2024版新教材高中物理第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性專項3光電效應(yīng)方程與Uc-ν圖像課時作業(yè)新人教版選擇性必修第三冊

eq\a\vs4\al(專)eq\a\vs4\al(項)3光電效應(yīng)方程與Uc-ν圖像1.(多選)在做光電效應(yīng)的試驗時，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，試驗測得光電子(電荷量為e)的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示，由試驗圖線可求出()A．該金屬的截止頻率B．普朗克常量C．該金屬的逸出功D．單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)2.用同一光電管探討a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖所示．關(guān)于這兩種光的比較，下列說法正確的是()A．a(chǎn)光的頻率大B．b光子的能量小C．增大a光光照強度，其對應(yīng)的飽和電流增大D．a(chǎn)光照射該光電管時逸出的光電子的最大初動能大3．(多選)如圖所示，甲、乙、丙、丁是關(guān)于光電效應(yīng)的四個圖像，以下說法正確的是()A.由圖甲可求得普朗克常量h＝eq\f(be,a)B．由圖乙可知虛線對應(yīng)金屬的逸出功比實線對應(yīng)金屬的逸出功小C．由圖丙可知在光顏色不變的狀況下，入射光越強，飽和光電流越大D．由圖丁可知電壓越高，則光電流越大4．用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，試驗裝置示意如圖甲所示，試驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，圖線與橫軸交點的橫坐標(biāo)為5.15×1014Hz.已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.則下列說法中正確的是()A．欲測遏止電壓，應(yīng)選擇電源左端為正極B．當(dāng)電源左端為正極時，滑動變阻器的滑片向右滑動，電流表的示數(shù)持續(xù)增大C．增大照射光的強度，產(chǎn)生的光電子的最大初動能確定增大D．假如試驗中入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能約為Ek＝1.2×10－19J5．(多選)圖甲為某種光電煙霧探測器裝置示意圖，光源S發(fā)出頻率為ν1的光束，當(dāng)有煙霧進入該探測器時，光束會被煙霧散射進入光電管C，當(dāng)光照射到光電管中的金屬鈉表面時會產(chǎn)生光電子，進而在光電管中形成光電流，當(dāng)光電流大于某臨界值時，便會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警．用如圖乙所示的電路(光電管K極是金屬鈉)探討光電效應(yīng)規(guī)律，得到鈉的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系，如圖丙所示，元電荷為e.下列說法正確的是()A．由圖丙知，普朗克常量h＝eq\f(e\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Uc2－Uc1)),ν2－ν1)B．由圖丙知，金屬鈉的逸出功為eq\f(e\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ν1Uc2－ν2Uc1)),ν2－ν1)C．圖甲中，光源S發(fā)出的光越強，探測器的靈敏度就越高，光電子的最大初動能就越大D.圖乙中，光電管K極運用的金屬材料逸出功越大，截止頻率越大，探測器的靈敏度就越高6．用圖甲裝置探討光電效應(yīng)，分別用a光、b光、c光照射陰極K得到圖乙中a、b、c三條光電流I與A、K間的電壓UAK的關(guān)系曲線，則下列說法正確的是()A．開關(guān)S扳向1時測得的數(shù)據(jù)得到的是I軸左側(cè)的圖線B．b光的光子能量大于a光的光子能量C．用a光照射陰極K時陰極的逸出功大于用c光照射陰極K時陰極的逸出功D．b光照射陰極K時逸出的光電子最大初動能小于a光照射陰極K時逸出的光電子最大初動能專項3光電效應(yīng)方程與Uc-ν圖像1．