2022版新教材物理人教版選擇性必修第三冊(cè)基礎(chǔ)訓(xùn)練第四章第2節(jié)光電效應(yīng)Word版含解析

評(píng)價(jià)檢測(cè)·素養(yǎng)提升見學(xué)用163頁課堂檢測(cè)1.關(guān)于光的波粒二象性，下列說法錯(cuò)誤的是()A.光的頻率越高，光子的能量越大，粒子性越顯著B.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光的能量越小，波動(dòng)性越顯著C.頻率高的光子不具有波動(dòng)性，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光子不具有粒子性D.個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示波動(dòng)性答案：C解析：光具有波粒二象性，但在不同情況下表現(xiàn)不同，頻率越高，波長(zhǎng)越短，粒子性越強(qiáng)，反之波動(dòng)性明顯，個(gè)別光子易顯示粒子性，大量光子易顯示波動(dòng)性。2.（2021遼寧朝陽凌源二中高三月考）已知鈣和鈉的截止頻率分別為7.73×1014Hz和A.鈣具有較大的逸出功B.鈣的遏止電壓較大C.鈣逸出的光電子最大初動(dòng)能較大D.鈣更容易發(fā)生光電效應(yīng)答案：A解析：金屬的逸出功與截止頻率的關(guān)系W0=hν0，由于鈣和鈉的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.53×1014Hz，鈣的截止頻率大，所以鈣的逸出功大，故3.（2021云南昆明一中高三一模）已知某光電管的極限頻率為ν0，現(xiàn)用頻率為ν的單色光照射這種金屬，如圖能發(fā)生光電效應(yīng)，改變加在光電管兩端的電壓，測(cè)得電流隨電壓變化的圖像如圖所示。已知電子的電荷量大小為e，普朗克常量為h，則遏止電壓的大小U0A.h(ν-ν0)eB.h(答案：A解析：由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0，eU0=Ek4.下表給出了一些金屬材料的逸出功。材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功/3.05.15.96.26.6現(xiàn)用波長(zhǎng)為400?nm的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有（普朗克常量h=6.63×10-34J?sA.1種B.3種C.4種D.5種答案：A解析：由ε=hν及c=λν得ε=hcλ，故波長(zhǎng)為400?nm的單色光光子的能量為ε=6.63×10-34素養(yǎng)視角教材拓展光電管上正向與反向電壓情況分析（1）光電管加正向電壓情況（如圖）①P右移時(shí)，參與導(dǎo)電的光電子數(shù)增加；②P移到某一位置時(shí)，所有逸出的光電子恰好都參與了導(dǎo)電，光電流恰好達(dá)到最大值；③P再右移時(shí)，光電流不再增大。（2）光電管加反向電壓情況①P右移時(shí)，參與導(dǎo)電的光電子數(shù)減少；②P移到某一位置時(shí)，所有逸出的光電子恰好都不參與導(dǎo)電，光電流恰好為0，此時(shí)光電管兩端加的電壓為遏止電壓；③P再右移時(shí)，光電流始終為0。素養(yǎng)演練1.研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，以頻率為ν的光照射光電管陰極K時(shí)，有光電子產(chǎn)生。由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A做減速運(yùn)動(dòng)。光電流i由圖中電流計(jì)G測(cè)出，反向電壓U由電壓表V測(cè)出。當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)稱為遏止電壓U0，在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖像中，錯(cuò)誤的是A.B.C.D.答案：B解析：由光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律知，光的頻率和反向電壓一定，光電流強(qiáng)度與光強(qiáng)成正比，A圖正確；由光電效應(yīng)方程可知：hν=hν0+Ek，而eU0=Ek，所以有hν=hν0+eU0課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)見學(xué)用《作業(yè)本》131頁基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1.（多選）關(guān)于光的本性，下列說法中正確的是()A.關(guān)于光的本性，牛頓提出“微粒說”，惠更斯提出“波動(dòng)說”，愛因斯坦提出“光子說”，它們都說明了光的本性B.光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成微觀概念上的粒子C.光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性D.光電效應(yīng)說明光具有粒子性答案：C;D解析：光的波動(dòng)性指大量光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小可以用波動(dòng)規(guī)律來描述，不是惠更斯的“波動(dòng)說”中宏觀意義下的機(jī)械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一個(gè)光子，不是牛頓的“微粒說”中的經(jīng)典微粒。某現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性，是指波動(dòng)理論能解釋這一現(xiàn)象。某現(xiàn)象說明光具有粒子性，是指能用粒子說解釋這個(gè)現(xiàn)象。要區(qū)分說法和物理史實(shí)與波粒二象性之間的關(guān)系。