高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 課后分級(jí)演練33 電流 電阻 電功和電功率
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1、 課后分級(jí)演練(三十三) 電流 電阻 電功和電功率 【A級(jí)——基礎(chǔ)練】 1.(2017茂名一模)用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng),可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的措施是( ) A.改用頻率更小的紫外線照射 B.改用X射線照射 C.改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射 D.延長原紫外線的照射時(shí)間 解析:B 某種金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率,與入射光的強(qiáng)度和照射時(shí)間無關(guān),不能發(fā)生光電效應(yīng),說明入射光的頻率小于金屬的極限頻率,所以要使金屬發(fā)生光電效應(yīng),應(yīng)增大入射光的頻率,X射線的頻率比紫外線頻率高,所以本題答案為B. 2.關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律,下列說法中正確的是( ) A.發(fā)
2、生光電效應(yīng)時(shí),不改變?nèi)肷涔獾念l率,增大入射光強(qiáng)度,則單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增多 B.光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度成正比 C.發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于10-7 s D.只有入射光的波長大于該金屬的極限波長,光電效應(yīng)才能發(fā)生 解析:A 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),不改變?nèi)肷涔獾念l率,增大入射光強(qiáng)度,則單位時(shí)間內(nèi)打到金屬上的光子個(gè)數(shù)增加,則從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增多,選項(xiàng)A正確;光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度無關(guān),隨入射光的頻率增大而增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都不超過10-9 s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;只有入射光的頻率大于該金屬的極限頻率時(shí),即入射光的波長小于該金屬的極限
3、波長時(shí),光電效應(yīng)才能發(fā)生,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 3.(多選)(2017汕頭模擬)如圖所示,用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接,當(dāng)用紫外線燈照射鋅板時(shí),發(fā)生的現(xiàn)象是( ) A.有光子從鋅板逸出 B.有電子從鋅板逸出 C.驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度 D.鋅板帶負(fù)電 解析:BC 用紫外線燈照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的,鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出,稱之為光電子,故A錯(cuò)誤、B正確;鋅板與驗(yàn)電器相連,帶有相同電性的電荷,鋅板失去電子應(yīng)該帶正電,且失去電子越多,帶正電的電荷量越多,驗(yàn)電器指針張角越大,故C正確、D錯(cuò)誤. 4.(多選)用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,用某種頻率的單色光a照射
4、光電管陰極K,電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí),電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么( ) A.a(chǎn)光的頻率一定大于b光的頻率 B.只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流計(jì)G的電流增大 C.增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D.用a光照射光電管陰極K時(shí)通過電流計(jì)G的電流是由d到c 解析:AB 由于用單色光a照射光電管陰極K,電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明發(fā)生了光電效應(yīng),而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí),電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明b光不能發(fā)生光電效應(yīng),即a光的頻率一定大于b光的頻率;增加a光的強(qiáng)度可使單位時(shí)間內(nèi)選出光電子的數(shù)量增加,則通過電流計(jì)G
5、的電流增大;因?yàn)閎光不能發(fā)生光電效應(yīng),所以即使增加b光的強(qiáng)度也不可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);用a光照射光電管陰極K時(shí)通過電流計(jì)G的電子的方向是由d到c,所以電流方向是由c到d.選項(xiàng)A、B正確. 5.(多選)如圖甲所示為實(shí)驗(yàn)小組利用100多個(gè)電子通過雙縫后的干涉圖樣,可以看出每一個(gè)電子都是一個(gè)點(diǎn);如圖乙所示為該小組利用70 000多個(gè)電子通過雙縫后的干涉圖樣,為明暗相間的條紋.則對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解正確的是( ) A.圖甲體現(xiàn)了電子的粒子性 B.圖乙體現(xiàn)了電子的粒子性 C.單個(gè)電子運(yùn)動(dòng)軌道是確定的 D.圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá),只不過到達(dá)的概率小 解析:AD 題圖甲中的每一個(gè)
