人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性2 光电效应课文内容ppt课件

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4.2.2光电效应方程  同步练习一、单选题1．（2022·四川绵阳·三模）某同学在研究甲乙两金属的光电效应现象时，发现两金属逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率v的关系分别如图中的①②所示，图中虚线与两条实线平行。下列说法正确的是（　　）A．甲金属的截止频率大于乙金属的截止频率B．甲金属的逸出功大于乙金属的逸出功C．用频率为v2的光照射甲金属不能产生光电效应D．用频率为v2的光照射乙金属不能产生光电效应【答案】D【解析】AB．根据可知横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，由图可知乙金属的极限频率大，甲金属的逸出功小于乙金属的逸出功，故AB错误；C．由AB选项分析可知：用频率为v2的光照射甲金属能产生光电效应，用频率为v2的光照射乙金属不能产生光电效应，故D正确，C错误。故选D。2．（2022·辽宁·阜新蒙古族自治县高级中学模拟预测）爱因斯坦光电效应方程给出了光电子的最大初动能Ek与入射光的顿率v的关系。但是，很难直接测量光电子的动能，容易测量的是遏止电压Uc。已知某次实验中测得某金属的遏止电压Uc与入射光频率v之间的关系如图所示，已知电子的电荷量为e＝1.6×10－19C，则（　　）A．图中A为光电管的阴极B．本实验电源的左端为正极C．当入射光的频率为1015HZ时，光电子的最大初动能为3.2×10-19JD．根据图像可求出二极管内金属的逸出功为3.2×10-20J【答案】C【解析】A．产生光电效应的一侧是阴极，A错误；B．为使电子减速A端带负电，则电源左侧为负极，B错误；C．当入射光的频率为1015Hz时，遏止电压为2.0V，由可求得最大初动能3.2×10-19J，C正确；D．根据图象可知二极管内金属的截止频率为，其逸出功D错误．故选C。3．（2017·天津市红桥区教师发展中心二模）如图，当电键K断开时，用光子能量为3.8eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于1.6V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于1.6V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为（　　）A．5.4eV B．1.6eVC．3.8eV D．2.2eV【答案】D【解析】根据爱因斯坦光电效应方程压表读数大于或等于1.6V时，电流表读数为零所以联立解得故D正确，ABC错误。故选D。4．（2022·广东·模拟预测）在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大动能Ek与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图线不能求出（　　）A．该金属的极限频率和极限波长 B．普朗克常量C．该金属的逸出功 D．单位时间逸出的光电子数【答案】D【解析】A．从图中可以看出，与横轴的交点即为金属的极限频率， 根据波长、频率和波速之间的关系，从而也可知极限波长，故A正确，不符合题意； B．根据光电效应方程有 图中该线的斜率即为普朗克常量，故B正确，不符合题意； C．根据光电效应规律可知，逸出功与极限频率光子的能量相等，故C正确，不符合题意；D．这个图是光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率之间的关系，无法得到单位时间内逸出的光电子数，故D错误，符合题意。故选D。5．（2022·河北承德·高二阶段练习）在光电效应实验中，用如图甲所示的电路探究遏止电压Uc与入射光频率v的关系，某实验小组用各种频率的单色光照射锌极（K极），G是电流表，得到了遏止电压Uc与入射光频率v的关系如图乙所示。