2022版新教材物理人教版选择性必修第三册基础训练:第四章第2节光电效应含解析
评价检测·素养提升
见学用 163 页
课堂检测
1.关于光的波粒二象性,下列说法错误的是( )
A.光的频率越高,光子的能量越大,粒子性越显著
B.光的波长越长,光的能量越小,波动性越显著
C.频率高的光子不具有波动性,波长较长的光子不具有粒子性
D.个别光子产生的效果往往显示粒子性,大量光子产生的效果往往显示波动性
答案:
C
解析:光具有波粒二象性,但在不同情况下表现不同,频率越高,波长越短,粒子性越强,
反之波动性明显,个别光子易显示粒子性,大量光子易显示波动性。
2.(2021 辽宁朝阳凌源二中高三月考)已知钙和钠的截止频率分别为
7.73 ×1014 Hz
和
5.53 ×1014 Hz
,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,则下列说法正确的是(
)
A.钙具有较大的逸出功
B.钙的遏止电压较大
C.钙逸出的光电子最大初动能较大
D.钙更容易发生光电效应
答案:
A
解析:金属的逸出功与截止频率的关系
W0=ℎν0
,由于钙和钠的截止频率分别为
7.73 ×1014 Hz
和
5.53 ×1014 Hz
,钙的截止频率大,所以钙的逸出功大,故
A
项正确;遏
止电压
e U c=Ek=νℎ−W0=νℎ−ℎν0
,故钙的截止频率大,钙的遏止电压较小,钙逸出的
光电子最大初动能较小,故
B
、
C
两项错误;钙的截止频率大,更不容易发生光电效应,
故
D
项错误。
3.(2021 云南昆明一中高三一模)已知某光电管的极限频率为
ν0
,现用频率为 ν的单色光
照射这种金属,如图能发生光电效应,改变加在光电管两端的电压,测得电流随电压变化
的图像如图所示。已知电子的电荷量大小为
e
,普朗克常量为
ℎ
,则遏止电压的大小
U0
为(
)
A.
ℎ(ν − ν0)
e
B.
ℎ(ν0− ν )
e
C.
νℎ
e
D.
ℎν0
e
答案:
A
解析:由光电效应方程
Ek=νℎ−W0
,
e U 0=Ek
和
W=ℎν0
得
e U 0=νℎ−ℎν0
,
U0=ℎ(ν − ν0)
e
,故
A
项正确。
4.下表给出了一些金属材料的逸出功。
材料 铯 钙 镁 铍 钛
逸出功
¿10−19 J
3.0
5.1
5.9
6.2
6.6
现用波长为
400 nm
的单色光照射上述材料,能产生光电效应的材料最多有(普朗克常量
ℎ=6.63 ×10−34 J⋅s
,光速
c=3.0 ×108m/s
)( )
A.1 种B.3 种C.4 种D.5 种
答案:
A
解析:由
ε=νℎ
及
c=λν
得
ε=ℎc
λ
,故波长为
400 nm
的单色光光子的能量为
ε=6.63 ×10−34 ×3.0 ×108
4×10−7J ≈ 4.97 ×10−19 J
,当入射光光子的能量大于金属的逸出功时,
才能发生光电效应,因入射光光子的能量只大于铯的逸出功,故能产生光电效应的材料有
1种,
A
项正确。
素养视角
教材拓展
光电管上正向与反向电压情况分析
(1)光电管加正向电压情况(如图)
①
P
右移时,参与导电的光电子数增加;
②
P
移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都参与了导电,光电流恰好达到最大值;
③
P
再右移时,光电流不再增大。
(2)光电管加反向电压情况
①
P
右移时,参与导电的光电子数减少;
②
P
移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都不参与导电,光电流恰好为 0,此时光电
管两端加的电压为遏止电压;
③
P
再右移时,光电流始终为 0。
素养演练
1.研究光电效应规律的实验装置如图所示,以频率为 ν的光照射光电管阴极
K
时,有光电子
产生。由于光电管
K
、
A
间加的是反向电压,光电子从阴极
K
发射后将向阳极
A
做减速运
动。光电流
i
由图中电流计
G
测出,反向电压
U
由电压表
V
测出。当电流计的示数恰好为零
时,电压表的示数称为遏止电压
U0
,在下列表示光电效应实验规律的图像中,错误的是(
)
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