6、電子都是一個(gè)點(diǎn),說明少數(shù)粒子體現(xiàn)粒子性,到達(dá)的位置不同,說明單個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)軌道不確定,A正確,C錯(cuò)誤;題圖乙中明暗相間的條紋說明大量的粒子表現(xiàn)為波動(dòng)性,B錯(cuò)誤;題圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá),只不過到達(dá)的概率小,D正確. 6.某光源發(fā)出的光由不同波長的光組成,不同波長的光的強(qiáng)度如圖所示.表中給出了一些材料的極限波長,用該光源發(fā)出的光照射表中材料( ) 材料 鈉 銅 鉑 極限波長(nm) 541 268 196 A.僅鈉能產(chǎn)生光電子 B.僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子 C.僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D.都能產(chǎn)生光電子 解析:D 當(dāng)光的波長小于金屬的極限波長時(shí),被照射金屬發(fā)生
7、光電效應(yīng).又光源發(fā)出的光的波長約在50 nm到450 nm之間,故可使三種金屬均發(fā)生光電效應(yīng),D項(xiàng)正確. 7.(多選)(2017渭南質(zhì)檢)分別用波長為λ和2λ的光照射同一種金屬,產(chǎn)生的速度最快的光電子速度之比為2∶1,普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示,那么下列說法正確的有( ) A.該種金屬的逸出功為 B.該種金屬的逸出功為 C.波長超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D.波長超過4λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 解析:AD 由hν=W0+Ek知h=W0+mv,h=W0+mv,又v1=2v2,得W0=,A正確,B錯(cuò)誤.光的波長小于或等于3λ時(shí)都能發(fā)生光電效應(yīng),C錯(cuò)誤,
8、D正確. 8.如圖甲所示,合上開關(guān),用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極K,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí),電流表計(jì)數(shù)仍不為零,當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí),電流表讀數(shù)為零.把電路改為圖乙,當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí),則逸出功及電子到達(dá)陽極時(shí)的最大動(dòng)能為( ) A.1.5 eV 0.6 eV B.1.7 eV 1.9 eV C.1.9 eV 2.6 eV D.3.1 eV 4.5 eV 解析:C 光子能量hν=2.5 eV的光照射陰極,電流表讀數(shù)不為零,則能發(fā)生光電效應(yīng),當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.6 V時(shí),電流表讀數(shù)為零
9、,則電子不能到達(dá)陽極,由動(dòng)能定理eU=mv知,最大初動(dòng)能Ekm=eU=0.6 eV,由光電效應(yīng)方程hν=Ekm+W0知W0=1.9 eV,對(duì)圖乙,當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí),電子到達(dá)陽極的最大動(dòng)能Ekm′=Ekm+eU′=0.6 eV+2 eV=2.6 eV.故C正確. 9.(多選)(2017黃岡中學(xué)模擬)如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)電路,電源的兩個(gè)電極分別與接線柱c、d連接.用一定頻率的單色光a照射光電管時(shí),靈敏電流計(jì)G的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),而用另一頻率的單色光b照射該光電管時(shí),靈敏電流計(jì)G的指針不偏轉(zhuǎn).下列說法正確的是( ) A.a(chǎn)光的頻率一定大于b光的頻率 B.電源正極可能與c接線柱
10、連接 C.用b光照射光電管時(shí),一定沒有發(fā)生光電效應(yīng) D.若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),則電流方向一定是由e→G→f 解析:ABD 由于電源的接法不知道,所以有兩種情況:(1)c接負(fù)極,d接正極:用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),知a光頻率大于金屬的極限頻率.用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí),電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),知b光的頻率小于金屬的極限頻率,所以a光的頻率一定大于b光的頻率.(2)c接正極,d接負(fù)極:用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),知a光產(chǎn)生的光電子能到達(dá)負(fù)極d端.用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí),電流計(jì)G的指針不