C、D項(xiàng)正確，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。2.（多選）光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示，則下列說法正確的是()A.用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.用紅色光照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.鋅板帶的是負(fù)電荷D.使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷答案：A;D解析：鋅板連接驗(yàn)電器，在紫外線的照射下，鋅板中有一部分自由電子從表面飛出來，鋅板中缺少電子，于是帶正電，則驗(yàn)電器也帶正電并且指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。3.白天的天空各處都是亮的，是大氣分子對(duì)太陽光散射的結(jié)果。美國物理學(xué)家康普頓由于在這方面的研究而榮獲了1927年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。假設(shè)一個(gè)運(yùn)動(dòng)的光子和一個(gè)靜止的自由電子碰撞以后，電子向某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，光子沿另一方向散射出去，則這個(gè)散射光子跟原來的光子相比()A.頻率變大B.速度變小C.光子能量變大D.波長(zhǎng)變長(zhǎng)答案：D解析：光子與電子碰撞后，電子能量增加，故光子能量減小，根據(jù)ε=hν，光子的頻率減小，故A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤；碰撞前、后的光子速度不變，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)入射光子與靜止的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，則動(dòng)量減小，根據(jù)λ=hp，知波長(zhǎng)變長(zhǎng)，4.（多選）（2021江蘇如皋中學(xué)高二月考）現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是()A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和電流變大B.入射光的頻率越高，光電子的最大初動(dòng)能就越大，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比C.保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生D.遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)答案：A;D解析：入射光頻率大于極限頻率的情況下，飽和電流隨著入射光的強(qiáng)度增大而增大，故A項(xiàng)正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知，入射光的頻率越高，光電子的最大初動(dòng)能就越大，但光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率是一次函數(shù)關(guān)系，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，當(dāng)入射光頻率小于極限頻率時(shí)，將不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由5.（多選）（2021福建三明一中高三月考）產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，關(guān)于逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek，下列說法正確的是A.對(duì)于同種金屬，EkB.對(duì)于同種金屬，EkC.對(duì)于同種金屬，EkD.對(duì)于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek答案：A;D解析：對(duì)于同種金屬，逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek，取決于入射光的頻率，與照射光的強(qiáng)度、時(shí)間無關(guān)；對(duì)于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功6.（2021遼寧營口高三期末）某金屬被光照射后產(chǎn)生了光電效應(yīng)現(xiàn)象，測(cè)得光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖所示，已知h為普朗克常量，電子的電荷量的絕對(duì)值為e，則當(dāng)入射光頻率為2νA.hν0B.2hν答案：C解析：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0，由圖可知，當(dāng)ν=ν0時(shí)，則有W0=hν0，故當(dāng)7.某光源發(fā)出的光由不同波長(zhǎng)的光組成，不同波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度如圖所示。表中給出了一些材料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照射表中材料，則()材料鈉銅鉑極限波長(zhǎng)/541268196A.僅鈉能產(chǎn)生光電子B.僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C.僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子D.