2024-2025學(xué)年高中物理第四章2光電效應(yīng)與光的量子說練習(xí)含解析教科版選修3-5

PAGEPAGE52光電效應(yīng)與光的量子說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間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動能將減小C.單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減小D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)解析:發(fā)生光電效應(yīng)幾乎是瞬時的,所以A項錯;入射光強度減弱,說明單位時間內(nèi)的入射光子數(shù)目削減;頻率不變,說明光子能量不變,逸出的光電子最大初動能也就不變,B項錯;入射光子數(shù)目削減,逸出的光電子的數(shù)目也就削減,故C項正確;入射光照耀到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng),說明入射光的頻率高于這種金屬的極限頻率,只要入射光頻率肯定就能發(fā)生光電效應(yīng),故D項錯.答案:C2.(多選)右圖是光電效應(yīng)中光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像.從圖中可知()A.Ek與ν成正比B.入射光頻率必需大于或等于截止頻率νc時,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.對同一種金屬而言,Ek僅與ν有關(guān)D.Ek與入射光強度成正比解析:由Ek=hν-W0知B、C正確,A、D錯誤.答案:BC3.(多選)光電效應(yīng)的試驗結(jié)論是對于某種金屬()A.無論光強多強,只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B.無論光的頻率多低,只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.超過極限頻率的入射光強度越弱,所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越小D.超過極限頻率的入射光的頻率越高,所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大解析:依據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知A正確,B、C錯誤.依據(jù)光電效應(yīng)方程12mvmax2=hν-W,頻率答案:AD4.硅光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的器件,下列表述正確的是()A.硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置B.硅光電池中汲取了光子能量的電子都能逸出C.逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率無關(guān)D.隨意頻率的光照耀到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應(yīng)解析:電池是把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,而硅光電池是把光能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置,A對;汲取了光子能量的電子只有一部分能逸出,B錯;逸出光電子的最大初動能Ek=hν-W與入射光頻率有關(guān),C錯;頻率低于極限頻率的光不能在硅光電池上產(chǎn)生光電效應(yīng),D錯.故正確選項為A.答案:A5.(多選)用如圖所示的裝置探討光電效應(yīng)現(xiàn)象.當(dāng)用光子能量為2.75eV的光照耀到光電管上時發(fā)生了光電效應(yīng),電流表G的示數(shù)不為零;移動變阻器的滑片c,發(fā)覺當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時,電流表示數(shù)為0,則下列說法正確的是()A.光電子的最大初動能始終為1.05eVB.光電管陰極的逸出功為1.05eVC.當(dāng)滑片向a端滑動時,反向電壓增大,電流增大D.改用能量為2.5eV的光子照耀,移動變阻器的滑片c,電流表G中也可能有電流解析:由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知,同種金屬的逸出功相同,所以光電子逸出后的初動能取決于獲得的能量,A錯誤;當(dāng)電壓表示數(shù)大于或等于1.7V時,電流表無示數(shù),說明遏止電壓為1.7V,由eU=12mv2,可求得光電管的逸出功為1.05eV,B正確;若光的頻率不變,反向電壓大于遏止電壓后電路中就不再有電流,C錯誤;當(dāng)入射光頻率超過截止頻率,且反向電壓小于遏止電壓,電路中就會有電流,D正確答案:BD6.圖甲是光電效應(yīng)的試驗裝置圖,圖乙是光電流與加在陰極K和陽極A上的電壓的關(guān)系圖像,下列說法不正確的是()甲乙A.由圖線①、③可知在光的顏色不變的狀況下,入射光越強,飽和電流越大B.由圖線①、②、③可知對某種確定的金屬來說,其遏止電壓只由入射光的頻率確定C.遏止電壓越大,說明從該金屬中逃出來的光電子的最大初動能越大D.不論哪種顏色的入射光,只要光足夠強,就能發(fā)生光電效應(yīng)解析:由圖線①、③可知在光的顏色不變的狀況下,入射光越強,飽和光電流越大,故A說法正確;依據(jù)光電效應(yīng)方程可得Ekm=hν-W0=eUc,可知入射光頻率越大,最大初動能越大,遏止電壓越大,可知對于確定的金屬,遏止電壓與入射光的頻率有關(guān),故B說法正確;依據(jù)最大初動能Ekm=eUc中,遏止電壓越大,說明從該金屬中逃出來的光電子的最大初動能越大,故C說法正確;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于截止頻率,與入射光的強度無關(guān),故D說法錯誤.答案:D7.小明用金屬銣為陰極的光電管,觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象,試驗裝置示意如圖甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s.(1)圖甲中電極A為光電管的(選填“陰極”或“陽極”);

(2)試驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示,則銣的截止頻率νc=Hz,逸出功W0=J;

(3)假如試驗中入射光的頻率ν=7.00×1014Hz,則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek=J.

解析:(1)在光電效應(yīng)中,電子向A極運動,故電極A為光電管的陽極.(2)由題圖可知,銣的截止頻率νc為5.15×1014Hz,逸出功W0=hνc=6.63×10-34×5.15×1014J≈3.41×10-19J.(3)當(dāng)入射光的頻率為ν=7.00×1014Hz時,由Ek=hν-hνc得,光電子的最大初動能為Ek=6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014J≈1.23×10-19J.答案:(1)陽極(2)5.15×10143.41×10-19(3)1.23×10-198.鋁的逸出功為4.2eV,現(xiàn)用波長200nm的光照耀鋁的表面.已知h=6.63×10-34J·s,求:(1)光電子的最大初動能;(2)遏止電壓;(3)鋁的截止頻率.解析:(1)依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0