4.2光电效应 分层作业-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

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4.2 光电效应 分层作业

学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________

A层

1.真空中有一平行板电容器,两极板分别由铂和钾(其极限频率分别为eqIdc73e8e6fc0cc92ad85bf7ef01a8cab1c和eqIdbc48546747c080a1a084d0da63171208)制成。现用频率为eqId6c3daa245f5be59406cae2c601a3375f的单色光持续照射两板内表面,下列说法正确的是(  )

A.该单色光能使铂金属板发生光电效应

B.两极板之间的最大电压等于eqId2686e6e052bc48c634862280189f0701

C.减小极板间距,最终电容器上的电荷量会增加

D.增大入射光的波长,金属板逸出的光电子最大初动能会增大

2.广东江门中微子实验室使用的是我国自主研发的光电倍增管,利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为eqId06b4faefb6ef84a8c02f148bb7c30479,普朗克常量为eqId3eabd5f3a86afe49dcd70571e2b96cfd,下列说法正确的是(  )

A.该金属材料的截止频率为eqId6ac81eb1ed0c3208ebf5c31b957b1410

B.若频率为eqId06b09bec6122ff51834335344ae13f29的入射光能使该金属材料发生光电效应,则光电子的最大初动能为eqId98cabaa55cce990823836e9b687f025f

C.若一定频率的入射光能使该金属材料发生光电效应,增加入射光的频率,则该金属材料也一定能发生光电效应

D.若一定频率的入射光不能使该金属材料发生光电效应,增加该光的入射强度,则可能使该金属材料发生光电效应

3.(多选)在光电效应的实验中,某同学发现使用较弱的红光照射某金属时不能发生光电效应,使用绿光照射该金属时能发生光电效应。下列操作中能使该金属发生光电效应的是( )

A.使用更强的红光照射 B.使用黄光照射

C.使用蓝光照射 D.使用紫外线照射

@@@8fd98469-b2c2-42f3-ad2b-18a16dc12c584.(多选)如图所示是研究光电效应的实验装置,用绿光照射阴极K时能发生光电效应。关于该实验,下列说法正确的是(  )

A.当滑片P与O点正对时,电压表示数为0,微安表示数不为0

B.当滑片P在O点左侧时,微安表示数一定为0

C.当滑片P从O点向右滑动的过程中,微安表示数一定一直增加

D.换用紫光照射阴极K也能发生光电效应

@@@f07e81f0-2404-436c-bc7c-fd2b73af21575.如图所示,一玻璃三棱柱截面为顶角eqId9d7b9d9bf0d5fc25c99170ab27fa4045的等腰三角形。一束波长eqId83115ce9237cc978b1d5e1c1ccf52a9a的激光由空气垂直射入玻璃三棱柱,出射光相对于入射光的偏转角也为eqId9d7b9d9bf0d5fc25c99170ab27fa4045。出射光照射在逸出功eqIdea8819f7594af0307325ba5f56c2c3cb的金属板上发生光电效应。已知普朗克常量eqIdd0f3d74a794f85aa84a85e12cf4a6091,真空中光速eqId329acf2481097fbfcdfc3c9219858308。求:

(1)此玻璃三棱柱对该激光的折射率;(结果可用根号表示)

(2)金属板逸出光电子的最大初动能。(结果保留2位有效数字)

 

 

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6.人眼对黄光的敏感度低于绿光,每秒需要约7个黄光光子射入瞳孔,眼睛才能有所察觉。这基于视觉阈值的光谱依赖性。现有一光源以功率P(未知)均匀地向各个方向发射波长为λ=580nm的黄光,假设瞳孔在暗处的直径为D=4mm,且不计空气对光的吸收。若已知人距离光源为200km,光速c=3×108m/s,普朗克常量为h=6.63×10−34J⋅s。求:

(1)每秒射入瞳孔引起视觉所需的最低能量;

(2)光源功率P至少为多少(保留两位有效数字)?

 

B层

7.如图甲为研究光电效应的实验电路,图乙横坐标为实验中AK间的电压eqId8ee3d0fb7d8f67206f7076c668a2fc7f电势高于K为正eqIdac8c94316312f093ebfc80b872a83c25,纵坐标为入射光的频率eqId06b09bec6122ff51834335344ae13f29,图乙中BC为平行于U轴的直线,CD是一条倾斜的直线,BCD沿eqId06b09bec6122ff51834335344ae13f29轴向上的区域表示能产生光电流的区域。下列说法正确的是(  )

