单选题 (共 4 题 ),每题只有一个选项正确
在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是( )
$\text{A.}$ 光电效应是瞬时发生的
$\text{B.}$ 所有金属都存在极限频率
$\text{C.}$ 光电流随着入射光增强而变大
$\text{D.}$ 入射光频率越大,光电子最大初动能越大
如图所示,真空中有一平行板电容器,两极板分别用锌板和铜板制成(锌板和铜板的截止频率分别为 $v_1$ 和 $v_2$ ,且 $v_1 < v_2$ ),极板的面积为 $S$ ,间距为 $d$ .锌板与灵敏静电计相连,锌板和铜板原来都不带电.现用频率为 $v\left(v_1 < v < v_2\right)$ 的单色光持续照射两板内表面,假设光电子全部到达另一极板,则电容器的最终带电荷量 $Q$ 正比于
$\text{A.}$ $\frac{d}{s}\left(v_1-v\right)$
$\text{B.}$ $\frac{d}{s}\left(v_1-v_2\right)$
$\text{C.}$ $\frac{S}{d}\left(\frac{v-v_1}{v v_1}\right)$
$\text{D.}$ $\frac{S}{d}\left(v-v_1\right)$
爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得 1921 年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能 $E_{\mathrm{km}}$ 与入射光频率 $v$ 的关系如图2所示,其中 $v_0$ 为极限频率。从图中可以确定的是
$\text{A.}$ 当入射光频率 $v < v_0$ 时,会逸出光电子
$\text{B.}$ 该金属的逸出功与入射光频率 $v$ 有关
$\text{C.}$ 最大初动能 $E_{\mathrm{km}}$ 与入射光强度成正比
$\text{D.}$ 图中直线的斜率为普朗克常量 $h$
爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应实验中的各种实验现象,下面是与光电效应实验有关的四幅图,下列说法正确的是
$\text{A.}$ 在图 1 装置中如果先让锌板带负电,再用紫外线灯照射锌板,则验电器的张角变大
$\text{B.}$ 由图 2 可知,黄光越强,光电流越大,说明光子的能量与光强有关
$\text{C.}$ 由图 3 可知,当入射光频率大于 $v_2$ 才能发生光电效应
$\text{D.}$ 由图 3 和图 4 可知,对同一种金属来说图中的 $v_c=v_1$
多选题 (共 4 题 ),每题有多个选项正确
波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有()
$\text{A.}$ 光电效应现象揭示了光的粒子性
$\text{B.}$ 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
$\text{C.}$ 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
$\text{D.}$ 动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等
产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能 $E_{\mathrm{k}}$ ,下列说法正确的是
$\text{A.}$ 对于同种金属,$E_{\mathrm{k}}$ 与照射光的强度无关
$\text{B.}$ 对于同种金属,$E_{\mathrm{k}}$ 与照射光的波长成反比
$\text{C.}$ 对于同种金属,$E_{\mathrm{k}}$ 与光照射的时间成正比
$\text{D.}$ 对于同种金属,$E_{\mathrm{k}}$ 与照射光的频率成线性关系
某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极 K 时,会发生光电效应现象。闭合开关 S,在阳极 A 和阴极 K 之间加上反向电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压,直至电流计中电流恰为零,此时电压表的电压值 $U$ 称为遏止电压。现分别用频率为 $v_1$ 和 $v_2$ 的单色光照射阴极,测量到遏止电压分别为 $U_1$ 和 $U_2$ ,设电子质量为 $m$ 、电荷量为 $e$ ,则下列说法中正确的是
$\text{A.}$ 用频率为 $v_1$ 的光照射时,光电子的最大初速度 $v=\sqrt{\frac{e U_1}{m}}$
$\text{B.}$ 阴极 K 金属的逸出功 $W_0=h v_1-e U_1$
$\text{C.}$ 阴极 K 金属的极限频率 $v=\frac{U_1 v_1-U_2 v_2}{U_1-U_2}$
$\text{D.}$ 普朗克常量 $h=\frac{e\left(U_1-U_2\right)}{v_1-v_2}$
如图是研究光电效应的实验装置,$O$ 点是滑动变阻器的中点,变阻器阻值随滑片位置均匀变化。用某单色光照射时,能够发生光电效应。若电源电动势为 20 V ,内阻不计。滑动变阻器长为 10 cm ,当滑片 P 距离 $a$ 端 4 cm 时,微安表示数恰为 0 ,则
$\text{A.}$ 当滑片 P 从此位置向左滑动时,微安表有电流
$\text{B.}$ 当滑片 P 从此位置向右滑动时,微安表有电流
$\text{C.}$ 光电子最大初动能为 2 eV
$\text{D.}$ 光电子最大初动能为 8 eV
填空题 (共 1 题 ),请把答案直接填写在答题纸上
图示是研究光电管产生的电流的电路图, $\mathrm{A} 、 \mathrm{~K}$ 是光电管的两个电极,已知该光电管阴极的极限频率为 $v_0$ .现将频率为 $v$(大于 $v_0$ )的光照射在阴极上,则:
(1) $\_\_\_\_$是阴极,阴极材料的逸出功等于 $\_\_\_\_$。
(2)加在 $\mathrm{A} 、 \mathrm{~K}$ 间的正向电压为 $U$ 时,到达阳极的光电子的最大动能为 $\_\_\_\_$ ,将
$\mathrm{A} 、 \mathrm{~K}$ 间的正向电压从零开始逐渐增加,电流表的示数的变化情况是 $\_\_\_\_$ .
(3)为了阻止光电子到达阳极,在 $\mathrm{A} 、 \mathrm{~K}$ 间应加上 $U_{\text {反 }}=$ $\_\_\_\_$的反向电压.
(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是
A.照射光频率不变,增加光强
B.照射光强度不变,增加光的频率
C.增加 $\mathrm{A} 、 \mathrm{~K}$ 电极间的电压
D.减小A、K电极间的电压
解答题 (共 1 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
如图甲所示是研究光电效应规律的光电管.用波长 $\lambda=0.50 \mu \mathrm{~m}$ 的绿光照射阴极 K ,实验测得流过 OG 表的电流 $I$ 与 AK 之间的电势差 $U_{\mathrm{AK}}$ 满足如图乙所示规律,取 $h=6.63 \times 10^{-34} \mathrm{~J} \cdot \mathrm{~s}$ .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.