第六章 章末检测试卷(六)(课件 练习,共2份)教科版(2019)选择性必修第三册

资源下载
  1. 二一教育资源

第六章 章末检测试卷(六)(课件 练习,共2份)教科版(2019)选择性必修第三册

资源简介

章末检测试卷(六)
(满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.在人类历史的进程中,物理学的发展促进了科学技术的不断进步,推动了人类文明的发展。下列说法正确的是 (  )
A.普朗克提出了“光子说”,并很好的解释了黑体辐射的规律
B.德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长
C.戴维孙和革末观察到了电子的衍射现象,证实了电子的波动性
D.频率高的光子不具有波动性,波长较长的光子不具有粒子性
2.质量为m的粒子原来的速度为v,现将粒子的速度增大为2v,则描写该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变) (  )
A.保持不变 B.变为原来波长的两倍
C.变为原来波长的一半 D.变为原来波长的倍
3.一单色光照到某金属表面时,有光电子从金属表面逸出,下列说法正确的是 (  )
A.只增大入射光的频率,金属逸出功将减小
B.只增大入射光的频率,光电子的最大初动能将增大
C.只增大入射光的强度,光电子的最大初动能将增大
D.只增大入射光的照射时间,光电子的最大初动能将增大
4.(2024·北京市开学考)2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。“大连光源”因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空光速c=3×108 m/s) (  )
A.10-21 J B.10-18 J
C.10-15 J D.10-12 J
5.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),h为普朗克常量,该粒子的德布罗意波长为 (  )
A. B.
C. D.
6.(2023·绵阳市高二期末)紫外线光电管是利用光电效应对油库等重要场所进行火灾报警的装置,其工作电路如图所示,其中A为阳极,K为阴极,只有当明火中的紫外线照射到K极时,c、d端才会有电压信号输出。已知明火中的紫外线波长主要在200~280 nm之间,下列说法正确的是 (  )
A.要实现有效报警,照射光电管的紫外线波长应大于280 nm
B.当明火照射光电管的时间很短时,c、d端可能没有电压输出
C.只要可见光照射光电管的时间足够长,c、d端就会有电压输出
D.火灾报警时,照射光电管的紫外线波长越短,逸出光电子的最大初动能越大
7.图甲是“探究光电效应”的实验电路图,光电管截止电压UKA随入射光频率ν的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是 (  )
A.入射光的频率ν不同时,截止电压UKA不同
B.入射光的频率ν不同时,UKA-ν图像的斜率不同
C.图甲所示电路中,当电压增大到一定数值时,电流表的示数将达到饱和电流
D.只要入射光的光照强度相同,光电子的最大初动能就一定相同
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.(2023·海南卷)已知一个激光发射器功率为P,发射波长为λ的光,光速为c,普朗克常量为h,则 (  )
A.光的频率为
B.光子的能量为
C.光子的动量为
D.在时间t内激光器发射的光子数为
9.下列四个图中,N为钨板,M为金属网,它们分别与电池两极相连,各电池的电动势E和极性已在图中标出,钨的逸出功为4.5 eV,现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量也已在图上标出),那么下列图中从钨板逸出的光电子能到达金属网的是 (  )
10.(2023·绵阳市期末)图甲为氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是 (  )
A.光电管阴极K金属材料的逸出功为5.75 eV
B.这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光子
C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零,则可判断图乙中电源右侧为负极
D.氢原子跃迁放出的光子中共有2种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(4分)(2023·淄博市高二期末)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10- 7 m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h=6.63×10-34 J·s。R约为    。