@@@f3f4e0ed82a54e539c6328c7c066bf5cA.BC对应的为滑片P在Oa之间的数据

B.CD对应的为滑片P在Ob之间的数据

C.电压为一定值时,仅增大光照强度,光电流可能会增大

D.BC段光照强度为一定值时,增大电压,光电流一定增大

8.(多选)我国科学家成功研制出氟化硼酸铵(ABF)晶体,首次实现直接倍频真空紫外激光158.9纳米输出,该晶体具有多项刷新纪录的卓越属性。下列说法正确的是(  )

A.紫外激光从晶体射入空气中,波长增大

B.在同种介质中,紫外激光比红外线传播得更快

C.若红外线能使某金属发生光电效应,则紫外激光也一定能使该金属发生光电效应

D.用相同的双缝干涉实验装置完成干涉实验,紫外激光的相邻亮条纹间距比红外线的大

9.我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换成电信号。如图所示,A和K分别是光电管的阳极和阴极,加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上,回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0,普朗克常量为h,电子电荷量为e。

(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm;

(2)若每入射N个光子会产生1个光电子,所有的光电子都能到达A,求回路的电流强度I。

@@@93cdfdb4-6dd0-4226-9f7b-f5b0a7fdbeb7

 

C层

10.图甲为氢原子能级图,一群处于同一激发态的氢原子能发出10种频率的光,分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K,其中只有3种光eqIdf7f5573b30734d65648f61c0a94c98de能够发生光电效应,有一种恰能发生光电效应,电压U与光电流之间的关系如图丙所示。下列说法正确的是(  )

@@@6afd1190-8f25-4289-8a50-854c7ff49a6f

 

 

 

 

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A.阴极K材料的逸出功为10.20eV

B.当滑片向右端移动时,光电流I一直增大

C.当乙图中电压表示数为零时,电流表示数一定为零

D.用三束光做杨氏双缝干涉实验,a光条纹间距最小

@@@370f4d85-feb9-4434-845f-6c7f2f9ba3a311.(多选)如图所示为一种光电效应实验装置,其中A为内壁镀银的真空玻璃球,阴极金属球C被玻璃球A包围且比A小得多,连接C的导线与镀银层不相连,连接微安表的导线与镀银层相连。初始状态,滑动变阻器滑片P处于中间位置。闭合开关后,用功率为4.95×10-5W、频率为5×10¹⁴Hz的单色光穿过小窗W照射到C上时发生光电效应,打到镀银层上的光电子全部被吸收,电流表的示数为0.24μA。已知材料C的极限频率eqIdc65de9d44926e91ffbedc4e6e25d3d1f=4×10¹⁴Hz,电子的电量e=1.6×10-19C,普朗克常量为h=6.6×10-34J·s,下列说法正确的是(  )

A.滑片P向右移动,微安表示数逐渐增大

B.滑片P向左移动时,微安表示数保持不变

C.单位时间内,入射光的光子数为1.5×1012个

D.若电压表调到1.5V,单色光照射到C上时,镀银层上由于光电子的撞击引起的热功率P不可能大于4.6×10-7W

12.如图所示,真空中有一坐标系eqIda834024400d0730af3e640ca4d5f54b4,在eqIdcc65d6eb9b63f96d80b54ec9893aee8d的空间中存在方向沿eqIde81e59019989b7dc2fb59b037ef6e010轴负方向,磁感应强度大小为eqId84b6ba28ea3ea6d961dec964fdb89765的匀强磁场,在eqIdd7d96461d2b3421aed548b754637ca8a平面内紧靠eqId81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248轴放置一块荧光屏,荧光屏沿eqIde81e59019989b7dc2fb59b037ef6e010轴方向长度eqId4657b6086a047d1e4337aa9dc925f14c,沿eqId81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248轴方向宽度足够大,在eqId20fbedfe8f82d19e9c209c7b2944602d处平行eqIdd7d96461d2b3421aed548b754637ca8a平面沿eqIde81e59019989b7dc2fb59b037ef6e010轴放置一根长度为eqIdcb56c38fc3d9fb84fc324c1750ac79f1、逸出功eqIdea55312815b6ef4e35fd561f4cebc2e2的金属细棒,现用频率eqIdf60c19cccf2875fbf5670373735b41bb的光从各方向照射金属棒,已知电子电荷量eqId861be11e119388cd1233f2503be38e58,质量eqIdcab114149540387be0c53460f1f17199,普朗克常量eqIdbc3cfd359084bb1067c53779c9345321。求:

@@@2c402b01-5557-4957-aa0b-7b3d2998e82d(1)金属棒上逸出的光电子的最大初动能eqIde49b008840b88294afa6b2da91003efe;

(2)沿eqId81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248轴正方向逸出的光电子打中荧光屏时eqId81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248坐标最大值;

(3)光电子从金属棒逸出至打到荧光屏的最短时间;

(4)荧光屏上有光电子打到的区域面积。

  

 

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