道上，ra＞rb，在此过程中[ ]
A．原子要发出一系列频率的光子
B．原子要吸收一系列频率的光子
C．原子要发出某一频率的光子
D．原子要吸收某一频率的光子
2．激光器输出功率为P瓦，它每秒发出的光子数为[ ]
A．Ph/λc B．Pλ/hc C．Pc/hλ D．Pλc/h
3．处于基态的氢原子被一束单色光照射后，能辐射出三种频率分别为 1、 2、 3的光子，且 1＞ 2＞ 3，则λ射光的频率可能为[ ]
A． 1 B． 2+ 3 C． 2 D． 3
4．对光电效应的解释，正确的是[ BC ]
A．金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属
B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要做的最小功，光电效应便不能发生了
C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大
D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同
5．下列哪些说法是正确的是[ ]
A．光子说完全否定了波动说
B．光的波粒二象性是指光与宏观概念中的波与粒子很相似
C．光的波动说和光子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有不能解释的实验现象
D．光的波粒二象性才是对光的本性的正确认识
6．用光照射金属表面，没有发射光电子，这可能是( D )
（A）入射光强度太小 （B）照射的时间太短
（C）光的波长太短 （D）光的频率太低
7．光照射到某金属表面，金属表面有光电子逸出，则( BD )
（A）若入射光的频率增加，光的强度减弱，那么逸出电子的最大初动能可能不变
（B）若入射光的频率不变，光的强度减弱，那么单位时间内逸出电子数目减少
（C）若入射光的频率不变，光的强度减弱到不为零的某一数值时，可能不再有电子逸出
（D）若入射光的频率增加，而强度不变，那么单位时间内逸出电子数目不变，而光电子的最大初动能增大
8．用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是（ ）
（A）
（C）验电器内的金属箔带正电 （D）验电器内的金属箔带负电
9．某介质中光子的能量是E，波长是λ,则此介质的折射率是（ ）
（A）λE/h （B）λE/ch （C）ch/λE （D）h/λE
10．如图所示，用一束光照射光电管时，电流表A中有一定读数，下列措施中有可能使电流表的示数增大的是（ ）
（A）（B）增大入射光的强度
（C）a、b是两束频率不同的单色光，当它们从真空中以相同的入射角射入玻璃中，发生了如图所示的折射，则下面说法中正确的是（ ）
（A）玻璃对光束a的折射率大
（B）若光从玻璃射向空气，光束a的临界角比光束b的临界角大
（C）光束a中的光子的能量较小
（D）在玻璃中光束a的波长较长
二、填空题
12．发光功率为P的点光源，向外辐射波长为λ的单色光，均匀投射到以光源为球心、半径为R的球面上．已知普朗克常量为h，光速为C，则在球面上面积为S的部分，每秒钟有_______个光子射入．
13．已知铯的极限频率4.545×1014Hz．钠的极限频率为6.000×1014Hz，银的极限频率为1.153×1015Hz，铂的极限频率为1.529×1015Hz．当用波长为0.375μm的光照射它们时，可发生光电效应的物质是_铯____钠___
14．一单色光在某种介质中的传播速度为1.5×108m/s，它在介质中的波长为300nm，这种光的频率为_______Hz，在真空中的波长为________这种光子的能量为_______J．
15．某原子的核外电子从第三能级跃迁到第二能级时能辐射出波长为λ1的光，从第二能级跃迁到第一能级时能辐射出波长为λ2的光，则电子从第三能级跃迁到第一能级时能发出波长为_______的光．
三、计算题
16．用频率为6.00×1014Hz的光照射钠片，恰可使钠发生光电效应，现改用频率为8.00×1014Hz的紫外线照射，飞出的光电子的最大初动能应该为多少？
17．氢原子的核外电子可以在半径为2.12×10-10m的轨道上运动，试求在这个轨道上运动时，电子的速度是多少？（me=9.1×10-30kg）
参考答案
一、选择题
1．C 2．B 3．AB 4．BC 5．CD 6.D7 BD 8AC
9C 10 BD 11 BC
二、填空题
12
13．铯和钠
14．5．5×1014，6×10-7，3.3×10-19 15．λ1λ2/（λ1+λ2）
三、计算题
16．1.33×10-19J 17．1.2×106m/s