都能產(chǎn)生光電子答案：D解析：由題圖可知，該光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)大約在25?nm到400?nm之間，而三種材料中，極限波長(zhǎng)最小的鉑的極限波長(zhǎng)是196?nm8.（多選）如圖所示是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備（如夜亮?xí)兿ǖ穆窡簦┯玫降墓饪乩^電器的示意圖，它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成。當(dāng)用綠光照射光電管陰極K時(shí)，可以發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法中正確的是()A.增大綠光照射強(qiáng)度，光電子最大初動(dòng)能增大B.增大綠光照射強(qiáng)度，電路中的光電流增大C.改用波長(zhǎng)比綠光波長(zhǎng)大的光照射光電管陰極K時(shí)，電路中一定有光電流D.改用頻率比綠光頻率大的光照射光電管陰極K時(shí)，電路中一定有光電流答案：B;D解析：增大綠光照射強(qiáng)度，光電子最大初動(dòng)能不變，而光電流增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；改用頻率大的光照射，入射光頻率一定大于極限頻率，則一定有光電流，D項(xiàng)正確；光的波長(zhǎng)越大頻率越小，改用波長(zhǎng)大的光照射，入射光頻率不一定大于極限頻率，則不一定有光電流，C項(xiàng)錯(cuò)誤。素養(yǎng)提升練9.如圖甲所示，合上開關(guān)，用光子能量為2.5?eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60?V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0.60?V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。把電路改為圖乙所示，當(dāng)電壓表讀數(shù)為A.0.6?eVB.1.9?eVC.2.6?答案：C解析：圖甲所加電壓為反向電壓，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.6?V時(shí)，電流表讀數(shù)為0，說明光電子的最大初動(dòng)能為Ek=0.6?eV，圖乙所加電壓為正向電壓，故電子到達(dá)陽極時(shí)，最大動(dòng)能為10.（多選）如圖所示，兩平行金屬板A、B板間電壓恒為U，一束波長(zhǎng)為λ的入射光射到金屬板B上，使B板發(fā)生了光電效應(yīng)，已知該金屬板的逸出功為W，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說法中正確的是()A.入射光子的能量為hB.到達(dá)A板的光電子的最大動(dòng)能為hC.若增大兩板間電壓，B板沒有光電子逸出D.若減小入射光的波長(zhǎng)一定會(huì)有光電子逸出答案：A;B;D解析：根據(jù)E=hν，而ν=cλ，則光子的能量為hcλ，A項(xiàng)正確；光電子的最大初動(dòng)能Ek=hcλ-W，根據(jù)動(dòng)能定理得，Ek'11.（2021河南許昌長(zhǎng)葛一中高二月考）從1907年起，美國物理學(xué)家密立根開始以精湛的技術(shù)測(cè)量光電效應(yīng)中的幾個(gè)重要物理量。表是按照密立根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率νU0.540.640.710.810.88ν/(×5.645.896.106.306.50（1）在給出的坐標(biāo)紙中作出Uc（2）根據(jù)所作圖像求出該金屬的截止頻率νc（3）根據(jù)圖像求出普朗克常量的值。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）答案：（1）如圖所示；（2）4.26×1014Hz（解析：（1）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，通過描點(diǎn)，并作出圖像。（2）根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ek=hν-解得U當(dāng)Uc=0知，由圖像與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)知，（3）圖線的斜率為h解得h=6.2×10創(chuàng)新拓展練12.（★）（多選）（2021甘肅岷縣一中高三一模）光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí)，可能形成光電流。表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中正確的是()組次入射光子的能量/相對(duì)光強(qiáng)光電流大小/逸出光電子的最大初動(dòng)能/甲1234.04.04.0弱中強(qiáng)2943601.21.21.2乙4566.06.06.0弱中強(qiáng)2740552.92.92.9A.甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中所用的金屬板材質(zhì)相同B.甲組實(shí)驗(yàn)所采用的入射光波長(zhǎng)更長(zhǎng)C.甲組實(shí)驗(yàn)若入射光子的能量為5.0?eV，逸出光電子的最大初動(dòng)能為D.乙組實(shí)驗(yàn)若入射光子的能量為5.0?eV答案：B;C;D解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkW=4.0?eV-1.2?eV=2.8?eV，第二組實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)金屬板的逸出功為