该直线的斜率为k，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（　　）A．直流电源的右端为正极B．普朗克常量可表示为keC．实验所用金属材料的逸出功可表示为D．只要入射光频率大于K极材料的极限频率，G就一定会有示数【答案】B【解析】A．若K极发生光电效应，电子从K向A运动，研究遏制电压，电子应减速运动，电场方向为K到A方向，k接正极，A接负极，直流电源的右端为负极，A错误；B．光电效应方程遏制电压联立可得Uc-v图像中直线的斜率为k，则则有，B正确；C．Uc-v图像中直线与坐标轴相交于b，则有可得，逸出功，C错误；D．入射光频率大于K极材料的极限频率，就会发生光电效应，电子由K到A加反向电压，电子减速，反向电压过大时，电子无法到A，无电流，D错误。故选B。6．（2022·海南·模拟预测）做光电效应实验时，用黄光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应（　　）A．改用红光照射 B．增大黄光的强度C．增大光电管上的加速电压 D．改用紫光照射【答案】D【解析】A．红光的能量低于黄光，可能导致不能发生光电效应或者减小最大初动能，A错误；B．单纯增加黄光强度，会增加逸出粒子数目，但不会改变粒子的最大初始动能，B错误；C．光电管的加速电压与粒子逸出时的最大初始动能无关，C错误；D．紫光的能量高于黄光，改用紫光可以增大粒子逸出时的最大初始动能，D正确。故选D。7．（2022·吉林·长春市第八中学高二阶段练习）如图甲所示，为研究某金属材料的遏止电压Uc与入射光频率v的关系的电路图，用不同频率的光分别照射甲图中同一光电管的阴极K，调节滑片P测出遏止电压，并描绘Uc-v关系图如图乙所示。已知三种光的频率分别设为以v1、v2、v3，光子的能量分别为1.8eV、2.4eV、3.0eV，测得遏止电压分别为U1=0.8V、U2=1.4V、U3（图乙中未知）。则下列说法正确的是（　　）A．普朗克常量可表达为B．图乙中频率为v3的光对应的遏止电压U3=1.8VC．该阴极K金属材料的逸出功为2.6eVD．将电源的正负极对换，仍用频率为v2的光照射阴极K时，将滑片P向右滑动一些，电流表示数一定不为零【答案】D【解析】A．由光电效应方程，可得解得，故A错误；C．根据解得，故C错误；B．根据解得，故B错误；D．将电源的正负极对换，用频率为v2的光照射阴极K时，加在光电管上的电压会使光电子加速，将滑片P向右滑动一些，加速电压变大，电流表示数一定不为零。故D正确。故选D。8．（2022·上海徐汇·二模）植物叶片中的叶绿素a在阳光照射下进行光和作用，每吸收一份光子能量，就失去一个初动能为的光电子，则叶绿素a吸收光的波长为（　　）A． B． C． D．【答案】A【解析】由光子能量公式可知解得，故选A。9．（2022·山东·泰安市基础教育教学研究室二模）用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象的实验装置如图甲所示，实验测得的铷的遏止电压与入射频率的关系图像如图乙所示，图线与横轴的交点坐标为。已知普朗克常量，电子电量。则下列说法正确的是（　　）A．增大入射光的强度，产生光电子的最大初动能一定增大B．增大入射光的强度，遏止电压一定增大C．金属铷的逸出功为D．金属铷的逸出功为【答案】C【解析】A．根据光电效应方程可知光电子的最大初动能与入射光的强度无直接关系，A错误；B．根据动能定理有可得可知遏止电压与入射光的强度无直接关系，B错误；CD．图线与横轴的交点表示金属铷的极限频率，则金属铷的逸出功为C正确，D错误；故选C。10．（2022·河南·孟津县第一高级中学高三阶段练习）如图所示为某学习小组的同学在研究光电效应现象时，通过实验数据描绘的光电流与光电管两端电压的关系图象，已知图线甲、乙所对应的光的频率分别为，逸出的光电子的最大速度之比为2：1.则下列说法正确的是（　　）A．B．