光电效应的应用教师版

1光电效应的应用1．[2009年上海]光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大2．[2010年四川]用波长为2.0×10－7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J。由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，结果取两位有效数字)()A．5.5×1014HzB．7.9×1014HzC．9.8×1014HzD．1.2×1015Hz解析：由爱因斯坦的光电方程hcλ＝Ekm＋W，而金属的逸出功W＝hν0，由以上两式得，钨的极限频率为：ν0＝cλ－Ekmh＝7.9×1014Hz，B项正确。3.[2010年江苏]研究光电效应的电路如图Z－1所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中，正确的是()解析：虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以截止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C。4．(5分)[2010年江苏]钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小__减小___(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是4．(5分)答案：减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)5．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开一个角度，如图15－1－5所示，这时锌板带____正____电，指针带___正_____电．2图15－1－56．已知金属铯的逸出功为W0，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大初动能为Ek，求入射光的波长应为多少？解析：根据光电效应方程Ek＝hν－W0可得入射光的频率为ν＝Ek＋W0h由c＝νλ可得入射光的波长为λ＝cν＝hcEk＋W0＝6.63×10－34×3×1081.0＋1.9×1.6×10－19m≈4.3×10－7m.7．(7分)研究光电效应规律的实验装置如图Z－5所示，光电管的阴极材料为金属钾，其逸出功为W0＝2.25eV，现用光子能量为10.75eV的紫外线照射光电管，调节变阻器滑片位置，使光电流刚好为零。求：(1)电压表的示数是多少？(2)若照射光的强度不变，紫外线的频率增大一倍，阴极K每秒内逸出的光电子数如何变化？到达阳极的光电子动能为多大？(3)若将电源的正负极对调，到达阳极的光电子动能为多大？解析：(1)由光电效应方程Ek＝hν－W0得光电子最大初动能Ek＝8.50eV光电管两端加有反向电压，光电子由K向A减速运动。由动能定理－eU＝EkA－Ek因EkA＝0，则U＝Eke＝8.50V。(2)设光的强度为nhν，光强不变，频率增大一倍，则每秒入射的光子数n减为原来的一半，阴极K每秒内逸出的光电子数也减为原来的一半，由光电效应方程得光电子的最大初动能E′k＝hν′－W0＝2hν－W0＝19.25eV电子由阴极向阳极做减速运动。由动能定理－eU＝E′kA－E′k，得EkA′＝10.75eV(3)若将电源的正负极对调，光电管上加有正向电压，光电子从阴极向阳极做加速运动，由动能定理eU＝EkA″－Ek，得EkA″＝17.00eV。答案：(1)8.50V(2)减半10.75eV(3)17.00eV