2024-2025学年高中物理第四章2光电效应与光的量子说练习含解析教科版选修3-5

PAGEPAGE52光电效应与光的量子说1.入射光照耀到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么()A.从光照至金属表面上到放射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D.有可能不发生光电效应解析:发生光电效应几乎是瞬时的,所以A项错;入射光强度减弱,说明单位时间内的入射光子数目削减;频率不变,说明光子能量不变,逸出的光电子最大初动能也就不变,B项错;入射光子数目削减,逸出的光电子的数目也就削减,故C项正确;入射光照耀到某金属表面上发生光电效应,说明入射光的频率高于这种金属的极限频率,只要入射光频率肯定就能发生光电效应,故D项错.答案:C2.(多选)右图是光电效应中光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像.从图中可知()A.Ek与ν成正比B.入射光频率必需大于或等于截止频率νc时,才能产生光电效应C.对同一种金属而言,Ek仅与ν有关D.Ek与入射光强度成正比解析:由Ek=hν-W0知B、C正确,A、D错误.答案:BC3.(多选)光电效应的试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的频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大解析:依据光电效应规律可知A正确,B、C错误.依据光电效应方程12mvmax2=hν-W,频率答案:AD4.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件,下列表述正确的是()A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B.硅光电池中汲取了光子能量的电子都能逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D.随意频率的光照耀到硅光电池上都能产生光电效应解析:电池是把其他形式的能转化成电能的装置,而硅光电池是把光能转化为电能的一种装置,A对;汲取了光子能量的电子只有一部分能逸出,B错;逸出光电子的最大初动能Ek=hν-W与入射光频率有关,C错;频率低于极限频率的光不能在硅光电池上产生光电效应,D错.故正确选项为A.答案:A5.(多选)用如图所示的装置探讨光电效应现象.当用光子能量为2.75eV的光照耀到光电管上时发生了光电效应,电流表G的示数不为零;移动变阻器的滑片c,发觉当电压表的示数大于或等于1.7V时,电流表示数为0,则下列说法正确的是()A.光电子的最大初动能始终为1.05eVB.光电管阴极的逸出功为1.05eVC.当滑片向a端滑动时,反向电压增大,电流增大D.改用能量为2.5eV的光子照耀,移动变阻器的滑片c,电流表G中也可能有电流解析:由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,同种金属的逸出功相同,所以光电子逸出后的初动能取决于获得的能量,A错误;当电压表示数大于或等于1.7V时,电流表无示数,说明遏止电压为1.7V,由eU=12mv2,可求得光电管的逸出功为1.05eV,B正确;若光的频率不变,反向电压大于遏止电压后电路中就不再有电流,C错误;当入射光频率超过截止频率,且反向电压小于遏止电压,电路中就会有电流,D正确答案:BD6.图甲是光电效应的试验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像,下列说法不正确的是()甲乙A.由图线①、③可知在光的颜色不变的状况下,入射光越强,饱和电流越大B.由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说,其遏止电压只由入射光的频率确定C.遏止电压越大,说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大D.不论哪种颜色的入射光,只要光足够强,就能发生光电效应解析:由图线①、③可知在光的颜色不变的状况下,入射光越强,饱和光电流越大,故A说法正确;依据光电效应方程可得Ekm=hν-W0=eUc,可知入射光频率越大,最大初动能越大,遏止电压越大,可知对于确定的金属,遏止电压与入射光的频率有关,故B说法正确;依据最大初动能Ekm=eUc中,遏止电压越大,说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大,故C说法正确;发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率,与入射光的强度无关,故D说法错误.答案:D7.小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,试验装置示意如图甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s.(1)图甲中电极A为光电管的(选填“阴极”或“阳极”);

(2)试验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc=Hz,逸出功W0=J;

(3)假如试验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek=J.

解析:(1)在光电效应中,电子向A极运动,故电极A为光电管的阳极.(2)由题图可知,铷的截止频率νc为5.15×1014Hz,逸出功W0=hνc=6.63×10-34×5.15×1014J≈3.41×10-19J.(3)当入射光的频率为ν=7.00×1014Hz时,由Ek=hν-hνc得,光电子的最大初动能为Ek=6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014J≈1.23×10-19J.答案:(1)阳极(2)5.15×10143.41×10-19(3)1.23×10-198.铝的逸出功为4.2eV,现用波长200nm的光照耀铝的表面.已知h=6.63×10-34J·s,求:(1)光电子的最大初动能;(2)遏止电压;(3)铝的截止频率.解析:(1)依据光电效应方程Ek=hν-W0