2020版高考物理一轮复习 第十二章 原子结构与原子核 课后分级演练33 电流 电阻 电功和电功率 7页

课后分级演练(三十三) 电流 电阻 电功和电功率 ‎【A级——基础练】‎ ‎1．(2017·茂名一模)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是(　　)‎ A．改用频率更小的紫外线照射 B．改用X射线照射 C．改用强度更大的原紫外线照射 D．延长原紫外线的照射时间 解析：B　某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X射线的频率比紫外线频率高，所以本题答案为B.‎ ‎2．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是(　　)‎ A．发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内从金属内逸出的光电子数目增多 B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比 C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 s D．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生 解析：A　发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内打到金属上的光子个数增加，则从金属内逸出的光电子数目增多，选项A正确；光电子的最大初动能跟入射光强度无关，随入射光的频率增大而增大，选项B错误；发生光电效应的反应时间一般都不超过10－9 s，选项C错误；只有入射光的频率大于该金属的极限频率时，即入射光的波长小于该金属的极限波长时，光电效应才能发生，选项D错误．‎ ‎3.(多选)(2017·汕头模拟)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线灯照射锌板时，发生的现象是(　　)‎ A．有光子从锌板逸出 B．有电子从锌板逸出 C．验电器指针张开一个角度 D．锌板带负电 解析：BC　用紫外线灯照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误、B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确、D错误．‎ ‎4．(多选)用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K 7‎ 时，电流计G的指针不发生偏转，那么(　　)‎ A．a光的频率一定大于b光的频率 B．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 C．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 D．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c 解析：AB　由于用单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，说明b光不能发生光电效应，即a光的频率一定大于b光的频率；增加a光的强度可使单位时间内选出光电子的数量增加，则通过电流计G的电流增大；因为b光不能发生光电效应，所以即使增加b光的强度也不可能使电流计G的指针发生偏转；用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电子的方向是由d到c，所以电流方向是由c到d.选项A、B正确．‎ ‎5．(多选)如图甲所示为实验小组利用100多个电子通过双缝后的干涉图样，可以看出每一个电子都是一个点；如图乙所示为该小组利用70 000多个电子通过双缝后的干涉图样，为明暗相间的条纹．则对本实验的理解正确的是(　　)‎ A．图甲体现了电子的粒子性 B．图乙体现了电子的粒子性 C．单个电子运动轨道是确定的 D．图乙中暗条纹处仍有电子到达，只不过到达的概率小 解析：AD　题图甲中的每一个电子都是一个点，说明少数粒子体现粒子性，到达的位置不同，说明单个电子的运动轨道不确定，A正确，C错误；题图乙中明暗相间的条纹说明大量的粒子表现为波动性，B错误；题图乙中暗条纹处仍有电子到达，只不过到达的概率小，D正确．‎ ‎6．某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示．表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料(　　)‎ 7‎ 材料 钠 铜 铂 极限波长(nm)‎ ‎541‎ ‎268‎ ‎196‎ A.仅钠能产生光电子　　　　 B．仅钠、铜能产生光电子 C．仅铜、铂能产生光电子 D．都能产生光电子 解析：D　当光的波长小于金属的极限波长时，被照射金属发生光电效应．又光源发出的光的波长约在50 nm到450 nm之间，故可使三种金属均发生光电效应，D项正确．‎ ‎7．(多选)(2017·渭南质检)分别用波长为λ和2λ的光照射同一种金属，产生的速度最快的光电子速度之比为2∶1，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有(　　)‎ A．该种金属的逸出功为 B．该种金属的逸出功为 C．波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应 D．波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应 解析：AD　由hν＝W0＋Ek知h＝W0＋mv，h＝W0＋mv，又v1＝2v2，得W0＝，A正确，B错误．光的波长小于或等于3λ时都能发生光电效应，C错误，D正确．‎ ‎8．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0.60 V时，电流表计数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 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，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为(　　)‎ 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的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生光电效应，当电压表读数大于或等于0.6 V时，电流表读数为零，则电子不能到达阳极，由动能定理eU＝mv知，最大初动能Ekm＝eU＝0.6 eV，由光电效应方程hν＝Ekm＋W0知W0＝1.9‎ 7‎ ‎ eV，对图乙，当电压表读数为2 V时，电子到达阳极的最大动能Ekm′＝Ekm＋eU′＝0.6 eV＋2 eV＝2.6 eV.