答案：ABC解析：由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和eUc＝Ek可知Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，當(dāng)Uc＝0時，ν＝eq\f(W0,h)＝νc，即圖線在橫軸上的截距在數(shù)值上等于金屬的截止頻率；圖線的斜率在數(shù)值上等于eq\f(h,e)，故可求出普朗克常量h；當(dāng)ν＝0時，Uc＝－eq\f(W0,e)，即圖線在縱軸上的截距的確定值乘以電子電荷量e在數(shù)值上等于金屬的逸出功，A、B、C正確．由試驗圖線不能求出單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)，D錯誤．2．答案：C解析：由題圖可得b光照射光電管時遏止電壓大，由Ek＝hν－W0＝eUc可知b光照射光電管時逸出的光電子的最大初動能大，故D錯誤；由D的分析可知b光的頻率大，光子的能量大，故AB錯誤；增大a光光照強度，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)增多，所以飽和電流增大，故C正確．3．答案：BC解析：依據(jù)光電效應(yīng)方程，結(jié)合動能定理可知eUc＝Ekm＝hν－W＝hν－h(huán)ν0變式可得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(h,e)ν0斜率k＝eq\f(b,2a)＝eq\f(h,e)解得普朗克常量為h＝eq\f(be,2a)，故A錯誤；依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W可知，縱軸截距的確定值表示逸出功，則實線對應(yīng)金屬的逸出功比虛線大，故B正確；入射光頻率確定，飽和光電流由入射光的強度確定，即在光的顏色不變的狀況下，入射光越強，光子數(shù)越多，飽和光電流越大，故C正確；分析圖丁可知，當(dāng)達到飽和光電流以后，增加光電管兩端的電壓，光電流不變，故D錯誤．4．答案：D解析：遏止電壓產(chǎn)生的電場對電子起阻礙作用，則電源的右端為正極，故A錯誤；當(dāng)電源左端為正極時，滑動變阻器的滑片向右滑動，過程中光電管兩端電壓增大，光電流增大，當(dāng)光電流達到飽和值不再增大，即電流表的讀數(shù)先增大后不變，故B錯誤；由Ekm＝hν－W0可知，最大初動能與光的強度無關(guān)，則C錯誤；Ekm＝hν－W0＝hν－h(huán)ν0，由圖可知，當(dāng)ν0＝5.15×1014Hz時，由公式Ekm＝h(ν－ν0)代入數(shù)值求得Ekm＝1.2×10－19J，故D正確．5．答案：AB解析：由光電效應(yīng)方程和動能定理知，光電管加反向電壓時eUc＝eq\f(1,2)mv02＝hν－W0，得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)知遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系圖中圖線的斜率為eq\f(h,e)，結(jié)合圖像可求得h＝eq\f(e（Uc2－Uc1）,ν2－ν1)，選項A正確；由光電效應(yīng)方程有eUc＝hν－W0可知Uc＝0時對應(yīng)的光照頻率為極限頻率ν0，由丙圖可求得ν0＝eq\f(ν2Uc1－ν1Uc2,Uc1－Uc2)，則金屬鈉的逸出功為hν0＝eq\f(h（ν2Uc1－ν1Uc2）,Uc1－Uc2)＝eq\f(e\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ν1Uc2－ν2Uc1)),ν2－ν1)，選項B正確；圖甲中，在光源頻率不變條件下，光束越強，相同時間內(nèi)，相同煙霧濃度下散射到光電管上的光子數(shù)越多，產(chǎn)生的光電流越大，但光電子的最大初動能不變，選項C錯誤；圖乙中，光電管K極運用的金屬材料逸出功越大，截止頻率越大，從光電管出來的光電子的最大初動能就越小，探測器的靈敏度就越低，越不簡潔觸發(fā)報警器報警，選項D錯誤．故選AB.6．答案：B解析：A錯：當(dāng)光電流恰為零時間電管兩端的電壓為遏止電壓，當(dāng)開關(guān)S扳向1時，光電子在光電管中是加速的，所加電壓是正向電壓，因此測得的數(shù)據(jù)得到的并不是I軸左側(cè)的圖線．B對：依據(jù)eUc＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m))＝hν－W0知，入射光的頻率越高，對應(yīng)的遏止電壓Uc越大；由題圖可知，b光的遏止電壓大于a光的遏止電壓，所以b光的頻率大于a光的頻率，依據(jù)