甲光与乙光的波长之比为1：4C．D．用乙光实验时，单位时间内从阴极表面逸出的光电子数较多【答案】D【解析】AB．由于光电子的最大速度之比为2：1，由可得最大初动能之比为4：1，由爱因斯坦光电效应方程可知甲、乙两种光的频率之比不等于4：1，又由可知甲、乙两种光的波长之比不等于1：4，故AB错误；C．又因则遏止电压之比为，故C错误；D．由以上分析可知乙光的频率比甲光的频率小，又由图象可知乙的饱和光电流比甲的大，则乙光的光照强度大于甲光的光照强度，所以在单位时间内照射到阴极的光子数多，从阴极表面逸出的光电子数较多，故D正确。故选D。11．（2022·辽宁·渤海大学附属高级中学高二阶段练习）利用图甲所示的实验装置测量遏止电压Uc与入射光频率的关系。若某次实验中得到如图乙所示的Uc—图像。已知普朗克常量，则下列说法正确的是（　　）A．该金属的逸出功约为B．电源的左端为正极C．若保持入射光频率不变，增大入射光光强，遏止电压也会增大D．遏止电压Uc越大说明光电子最大初动能越小【答案】A【解析】A．当最大初动能为零时，对应频率即为截止频率，由图像知截止频率为所以该金属的逸出功为，故A正确；B．因为测量遏止电压Uc与入射光频率的关系时，需要使加在两极板间的电压为反向电压，使电子减速，所以应该让电场方向从K极指向A极，所以电源右端应为正极，故B错误；C．由爱因斯坦光电效应方程而可知遏止电压与只与入射光频率有关，与入射光强度无关，故C错误；D．由于最大初动能为所以遏止电压Uc越大说明光电子最大初动能越大，故D错误。故选A。12．（2022·山东济南·二模）科学探究小组使用如图甲所示的电路图研究光电效应，图乙为光电管发生光电效应时遏止电压与入射光频率的关系图像，已知光电子的电荷为。下列说法正确的是（　　）A．单刀双掷开关空掷时，即使能发生光电效应，电流传感器的示数仍然为零B．为得到图乙的图像，单刀双掷开关应掷于1处C．光电管中金属材料的逸出功为D．普朗克常量【答案】C【解析】A. 单刀双掷开关空掷时，光电管两端无电压，则若能发生光电效应，光电子也能从K极到达A极形成光电流，即电流传感器的示数不为零，选项A错误；B. 若单刀双掷开关掷于1，则光电管两端的电压为正向电压，不会得到图乙的图像，选项B错误； CD. 根据 可得由图像可知即光电管中金属材料的逸出功为普朗克常量选项C正确，D错误。故选C。13．（2022·河南·高二期中）关于能量子、黑体辐射及光的波粒二象性，下列说法正确的是（　　）A．一个能量子的能量大小且不可再分B．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C．是否产生光电效应与光的频率和光照强度均无关D．光子除了具有能量之外还具有动量，其大小为【答案】B【解析】A．普朗克认为不可再分的最小能量子，其大小为，微观粒子的能量是分立的，选项A错误；B．黑体辐射的实验规律即温度升高，则其辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，则B正确；CD．光电效应与光的频率有关，只有入射光的频率大于极限频率才发生光电效应，光子动量大小为，则C、D错误。故选B。二、多选题14．（2022·河北·石家庄二中高二期中）如图所示为金属A和B的遏止电压Uc和入射光频率的关系图像，由图可知（     ）A．金属A的逸出功小于金属B的逸出功B．金属A的截止频率大于金属B的截止频率C．图线的斜率为普朗克常量D．如果用频率为5.5×1014Hz的入射光照射两种金属，从金属A逸出的光电子的最大初动能较大【答案】AD【解析】B．根据爱因斯坦光电效应方程及动能定理可得eUc=Ekm即当Uc=0时，对应的频率为截止频率，由图可知，金属A的截止频率小于金属B的截止频率，B错误；A．截止频率对应的光子能量等于金属的逸出功，金属的逸出功为是截止频率．所以金属A的逸出功小于金属B的逸出功，A正确；C．由B解析中的表达式可知，图线斜率表示，C错误；D．根据爱因斯坦光电效应方程可知，由于A的逸出功较小，故从金属A逸出的光电子的最大初动能较大，D正确。故选AD。