故C正确．‎ ‎9.(多选)(2017·黄冈中学模拟)如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接．用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转．下列说法正确的是(　　)‎ A．a光的频率一定大于b光的频率 B．电源正极可能与c接线柱连接 C．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应 D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e→G→f 解析：ABD　由于电源的接法不知道，所以有两种情况：(1)c接负极，d接正极：用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，知a光频率大于金属的极限频率．用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，知b光的频率小于金属的极限频率，所以a光的频率一定大于b光的频率．(2)c接正极，d接负极：用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，知a光产生的光电子能到达负极d端．用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，知b光产生的光电子不能到达负极d端，所以a光产生的光电子的最大初动能大，所以a光的频率一定大于b光的频率，故A、B正确；由以上的分析可知，不能判断出用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应，故C错误；电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e→G→f，故D正确．‎ ‎10．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中(如图)，符合黑体辐射实验规律的是(　　)‎ 解析：A　黑体辐射的强度随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以A正确．‎ 7‎ ‎【B级——提升练】‎ ‎11．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek－ν图象，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个Ek－ν坐标系中，下图中用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是(　　)‎ 解析：A　依据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek－ν图线的斜率代表普朗克常量h，因此钨和锌的Ek－ν图线应该平行．图线的横截距代表极限频率νc，而νc＝，因此钨的νc小些，A正确．‎ ‎12．(多选)如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性分别在图中标出，已知金属钨的逸出功为4.5 eV.现分别用不同能量的光子照射钨板(各光子的能量已在图中标出)，那么下列图中，光电子可能到达金属网的是(　　)‎ 解析：BD　光子的能量大于或等于4.5 eV时才能发生光电效应，故A错．B项中光电子可加速到达金属网，B对．D项中光子的能量大于6 eV，可以使光电子到达金属网，故D对．C选项中产生的光电子的初动能不够光电子到达金属网时克服电场力所做的功，故C错．‎ ‎13.(多选)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示．则这两种光(　　)‎ A．照射该光电管时，a光使其逸出的光电子最大初动能大 B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大 C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大 D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大 解析：BC　从b的反向遏止电压更高可知b光频率更高，使逸出的光电子最大初动能大，A错误．a光频率低，则折射率小，临界角大，B正确．a 7‎ 光频率低，则波长长，干涉时相邻条纹间距大，C正确．a光频率低，折射率小，通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度小，D错误．‎ ‎14．如图甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示．则光电子的最大初动能为________J，金属的逸出功为________J.‎ 解析：由图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压等于－2 V时，电流表示数为0，知道光电子的最大初动能为：2 eV＝3.2×10－19 J.‎ 根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，W0＝3 eV＝4.8×10－19 J.‎ 答案：3.2×10－19　4.8×10－19‎ ‎15．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34 J·s.结合图象，求：(结果保留两位有效数字)‎ ‎(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能．‎ ‎(2)该阴极材料的极限波长．‎ 解析：(1)光电流达到饱和时，‎ 阴极发射的光电子全部到达阳极A 阴极每秒钟发射的光电子的个数 n＝＝(个)＝4.0×1012(个)‎ 光电子的最大初动能为：‎ Ekm＝eU0＝1.6×10－‎19C×0.6 V＝9.6×10－20 J ‎(2)设阴极材料的极限波长为λ0，‎ 根据爱因斯坦光电效应方程：‎ 7‎ Ekm＝h－h，‎ 代入数据得λ0＝0.66 μm 答案：(1)4.0×1012个　9.6×10－20 J　(2)0.66 μm 7‎