11、發(fā)生偏轉(zhuǎn),知b光產(chǎn)生的光電子不能到達(dá)負(fù)極d端,所以a光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能大,所以a光的頻率一定大于b光的頻率,故A、B正確;由以上的分析可知,不能判斷出用b光照射光電管時(shí),一定沒有發(fā)生光電效應(yīng),故C錯(cuò)誤;電流的方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反,若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),則電流方向一定是由e→G→f,故D正確. 10.下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中(如圖),符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是( ) 解析:A 黑體輻射的強(qiáng)度隨著溫度的升高,一方面各種波長的輻射強(qiáng)度都增加,另一方面輻射強(qiáng)度的極大值向著波長較短的方向移動(dòng),所以A正確. 【B級(jí)——提升練】 11.用不同頻率
12、的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng),可得到光電子的最大初動(dòng)能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek-ν圖象,已知鎢的逸出功是3.28 eV,鋅的逸出功是3.34 eV,若將二者的圖線畫在同一個(gè)Ek-ν坐標(biāo)系中,下圖中用實(shí)線表示鎢,虛線表示鋅,則正確反映這一過程的是( ) 解析:A 依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知,Ek-ν圖線的斜率代表普朗克常量h,因此鎢和鋅的Ek-ν圖線應(yīng)該平行.圖線的橫截距代表極限頻率νc,而νc=,因此鎢的νc小些,A正確. 12.(多選)如圖所示,N為鎢板,M為金屬網(wǎng),它們分別與電池的兩極相連,各電池的電動(dòng)勢和極性分別在圖中標(biāo)出,已知金屬鎢的逸出功為4.5
13、 eV.現(xiàn)分別用不同能量的光子照射鎢板(各光子的能量已在圖中標(biāo)出),那么下列圖中,光電子可能到達(dá)金屬網(wǎng)的是( ) 解析:BD 光子的能量大于或等于4.5 eV時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng),故A錯(cuò).B項(xiàng)中光電子可加速到達(dá)金屬網(wǎng),B對(duì).D項(xiàng)中光子的能量大于6 eV,可以使光電子到達(dá)金屬網(wǎng),故D對(duì).C選項(xiàng)中產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能不夠光電子到達(dá)金屬網(wǎng)時(shí)克服電場力所做的功,故C錯(cuò). 13.(多選)用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng),得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖所示.則這兩種光( ) A.照射該光電管時(shí),a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大 B.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)
14、,a光的臨界角大 C.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰條紋間距大 D.通過同一玻璃三棱鏡時(shí),a光的偏折程度大 解析:BC 從b的反向遏止電壓更高可知b光頻率更高,使逸出的光電子最大初動(dòng)能大,A錯(cuò)誤.a(chǎn)光頻率低,則折射率小,臨界角大,B正確.a(chǎn)光頻率低,則波長長,干涉時(shí)相鄰條紋間距大,C正確.a(chǎn)光頻率低,折射率小,通過同一玻璃三棱鏡時(shí),a光的偏折程度小,D錯(cuò)誤. 14.如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象,當(dāng)用光子能量為5 eV的光照射到光電管上時(shí),測得電流計(jì)上的示數(shù)隨電壓變化的圖象如圖乙所示.則光電子的最大初動(dòng)能為________J,金屬的逸出功為________J. 解析:由圖
15、乙可知,當(dāng)該裝置所加的電壓為反向電壓等于-2 V時(shí),電流表示數(shù)為0,知道光電子的最大初動(dòng)能為:2 eV=3.210-19 J. 根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0,W0=3 eV=4.810-19 J. 答案:3.210-19 4.810-19 15.如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管.用波長λ=0.50 μm的綠光照射陰極K,實(shí)驗(yàn)測得流過G表的電流I與AK之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律,取h=6.6310-34 Js.結(jié)合圖象,求:(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時(shí)的最大動(dòng)能. (2)該陰極材料的極限波長. 解析:(1)光電流
16、達(dá)到飽和時(shí), 陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽極A 陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù) n==(個(gè))=4.01012(個(gè)) 光電子的最大初動(dòng)能為: Ekm=eU0=1.610-19C0.6 V=9.610-20 J (2)設(shè)陰極材料的極限波長為λ0, 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程: Ekm=h-h(huán), 代入數(shù)據(jù)得λ0=0.66 μm 答案:(1)4.01012個(gè) 9.610-20 J (2)0.66 μm 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
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