12.(8分)小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象,实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。
(1)(2分)图甲中电极A为光电管的      (选填“阴极”或“阳极”);
(2)(4分)实验中测得铷的截止电压U0与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的极限频率ν0=     Hz,逸出功W0=     J;
(3)(2分)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz,则产生的光电子的最大初动能Ekm=    J。
13.(12分)(2023·泰州市高二期末)在正负电子对撞机中,一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对γ光子(光子的静止质量为0)。设正、负电子的质量在对撞前均为m,对撞前的动能均为E,光在真空中的传播速度为c,普朗克常量为h。
(1)(3分)写出反应方程式;
(2)(9分)求对撞后转化成的γ光子的波长。
14.(14分)光电效应实验中,用波长为λ0的单色光A照射某金属板时,刚好有光电子从金属表面逸出。已知普朗克常量为h,光速为c,电子质量为m。若用波长为的单色光B照射该金属板,求:
(1)(8分)光电子的最大初动能Ekm;
(2)(6分)金属表面逸出光电子的物质波的最短波长为λ。
15.(16分)如图甲所示是研究光电效应现象的实验电路,在某次光电效应实验中,得到的截止电压UKA与入射光频率ν的关系如图乙所示(图中所给坐标值均为已知量),已知电子的电荷量为e,求:
(1)(10分)普朗克常量和该金属的逸出功;
(2)(6分)若某次实验,电流表的示数不为零,电压表示数为U2,入射光的频率为ν'(ν'>ν1),求光电子到达A板处的最大动能Ekm。
答案精析
1.C [为了解释黑体辐射的规律,普朗克提出了“量子说”,光子说是爱因斯坦提出的,A错误;微观粒子的德布罗意波长为λ=,其中p为微观粒子的动量,故动量越大,其对应的波长就越短,故B错误;戴维孙和革末做了电子束在晶体表面上散射的实验,观察到了电子衍射现象,证实了电子的波动性,故C正确;光子既具有波动性也具有粒子性,D错误。]
2.C [根据λ==,v增大为2v时,λ变为,故选项C正确。]
3.B [金属的逸出功是由金属本身的性质决定的,与入射光的频率无关,故A错误;根据爱因斯坦光电效应方程有Ekm=hν-W,可知只增大入射光的频率,光电子的最大初动能将增大,故B正确;对于同种金属材料,光电子的最大初动能只与入射光的频率有关,与入射光的强度以及照射时间无关,故C、D错误。]
4.B [一个处于极紫外波段的光子的能量约为
E=hν== J≈2×10-18 J
由题意可知,光子的能量应比电离一个分子的能量稍大,因此数量级应相同。故选B。]
5.C [设该粒子被加速后的速度为v,根据动能定理可得qU=mv2,所以v=,由德布罗意波长公式可得λ===,选项C正确。]
6.D [由题意可知,要实现有效报警,照射光电管的紫外线波长应小于280 nm,则入射光的频率大于截止频率,会发生光电效应,A错误;c、d端有信号输出,与明火的照射时间无关,与紫外线的频率有关,光电效应的发生具有瞬时性,B、C错误;火灾报警时,根据光电效应方程Ekm=hν-W,照射的紫外线波长越短,频率越高,逸出的光电子最大初动能越大,D正确。]
7.A [根据Ekm=hν-W,可知入射光的频率不同时,电子的最大初动能不同,又eUKA=Ekm,得UKA=ν-,可知入射光的频率ν不同时,截止电压UKA不同,A项正确;由UKA=ν-,知UKA-ν图像的斜率k=,与入射光的频率ν无关,B项错误;题图甲所示电路中,必须把电源正负极反接,才能用来验证光电流与电压的关系,即当电压增大到一定数值时,电流表的示数将达到饱和光电流,C项错误;根据Ekm=hν-W可知,光电子的最大初动能与入射光的光照强度无关,D项错误。]
8.AC [由波的知识可知:λ=cT=,则ν=;光子能量E=hν=h,光子动量p=,时间t内发射的光子的总能量为Pt,即有n·h=Pt,可得n=,A、C正确。]
9.BC [由于钨的逸出功为4.5 eV,当用能量为3 eV的光子照射钨板时,不会发生光电效应,故A错误;当用能量为8 eV的光子照射钨板时,会发生光电效应,逸出的光电子的最大初动能为Ekm=8 eV-4.5 eV=3.5 eV。在题图B中,由于电池的电动势为2 V,电场力对光电子做正功,则光电子能到达金属网。在题图C中,由于电池的电动势为2 V,电场力对光电子做负功,光电子克服电场力做功为2 eV,2 eV<3.5 eV,则光电子能到达金属网。在题图D中,由于电池的电动势为4 V,电场力对光电子做负功,光电子克服电场力做功为4 eV,4 eV>3.5 eV,则光电子不能到达金属网,故B、C正确,D错误。]
