课时作业(17) 光电效应-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2024）

电子的初速度方向相反，故A端接电源的正极，远项A错 课时作业（十七） 误：向右移动滑片到最右端，电流逐渐增大，但不能确定最 1.C解析某单色光照射某金属时不能产生光电效应，说明该 大的电流是否为饱和光电流，选项B错误；根据爱因斯坦光 单色光的频率较低，光子能量较小；通过延长光照时间、增大 电效应方程E=hw一W,得=E+W h ,选项C错误：若将 光的强度，都不能产生光电效应：只有换用频率更高（或者波 长更短)的光照射，才有可能使该金属产生光电效应，选项C 电源极性颠倒，光电子在极板间做诚速运动，则有U=E, 正确. 解得U=B,选项D正确 2.C解析单色光照射到光电管的阴极上时，电流表有示数， 说明发生了光电效应，因此入射的单色光的频率一定大于阴 11,A解析饱和光电流与光的强度有关，这个实验可以通过 极材料的截止频率，选项A正确；增大单色光的强度，则产 控制光的强度来实现饱和光电流相同，选项A正确；不同 生的光电流增大，电流表的示数增大，选项B正确：当滑片P 的金属其逸出功是不同的，根据光电效应方程：E一hv 向左移时，K极的电势比A极高，光电管上加的是反向电 W。,用同种频率的单色光，光子能量y相同，光电子的最大 初动能E,不同，选项C、D错误：根据通止电压和最大初动 压，故滑片左移的过程中，电流表示数将减小，甚至为零，远 项C错误，D正确. 能关系：U。二经，可知光电子的最大初动能不同，通止电压 3.C解析光电效应是指照射到金属表面的光，能使金属中的 也不同，选项B错误， 电子从表面逸出的现象，选项A正确：光电效应存在截止频 率，当入射光的频率大于等于截止频率时才能发生光电效 12.解析(1)由e=h,w一六， C 应，选项B正确：能否发生光电效应与入射光的强度无关，只 与入射光的频率有关，选项C错误；光电效应几乎是眸时发 得e-经-5.0X101 生的，不需要时间积累，选项D正确. (2)由爱因斯坦的光电效应方程得 4.AB解析根据爱因斯坦的光电效应方程Ek=hw一W。,同种 E=hw-Wo=1.5×10-19J. 金属材料的W。一定，入射光从蓝光改为紫光，则入射光的 答案(1)5.0×1019J(2)1.5×10-18J 频率y增大，则光电子的最大初动能E变大，选项A正确； 13.解析(1)当阴极发射的光电子全部到达阳极时，光电流达 其他条件不变，增大光照强度，即光子数增多，光电效应产生 到饱和，由电流可知每秒到达阳极的光电子数，即阴极每秒 的光电子数增多，则光电流变大，选项B正确：被蓝光照射 发射的光电子个数m=L_0.64X10X1=4.0×10, 后，金属材料失去电子后带正电，选项C错误：光电管加反向 1.6×10-19 电压，达到通止电压时初动能最大的光电子到达阳极时速度 根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为 刚好减为零，光电流为零，有一eU。=0一E,Ek=hy一W。,可 得U=心一W.若改用紫光熙射，入射光的频率v增大，则 且=w-W,=h片-h元， 代入数据可得Ek=9.6×10如J. 通止电压增大，选项D错误 (2)如果照射光的频率不变，最大初动能不变，光强加倍，则 5.B解析设单色光的最低频率为地，由光电效应方程知E= 每秒发射的光电子数加倍，饱和电流增大为原来的2倍，则 侧一网0=仙一m,又知山=受，娄理得w=受是解 绿光的光强增大为原来的2倍后，阴极每秒发射的光电子 个数n=2m=8.0×102, 得≈8X104Hz选项B正确. 光电子的最大初动能仍然为E=9.6×10J. 6.C解析题图甲中所加的电压为反向电压，根据题意可知， 答3(1)4.0×10129.6×10-0J(2)8.0×1029.6× 過止电压为0.6V,根据E=eU。知，光电子的最大初动能 10-0J E,=0.60eV,根据光电效应方程E.=hv一W,,逸出功W。