人教版高中物理选择性必修第3册课后习题 第四章 原子结构和波粒二象性 专题练习(五) 光电效应方程、图像及其应用.docVIP

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专题练习(五)光电效应方程、图像及其应用

课后篇素养形成

必备知识基础练

1.用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验,当用频率为ν1的光照射时,遏止电压的大小为U1,当用频率为ν2的光照射时,遏止电压的大小为U2。已知电子电荷量的大小为e,则下列表示普朗克常量和该种金属的逸出功正确的是()

A.h=e(U

C.W0=eU1ν1

答案D

解析根据光电效应方程eUc1=hν1-W0,eUc2=hν2-W0,解得h=e(U1-U

2.分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属,发出的光电子的最大初动能之比为1∶2,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此金属板的逸出功正确的是

A.5hc3λ B.2hc3λ C.5hλ

答案B

解析由光子的能量ε=hcλ和爱因斯坦光电效应方程有Ek1=hcλ-W0,Ek2=4hc3λ-W0,又Ek1∶Ek2=1∶2,化简即得逸出功W0

3.(多选)

如图是某金属在光的照射下,光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像。由图像可知 ()

A.该金属的逸出功等于hνc

B.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

C.入射光的频率为2νc时,产生的光电子的最大初动能为E

D.相同频率的光照射到不同的金属上,逸出功越大,出射的光电子最大初动能越小

答案ACD

解析根据Ek=hν-W0得,金属的截止频率等于νc,纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功,逸出功等于E,则E=W0=hνc,故A正确;根据Ek=hν-W0,可知从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率不是成正比关系,故B错误;当入射光的频率为2νc时,根据Ek=2hνc-W0,而E=W0=hνc,故Ek=hνc=E,故C正确;根据Ek=hν-W0,可知相同频率的光照射到不同的金属上,逸出功越大,出射的光电子最大初动能越小,故D正确。

4.用不同频率的紫外线分别照射锌和钨的表面而产生光电效应,可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek-ν图像,已知锌的逸出功是3.24eV,钨的逸出功是3.28eV,若将两者的图线画在同一个Ek-ν坐标系中,用实线表示锌,虚线表示钨,则正确反映这一过程的是如图所示的()

答案A

解析根据光电效应方程有Ek=hν-W0,其中W0为金属的逸出功,则有W0=hνc。由此可知在Ek-ν图像中,斜率表示普朗克常量h,横轴截距大小表示该金属截止频率的大小。由题意可知,锌的逸出功小于钨的逸出功,因此由νc=W0

5.(多选)

用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验,发现光电流与电压的关系如图所示。已知普朗克常量为h,被照射金属的逸出功为W0,遏止电压为Uc,电子的电荷量为e。下列说法正确的是()

A.甲光的强度大于乙光的强度

B.甲光的频率大于乙光的频率

C.甲光照射时产生的光电子初动能均为eUc

D.乙光的频率为W

答案AD

解析根据光的强度越强,则光电子数目越多,对应的光电流越大,即可判定甲光的强度较大,选项A正确;由光电效应方程12mv2=hν-W0,12mv2=Uce,结合题图可知,甲、乙的遏止电压相同,故甲、乙的频率相同,选项B错误;甲光照射时产生的光电子的最大初动能为eUc,选项C错误;根据12mv2=hν-W0=eUc

6.

在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。则可判断出 ()

A.甲光的频率大于乙光的频率

B.乙光的波长大于丙光的波长

C.乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率

D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

答案B

解析由题图可知,丙光的饱和电流小于甲光和乙光的饱和电流,说明逸出的电子数目最少,即丙光的强度最小。由题图可知丙光对应的光电子的初动能最大,即丙光的频率最高(波长最小),B项正确,D项错误;甲光和乙光的频率相同,A项错误;由于是同一光电管,所以乙光、丙光对应的截止频率是一样的,C项错误。

7.如图所示是某次实验中得到的甲、乙两种金属的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像,两金属的逸出功分别为W甲、W乙,如果用频率为ν1的光照射两种金属,光电子的最大初动能分别为E甲、E乙,则下列关系正确的是 ()

A.W甲W乙 B.W甲W乙

C.E甲E乙 D.E甲=E乙

答案A

解析根据爱因斯坦光电效应方程得Ek=hν-W0=hν-hνc,又Ek=eUc,则eUc=hν-hνc,由Uc-ν图线可知,当Uc=0时,ν=νc,金属甲的截止频率大于金属乙的截止频率,则金属甲的逸出功大于乙的逸出功,即W甲W乙,选项A正确,B错误;如果用频率为ν1的光照