2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性2光電效應(yīng)課后習(xí)題含解析新人教版選擇性必修第三冊(cè)

PAGE4-光電效應(yīng)課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.入射光照耀到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)度減弱,而頻率保持不變,那么()A.從光照至金屬表面上到放射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將削減D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)解析發(fā)生光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。入射光的強(qiáng)度減弱,說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)的入射光子數(shù)目削減;頻率不變,說(shuō)明光子能量不變,逸出的光電子的最大初動(dòng)能也就不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。入射光子的數(shù)目削減,逸出的光電子數(shù)目也削減,故選項(xiàng)C正確。入射光照耀到某金屬上發(fā)生光電效應(yīng),說(shuō)明入射光頻率不低于這種金屬的極限頻率,入射光的強(qiáng)度減弱而頻率不變,同樣能發(fā)生光電效應(yīng),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C2.(2024上海崇明區(qū)二模)如圖,弧光燈發(fā)出的光,經(jīng)過(guò)下列試驗(yàn)后產(chǎn)生了兩個(gè)重要的試驗(yàn)現(xiàn)象。①經(jīng)過(guò)一狹縫后,在后面的鋅板上形成明暗相間的條紋;②與鋅板相連的驗(yàn)電器的鋁箔張開(kāi)了肯定的角度。則這兩個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)象分別說(shuō)明()A.①和②都說(shuō)明光有波動(dòng)性B.①和②都說(shuō)明光有粒子性C.①說(shuō)明光有粒子性,②說(shuō)明光有波動(dòng)性D.①說(shuō)明光有波動(dòng)性,②說(shuō)明光有粒子性解析現(xiàn)象①是光的干涉現(xiàn)象,衍射是波所特有的現(xiàn)象,該現(xiàn)象說(shuō)明白光具有波動(dòng)性;現(xiàn)象②是光照耀到鋅板上,從鋅板上有電子逸出,發(fā)生了光電效應(yīng),該現(xiàn)象說(shuō)明白光具有粒子性,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。答案D3.(多選)用頻率為ν的光照耀在某金屬表面時(shí)產(chǎn)生了光電子,當(dāng)光電子垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其最大半徑為R,若以W表示逸出功,m、e表示電子的質(zhì)量和電荷量,h表示普朗克常量,則電子的最大初動(dòng)能是()A.hν+W B.BeRC.hν-W D.B解析依據(jù)光電效應(yīng)方程得,Ekm=hν-W,A錯(cuò)誤,C正確;依據(jù)洛倫茲力供應(yīng)向心力,有:evB=mv2R,則v=eRBm,最大初動(dòng)能Ekm=12mv答案CD4.(2024山東泰安模擬)如圖所示為探討光電效應(yīng)現(xiàn)象的試驗(yàn)原理圖。已知光電管陰極材料的極限頻率為ν0,現(xiàn)用頻率為ν(ν>ν0)的單色光照耀光電管,發(fā)覺(jué)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于圖示位置時(shí),靈敏電流計(jì)的示數(shù)為零,下列說(shuō)法正確的是()A.靈敏電流計(jì)的示數(shù)為零,是因?yàn)闆](méi)有發(fā)生光電效應(yīng)B.若不斷向左移動(dòng)滑片P,則靈敏電流計(jì)肯定會(huì)有示數(shù)C.若不斷向右移動(dòng)滑片P,則靈敏電流計(jì)肯定會(huì)有示數(shù)D.僅不斷增大入射光的光照強(qiáng)度,靈敏電流計(jì)肯定會(huì)有示數(shù)解析由題意知,入射光的頻率大于陰極材料的極限頻率,肯定能發(fā)生光電效應(yīng),故A錯(cuò)誤;若不斷向左移動(dòng)滑片P,反向電壓增大且大于遏止電壓,則靈敏電流計(jì)肯定不會(huì)有示數(shù),故B錯(cuò)誤;若不斷向右移動(dòng)滑片P,方向電壓減小且小于遏止電壓,則靈敏電流計(jì)肯定會(huì)有示數(shù),故C正確;增大入射光的強(qiáng)度,依據(jù)光電效應(yīng)方程式Ekm=hν-W0=eUc可知,光電子的最大初動(dòng)能為零,電流計(jì)中無(wú)電流,也沒(méi)有示數(shù),故D錯(cuò)誤。答案C5.(2024河北秦皇島月考)一含有光電管的電路如圖甲所示,圖乙是用光線a、光線b和光線c照耀同一光電管得到的I-U圖線,Uc1、Uc2表示遏止電壓。關(guān)于光線a、b、c的波長(zhǎng)關(guān)系,下列推斷正確的是()A.λa>λb>λc B.λa<λb<λcC.λa=λb<λc D.λa=λc>λb解析依據(jù)Ekm=hν-W0=eUc可知,遏止電壓越大則入射光的頻率越大,a光、c光的遏止電壓相等,所以a光、c光的頻率相等,則a、c光的波長(zhǎng)相等;因b光的遏止電壓大于a光的遏止電壓,所以b光的頻率大于a光的頻率,則a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng),故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。答案D實(shí)力提升1.如圖所示,當(dāng)開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)時(shí),用光子能量為2.5eV的一束光照耀陰極P,發(fā)覺(jué)電流表讀數(shù)不為零。合上開(kāi)關(guān),調(diào)整滑動(dòng)變阻器,發(fā)覺(jué)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.6V時(shí),電流表讀數(shù)仍不為零。當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.6V時(shí),電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為()A.1.9eV B.0.6eV C.2.5eV D.3.1eV解析由題意知光電子的最大初動(dòng)能為12mvmax2=eU0=0.6eV,所以依據(jù)光電效應(yīng)方程12mvmax2=hν-W0可得W0=hν-12m答案A2.(多選)美國(guó)物理學(xué)家密立根利用圖甲所示的電路探討金屬的遏止電壓U0與入射光頻率ν的關(guān)系,描繪出圖乙中的圖像,由此算出普朗克常量h,電子電荷量的肯定值用e表示,下列說(shuō)法正確的是()A.入射光的頻率增大,測(cè)遏止電壓時(shí),應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片P向M端移動(dòng)B.增大入射光的強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能也增大C.由U0-ν圖像可知,這種金屬的極限頻率為ν0D.由U0-ν圖像可得普朗克常量的表達(dá)式為h=U解析入射光的頻率增大,光電子的最大初動(dòng)能增大,則遏止電壓增大,測(cè)遏止電壓時(shí),應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端移動(dòng),故A錯(cuò)誤;依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;依據(jù)Ek=hν-W0=eU0,解得U0=hνe-hν0e,圖線的斜率k=he答案CD3.若一個(gè)光子的能量等于一個(gè)電子的靜止能量,已知靜止電子的能量為m0c2,其中m0為電子質(zhì)量,c為光速,試問(wèn)該光子的動(dòng)量和波長(zhǎng)是多少?(電子的質(zhì)量取9.11×10-31kg,普朗克常量h=6.63×10-34J·s)解析一