= 课时作业（十八） hv一Ex=2.5eV一0.60eV=1.9eV,题图乙中所加的电压 为正向电压，根据动能定理得U=E'一E,解得电子到达 阳极的最大动能E'=eU+E=2eV+0.6eV-2.6eV,选 1.B服罚光子能量为一货，根据爱因斯超光电效应方程可 项C正确. 知光电子的最大初动能为E=C一W,根据题意1=入， 7.D解标用激光“焊接”视网膜利用了激光频率高、能量高的 特点，选项Λ错误根据〔=以以可知激光的频率为=气 =子，E:E=1:2,联立可得遍出功W,-费，选项 A、C、D错误，B正确. 选项B错误：激光光子的动量为力=票，选项C错误：根据 2.D解析由爱因斯坦光电效应方程可知Ek=hv一W。,E'= h·3u-W。,解得E'=2hu十Ek,选项D正确. 6一加和c=以可知，单个光子的能量为九行，则每个激光脉 3C层窃振据光电效应方程可知子m=任-Wa, 冲的能量为h无，选项D正确， 之m=领-W,共中山：e=3t1,解得Wa= 8.D解析光的波粒二象性是指光既具有波动性，又具有粒子 性，二者是统一的，选项A错误：在光的波粒二象性中，频率 餐，选项A错误，B正确：国为效长为以的光怡能使该金属 越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著， 发生光电效应，则波长超过4以的光都不能使该金属发生光 选项B错误；光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相 电效应，选项C正确，D错误. 互作用时往往表现出粒子性，选项C错误；光既具有粒子性， 4.A解析当光电子的最大初动能为零时，入射光的光子能量 又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子 与逸出功相等，即入射光的频率等于金属的截止频率，由题 性比较明显，选项D正确. 图可知金属的截止频率为4.27X101“Hz,选项A正确，B错 9,D解析现象①是光的衍射现象，衍射是波所特有的现象， 误；根据E=hv一W。知，E~y图线的斜率表示普朗克常 该现象说明了光具有波动性：现象②是光照射到锌板上，从 量，选项C错误：金属的逸出功为W。=hv=6.63×10一4× 锌板上有电子逸出，发生了光电效应，该现象说明了光具有 4.27×10“J≥1.77eV,选项D错误. 粒子性，选项A、B、C错误，D正确. 5.A解析根据爱因斯坦光电效应方程结合动能定理可知， 10.D解析向右移动滑片，电流表示数逐渐增大，说明电子从 阴极向左做加速运动，所以极板间电场方向从左向右，与光 eU=E=y一w,则U=么·y-在·助=么·(w-的)， e e ·203·课时作业（十七） 光电效应 答案精解Pa (建议用时：40分钟) [「基础题组练 A.1×104Hz B.8×10Hz 题组一光电效应的实验规律 C.2×105Hz D.8×105Hz 1.某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述 6.如图甲所示，合上开关，用光子能量为2.5eV的一 措施中，可能使该金属产生光电效应的是( 束光照射阴极K,发现电流表读数不为零，调节滑 A.延长光照时间 动变阻器，发现当电压表读数小于0.6V时，电流 B.增大光的强度 表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.6V C,换用频率更高的光照射 时，电流表读数为零.把电路改为图乙，当电压表读 D.换用波长更长的光照射 数为2V时，逸出功及电子到达阳极时的最大动 2.如图所示，某种单色光照射到光电管的阴极上时， 能为 电流表有示数，则下列说法不正确的是 A 甲 乙 A.0.6 eV 1.9 eV B.1.7 eV 1.9 eV C.1.9eV 2.6 eV D.3.1 eV 4.5 eV A.入射的单色光的频率大于阴极材料的截止频率 题组三康普顿效应与光的波粒二象性 B.增大单色光的强度，电流表的示数将增大 7.