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课时提升作业 十四 量子概念的诞生 光电效应与光的量子说(30分钟50分)一、选择题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)1.(多选)光电效应实验中,下列表述正确的是()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C、D。要产生光电效应,入射光的频率必须大于最小频率,即极限频率,当入射光的频率小于极限频率时,不管光的强度多大都不会产生光电效应,与光照时间无关,故D正确,A、B错误;对同一种金属,入射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,需要的遏止电压越大,C正确。2.(多选)如图所示,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4.5eV,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),那么下列图中电子能到达金属网的是()【解析】选B、C。由3eVa,故nbna,由sinC=可知,a光的临界角较大,B正确;由=可知,b)的光照射阴极K时,电路中一定有光电流B.换用波长为2(2可知,1,故换用波长为1的光照射时,光电管有可能不发生光电效应,A错误;又由2,故用波长为2的光照射时,光电管一定发生光电效应,电路中一定有光电流,B正确;在电路没达到光电流之前,增大电源的路端电压,电路中的光电流增大,将电路中电源极性反接,电源路端电压小于遏止电压时,电路中就有光电流,故C错误,D正确。二、非选择题(本大题共2小题,共20分)6.(10分)在绿色植物的光合作用中,每放出一个氧分子要吸收8个波长为6.6810-7m的光子,同时每放出1mol氧气,植物储存469kJ的能量。求绿色植物能量的转化效率(普朗克常数h=6.6310-34Js)。【解析】放出1mol氧气要吸收的能量为:E=8NAh=86.010236.6310-34J=1.43106J则能量转化效率为:=100%=100%=33%。答案:33%7.(10分)如图所示,阴极K用极限波长是0=0.66m的金属铯制成,用波长=0.50m的绿光照射阴极K,调整两个极板电压。当A板电压比阴极高出2.5V时,光电流达到饱和,电流表G的示数为0.64A。求:(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能。(2)若把入射到阴极的绿光的光强增大到原来的二倍,求每秒钟阴极发射的光电子数和光电子到达A极的最大动能。(3)G中电流为零的条件即遏止电压UAK。【解析】题目中的光电流达到饱和是指光电流达到最大值.因为光电流未达到最大值之前,其值大小不仅与入射光强度有关,还跟光电管两极的电压有关,只有在光电流达到最大值以后才和入射光的强度成正比。(1)光电流达到饱和时,阴极发射的光电子全部到达阳极A,所以阴极每秒钟发射的光电子的个数:n=个=4.01012个。根据光电效应方程:Ek=h-W,W=,代入可求得Ek=9.610-20J。(2)若入射光的频率不变,光的强度加倍,则阴极每秒发射的光电子数也加倍,即n=2n=8.01012个。根据Ek=h-W可知,光电子的最大初动能不变,由于A、K之间电势差是2.5V,所以光电子到达A极时的最大动能为:Ek=Ek+eU=4.9610-19J(3)光电子的最大初动能Ek=9.610-20J=0.6eV。若使G中电流为零,光电子到达A极时克服电场力做功至少为W=eU=Ek,解得U=0.6V,即UAK=-0.6V。答案:(1)4.01012个9.610-20J(2)8.01012个4.9610-19J(3)UAK=-0.6V
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