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[基础题组练]
题组一 光电效应的实验规律
1.某单色光照射某金属时不能产生光电效应,则下述措施中,可能使该金属产生光电效应的是( )
A.延长光照时间
B.增大光的强度
C.换用频率更高的光照射
D.换用波长更长的光照射
答案 C
解析 某单色光照射某金属时不能产生光电效应,说明该单色光的频率较低,光子能量较小;通过延长光照时间、增大光的强度,都不能产生光电效应;只有换用频率更高(或者波长更短)的光照射,才有可能使该金属产生光电效应,选项C正确.
2.如图所示,某种单色光照射到光电管的阴极上时,电流表有示数,则下列说法不正确的是( )
A.入射的单色光的频率大于阴极材料的截止频率
B.增大单色光的强度,电流表的示数将增大
C.滑片P向左移,电流表示数将增大
D.滑片P向左移,电流表示数将减小,甚至为零
答案 C
解析 单色光照射到光电管的阴极上时,电流表有示数,说明发生了光电效应,因此入射的单色光的频率一定大于阴极材料的截止频率,选项A正确;增大单色光的强度,则产生的光电流增大,电流表的示数增大,选项B正确;当滑片P向左移时,K极的电势比A极高,光电管上加的是反向电压,故滑片左移的过程中,电流表示数将减小,甚至为零,选项C错误,D正确.
3.下列关于光电效应现象的叙述中错误的是( )
A.光电效应是指照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出的现象
B.光电效应存在截止频率
C.照射光光强太小时不可能发生光电效应
D.光电效应几乎是瞬时发生的
答案 C
解析 光电效应是指照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出的现象,选项A正确;光电效应存在截止频率,当入射光的频率大于等于截止频率时才能发生光电效应,选项B正确;能否发生光电效应与入射光的强度无关,只与入射光的频率有关,选项C错误;光电效应几乎是瞬时发生的,不需要时间积累,选项D正确.
题组二 爱因斯坦的光电效应理论
4.(多选)若光电管中的金属材料受到蓝光照射,发生光电效应,光电子定向移动形成光电流,对此现象,下列说法正确的是( )
A.改用紫光照射,光电子的最大初动能变大
B.其他条件不变,增大光照强度,光电流变大
C.被蓝光照射后,金属材料带负电
D.改用紫光照射,遏止电压减小
答案 AB
解析 根据爱因斯坦的光电效应方程Ek=hν-W0,同种金属材料的W0一定,入射光从蓝光改为紫光,则入射光的频率ν增大,则光电子的最大初动能Ek变大,选项A正确;其他条件不变,增大光照强度,即光子数增多,光电效应产生的光电子数增多,则光电流变大,选项B正确;被蓝光照射后,金属材料失去电子后带正电,选项C错误;光电管加反向电压,达到遏止电压时初动能最大的光电子到达阳极时速度刚好减为零,光电流为零,有-eUc=0-Ek,Ek=hν-W0,可得U0=.若改用紫光照射,入射光的频率ν增大,则遏止电压增大,选项D错误.
5.用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J.已知普朗克常量为6.63×10-34 J·s,真空中的光速为3.0×108 m·s-1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )
A.1×1014 Hz B.8×1014 Hz
C.2×1015 Hz D.8×1015 Hz
答案 B
解析 设单色光的最低频率为ν0,由光电效应方程知Ek=hν1-W0,0=hν0-W0,又知ν1=,整理得ν0=-,解得ν0≈8×1014 Hz.选项B正确.
6.如图甲所示,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0.6 V时,电流表读数仍不为零,当电压表读数大于或等于0.6 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为( )
甲 乙
A.0.6 eV 1.9 eV B.1.7 eV 1.9 eV
C.1.9 eV 2.6 eV D.3.1 eV 4.5 eV
答案 C
解析 题图甲中所加的电压为反向电压,根据题意可知,遏止电压为0.6 V,根据Ek=eUc知,光电子的最大初动能Ek=0.60 eV,根据光电效应方程Ek=hν-W0,逸出功W0=hν-Ek=2.5 eV-0.60 eV=1.9 eV,题图乙中所加的电压为正向电压,根据动能定理得eU=Ek'-Ek,解得电子到达阳极的最大动能Ek'=eU+Ek=2 eV+0.6 eV=2.6 eV,选项C正确.
题组三 康普顿效应与光的波粒二象性
7.在“焊接”视网膜的眼科手术中,所用激光的波长为λ,每个激光脉冲中的光子数目为n,已知普朗克常量为h,光速为c,则( )
A.用激光“焊接”视网膜是因为激光具有高度的