在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长为 C,滑片P向左移，电流表示数将增大 入，每个激光脉冲中的光子数目为n,已知普朗克常 D,滑片P向左移，电流表示数将减小，甚至为零 量为h,光速为c,则 () 3.下列关于光电效应现象的叙述中错误的是( A.用激光“焊接”视网膜是因为激光具有高度的相 A.光电效应是指照射到金属表面的光，能使金属中 干性 的电子从表面逸出的现象 B激光的频率为A B.光电效应存在截止频率 C.照射光光强太小时不可能发生光电效应 C激光光子的动量合 D.光电效应几乎是瞬时发生的 题组二爱因斯坦的光电效应理论 D,每个激光脉冲的能量为小号 4.(多选)若光电管中的金属材料受到蓝光照射，发生 8.我国已研发成功“世界上首台分辨率最高的紫外超 光电效应，光电子定向移动形成光电流，对此现象， 分辨光刻装备”，对芯片制造领域技术突破作出重 下列说法正确的是 大贡献，光刻所用光的波长越短，分辨率越高.下面 A.改用紫光照射，光电子的最大初动能变大 关于光的波粒二象性的说法中，正确的说法是 B.其他条件不变，增大光照强度，光电流变大 ( C,被蓝光照射后，金属材料带负电 A.光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性 D,改用紫光照射，遏止电压减小 B.频率越小的光其粒子性越显著，频率越大的光其 5.用波长为300m的光照射锌板，电子逸出锌板表 波动性越显著 面的最大初动能为1.28×10-1J.已知普朗克常量 C.光在传播时往往表现出粒子性，光在跟物质相互 为6.63×10-4J·s,真空中的光速为3.0× 作用时往往表现出波动性 10m·s1.能使锌产生光电效应的单色光的最低 D.大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光 频率约为 ( 子产生的效果往往显示出粒子性 ·151· 9.如图所示，弧光灯发出的光，经过下列实验后产生 B.遏止电压 了两个重要的实验现象：①经过一狭缝后，在后面 C.光电子的最大初动能 的锌板上形成明暗相间的条纹；②与锌板相连的验 D.逸出功 电器的铝箔张开了一定的角度.则这两个实验现象 12.紫光的波长为4×107m,金属钠的逸出功为 分别说明 3.5×101J(普朗克常量h=6.63×10-4J·s, 光速c=3×10°m/s),求： (1)每个紫光光子的能量； (2)若用该紫光照射金属钠时，产生的光电子的最 大初动能。 A.①和②都说明光有波动性 B.①和②都说明光有粒子性 C.①说明光有粒子性，②说明光有波动性 D.①说明光有波动性，②说明光有粒子性 [能力提升练 10.如图所示，用某一频率的光照射光电管的阴极，阴 极材料的逸出功为W,光电子的最大初动能为 Ek.将开关S闭合，并从滑动变阻器的最左端缓慢 向右移动滑片至滑动变阻器的最右端，发现电流 表示数逐渐增大.已知h为普朗克常量，下列说法 13.如图所示装置，阴极K用极限波长为入e 中正确的是 ( 0.66m的金属制成.若闭合开关S,用波长为A= 0.50um的绿光照射阴极，调整两极间的电压，使 电流表的示数最大，最大示数为0.64：A.已知普 8 朗克常量h=6.63×10-J·8 0 (1)求阴极每秒发射的光电子数和光电子飞出阴 极时的最大初动能。 (2)如果将照射阴极的绿光的光强增大为原来的 A.A端接的是电源的负极 2倍，求阴极每秒发射的光电子数和光电子飞出 B.滑片移至滑动变阻器的最右端时，电流表中的 阴极时的最大初动能， 电流一定为饱和光电流 C.入射光的频率可能为”2h W+E D.若将电源极性颠倒，从滑动变阻器的最左端缓 慢向右移动滑片，当电流表示数刚好为零时，电 压表示数为U=E 11.在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单 色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效 应，对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同 的是 () 光 A.饱和光电流 ·152·