10.AC [大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出频率最高的光子能量为E=E4-E1=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV,由题图丙可知截止电压为UKA=7 V,所以光电子的最大初动能为Ekm=eUKA=7 eV,设光电管阴极K金属材料的逸出功为W,根据爱因斯坦光电效应方程可得Ekm=eUKA=E-W,解得W=E-Ekm=12.75 eV-7 eV=5.75 eV,故A正确;这些氢原子跃迁时共发出光子的频率种数为N==6,故B错误;若调节滑动变阻器滑片,改变滑动变阻器接入电路的阻值,能使光电流为零,说明光电管所加电压为反向电压,光电子受到的电场力指向阴极K,即电源正极与阴极K相连,故电源左侧为正极,右侧为负极,C正确;由能级图可知,从n=4跃迁到n=1、n=3跃迁到n=1、从n=2跃迁到n=1时所放出光子的能量分别为12.7 eV、12.09 eV、10.2 eV,都大于W,而其余3种跃迁放出光子的能量都小于W,所以共有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象,故D错误。]
11.3×102 m
解析 一个光子的能量为E=hν,ν为光的频率,光的波长与频率有以下关系c =λν,光源每秒发出的光子的个数为n==。P为光源的功率,光子以球面波的形式传播,那么以光源为原点的球面上的光子数相同,此时距光源的距离为R处,每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个,那么此处的球面的表面积为S=4πR2,
联立解得R= m≈3×102 m。
12.(1)阳极 (2)5.15×1014 3.41×10-19
(3)1.23×10-19
解析 (1)在光电效应中,电子向A极运动,故电极A为光电管的阳极。
(2)由题图可知,铷的极限频率ν0为5.15×1014 Hz,逸出功W0=hν0=6.63×10-34×5.15×1014 J≈3.41×10-19 J。
(3)当入射光的频率为ν=7.00×1014 Hz时,由Ek=hν-hν0得,光电子的最大初动能为Ek=6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014 J≈1.23×10-19 J。
13.(1ee→2γ (2)
解析 (1)根据核反应的特点可知,该反应方程式为
ee→2γ。
(2)由于光子的静止质量为0,所以质量亏损为Δm=2m
由质能方程可知,释放的能量为ΔE=2mc2
根据能量守恒定律可知2hν=2E+ΔE,
即2h=2E+2mc2
所以γ光子的波长λ=。
14.(1)h (2)
解析 (1)依题意,用波长为λ0的单色光A照射某金属板时,根据爱因斯坦光电效应方程,有h-W=0
用波长为的单色光B照射该金属板,有
Ekm=h-W
联立可得Ekm=h。
(2)物质波的最短波长λ=,又=Ekm
联立可得金属表面逸出光电子的物质波的最短波长
λ=。
15.(1) eU1 (2)-e(U1+U2)
解析 (1)根据爱因斯坦光电效应方程有Ek=hν-W
由动能定理有-eUKA=0-Ek,
联立得UKA=-,
结合题图乙中可得=,U1=,
解得h=,W=eU1
(2)光电子的最大初动能为Ek0=hν'-W
由动能定理有-eU2=Ekm-Ek0
联立解得Ekm=-e(U1+U2)。(共35张PPT)
章末检测试卷(六)
一、单项选择题
1.在人类历史的进程中,物理学的发展促进了科学技术的不断进步,推动了人类文明的发展。下列说法正确的是
A.普朗克提出了“光子说”,并很好的解释了黑体辐射的规律
B.德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长
C.戴维孙和革末观察到了电子的衍射现象,证实了电子的波动性
D.频率高的光子不具有波动性,波长较长的光子不具有粒子性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
为了解释黑体辐射的规律,普朗克提出了“量子说”,光子说是爱因斯坦提出的,A错误;
微观粒子的德布罗意波长为λ=,其中p为微观粒子的动量,故动量越
大,其对应的波长就越短,故B错误;
戴维孙和革末做了电子束在晶体表面上散射的实验,观察到了电子衍射现象,证实了电子的波动性,故C正确;
光子既具有波动性也具有粒子性,D错误。
13
14
15
2.质量为m的粒子原来的速度为v,现将粒子的速度增大为2v,则描写该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)
A.保持不变 B.变为原来波长的两倍
C.变为原来波长的一半 D.变为原来波长的倍

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根据λ==,v增大为2v时,λ变为,故选项C正确。
3.一单色光照到某金属表面时,有光电子从金属表面逸出,下列说法正确的是
A.只增大入射光的频率,金属逸出功将减小
B.只增大入射光的频率,光电子的最大初动能将增大
C.只增大入射光的强度,光电子的最大初动能将增大
D.只增大入射光的照射时间,光电子的最大初动能将增大

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
金属的逸出功是由金属本身的性质决定的,与入射光的频率无关,故A错误;
根据爱因斯坦光电效应方程有Ekm=hν-W,可知只增大入射光的频率,光电子的最大初动能将增大,故B正确;
对于同种金属材料,光电子的最大初动能只与入射光的频率有关,与入射光的强度以及照射时间无关,故C、D错误。
14
15
4.(2024·北京市开学考)2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。“大连光源”因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×
10-34 J·s,真空光速c=3×108 m/s)
A.10-21 J B.10-18 J
C.10-15 J D.10-12 J
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
一个处于极紫外波段的光子的能量约为
E=hν== J≈2×10-18 J
由题意可知,光子的能量应比电离一个分子的能量稍大,因此数量级应相同。故选B。
13
14
15
5.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),h为普朗克常量,该粒子的德布罗意波长为
A. B. C. D.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
15
设该粒子被加速后的速度为v,根据动能定理可得qU=mv2,所以v=
,由德布罗意波长公式可得λ===,选项C正确。
6.(2023·绵阳市高二期末)紫外线光电管是利用光电效应对油库等重要场所进行火灾报警的装置,其工作电路如图所示,其中A为阳极,K为阴极,只有当明火中的紫外线照射到K极时,c、d端才会有电压信号输出。已知明火中的紫外线波长主要在200~280 nm之间,下列说法正确的是
A.要实现有效报警,照射光电管的紫外线波长应大于280 nm
B.当明火照射光电管的时间很短时,c、d端可能没有电压输出
C.只要可见光照射光电管的时间足够长,c、d端就会有电压输出
D.火灾报警时,照射光电管的紫外线波长越短,逸出光电子的
最大初动能越大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
由题意可知,要实现有效报警,照射光电管的紫外线
波长应小于280 nm,则入射光的频率大于截止频率,
会发生光电效应,A错误;
c、d端有信号输出,与明火的照射时间无关,与紫外
线的频率有关,光电效应的发生具有瞬时性,B、C错误;
火灾报警时,根据光电效应方程Ekm=hν-W,照射的紫外线波长越短,频率越高,逸出的光电子最大初动能越大,D正确。
13
14
15
7.图甲是“探究光电效应”的实验电路图,光电管截止电压UKA随入射光频率ν的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是
A.入射光的频率ν不同时,截止电压UKA不同
B.入射光的频率ν不同时,UKA-ν图像的斜率不同
C.图甲所示电路中,当电压增大到一定数
值时,电流表的示数将达到饱和电流
D.只要入射光的光照强度相同,光电子的
最大初动能就一定相同

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
根据Ekm=hν-W,可知入射光的频率不同
时,电子的最大初动能不同,又eUKA=
Ekm,得UKA=ν-,可知入射光的频率ν
不同时,截止电压UKA不同,A项正确;
由UKA=ν-,知UKA-ν图像的斜率k=,与入射光的频率ν无关,B项错误;
题图甲所示电路中,必须把电源正负极反接,才能用来验证光电流与电压的关系,即当电压增大到一定数值时,电流表的示数将达到饱和光电流,C项错误;
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
根据Ekm=hν-W可知,光电子的最大初动能与入射光的光照强度无关,D项错误。
13
14
15
二、多项选择题
8.(2023·海南卷)已知一个激光发射器功率为P,发射波长为λ的光,光速为c,普朗克常量为h,则
A.光的频率为
B.光子的能量为
C.光子的动量为
D.在时间t内激光器发射的光子数为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
15

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
由波的知识可知:λ=cT=,则ν=;光子能量E=hν=h,光子动量p=,时间t内发射的光子的总能量为Pt,即有n·h=Pt,可得n=,A、C
正确。
13
14
15
9.下列四个图中,N为钨板,M为金属网,它们分别与电池两极相连,各电池的电动势E和极性已在图中标出,钨的逸出功为4.5 eV,现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量也已在图上标出),那么下列图中从钨板逸出的光电子能到达金属网的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
由于钨的逸出功为4.5 eV,当用能量为3 eV的光子照射钨板时,不会发生光电效应,故A错误;
当用能量为8 eV的光子照射钨板时,会发生光电效应,逸出的光电子的最大初动能为Ekm=8 eV-4.5 eV=3.5 eV。在题图B中,由于电池的电动势为2 V,电场力对光电子做正功,则光电子能到达金属网。在题图C中,由于电池的电动势为2 V,电场力对光电子做负功,光电子克服电场力做功为2 eV,2 eV<3.5 eV,则光电子能到达金属网。在题图D中,由于电池的电动势为4 V,电场力对光电子做负功,光电子克服电场力做功为4 eV,4 eV>3.5 eV,则光电子不能到达金属网,故B、C正确,D错误。
13
14
15
10.(2023·绵阳市期末)图甲为氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是
A.光电管阴极K金属材料的逸出功为5.75 eV
B.这些氢原子跃迁时共发出3种频率
的光子
C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流
为零,则可判断图乙中电源右侧为
负极
D.氢原子跃迁放出的光子中共有2种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
15

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
大量处于n=4激发态的氢原
子跃迁时,发出频率最高的
光子能量为E=E4-E1=-0.85 eV
-(-13.6 eV)=12.75 eV,由题
图丙可知截止电压为UKA=7 V,所以光电子的最大初动能为Ekm=eUKA
=7 eV,设光电管阴极K金属材料的逸出功为W,根据爱因斯坦光电效应方程可得Ekm=eUKA=E-W,解得W=E-Ekm=12.75 eV-7 eV=5.75 eV,故A正确;
这些氢原子跃迁时共发出光子的频率种数为N==6,故B错误;
13
14
15
若调节滑动变阻器滑片,改变
滑动变阻器接入电路的阻值,
能使光电流为零,说明光电管
所加电压为反向电压,光电子
受到的电场力指向阴极K,即
电源正极与阴极K相连,故电源左侧为正极,右侧为负极,C正确;
由能级图可知,从n=4跃迁到n=1、n=3跃迁到n=1、从n=2跃迁到n=1时所放出光子的能量分别为12.7 eV、12.09 eV、10.2 eV,都大于W,而其余3种跃迁放出光子的能量都小于W,所以共有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象,故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
三、非选择题
11.(2023·淄博市高二期末)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10- 7 m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h=6.63×10-34 J·s。R约为
    。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3×102 m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
一个光子的能量为E=hν,ν为光的频率,光的波长与频率有以下关系c
=λν,光源每秒发出的光子的个数为n==。P为光源的功率,光子
以球面波的形式传播,那么以光源为原点的球面上的光子数相同,此时距光源的距离为R处,每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014
个,那么此处的球面的表面积为S=4πR2,联立解得R= m≈
3×102 m。
13
14
15
12.小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象,实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量h=6.63×
10-34 J·s。
(1)图甲中电极A为光电管的   (选填“阴极”或“阳极”);
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
阳极
在光电效应中,电子向A极运动,故电极A为光电管的阳极。
(2)实验中测得铷的截止电压U0与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的极限频率ν0=
      Hz,逸出功W0=      J;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
5.15×1014
3.41×10-19 
由题图可知,铷的极限频率ν0为5.15×1014 Hz,逸出功W0=hν0=6.63
×10-34×5.15×1014 J≈3.41×10-19 J。
(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz,则产生的光电子的最大初动能Ekm=___________J。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1.23×10-19
当入射光的频率为ν=7.00×1014 Hz时,由Ek=hν-hν0得,光电子的最大初动能为Ek=6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014 J≈1.23×10-19 J。
13.(2023·泰州市高二期末)在正负电子对撞机中,一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对γ光子(光子的静止质量为0)。设正、负电子的质量在对撞前均为m,对撞前的动能均为E,光在真空中的传播速度为c,普朗克常量为h。
(1)写出反应方程式;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案 ee→2γ
根据核反应的特点可知,该反应方程式为ee→2γ。
(2)求对撞后转化成的γ光子的波长。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案 
由于光子的静止质量为0,所以质量亏损为Δm=2m
由质能方程可知,释放的能量为ΔE=2mc2
根据能量守恒定律可知2hν=2E+ΔE,
即2h=2E+2mc2
所以γ光子的波长λ=。
14.光电效应实验中,用波长为λ0的单色光A照射某金属板时,刚好有光电子从金属表面逸出。已知普朗克常量为h,光速为c,电子质量为m。
若用波长为的单色光B照射该金属板,求:
(1)光电子的最大初动能Ekm;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案 h
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
依题意,用波长为λ0的单色光A照射某金属板时,根据爱因斯坦光电效应方程,有
h-W=0
用波长为的单色光B照射该金属板,有
Ekm=h-W
联立可得Ekm=h。
(2)金属表面逸出光电子的物质波的最短波长为λ。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案 
物质波的最短波长λ==Ekm
联立可得金属表面逸出光电子的物质波的最短波长λ=。
15.如图甲所示是研究光电效应现象的实验电路,在某次光电效应实验中,得到的截止电压UKA与入射光频率ν的关系如图乙所示(图中所给坐标值均为已知量),已知电子的电荷量为e,求:
(1)普朗克常量和该金属的逸出功;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案  eU1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根据爱因斯坦光电效应方程有
Ek=hν-W
由动能定理有-eUKA=0-Ek,
联立得UKA=-,
结合题图乙中可得=
U1=,
解得h=
W=eU1
(2)若某次实验,电流表的示数不为零,电压表示数为U2,入射光的频率为ν'(ν'>ν1),求光电子到达A板处的最大动能Ekm。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案 -e(U1+U2)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
光电子的最大初动能为Ek0=hν'-W
由动能定理有-eU2=Ekm-Ek0
联立解得Ekm=-e(U1+U2)

展开更多......

收起↑

资源列表