2024版新教材高中物理第四章原子结构和波粒二象性微点4爱因斯坦光电效应方程的应用课时作业新人教版选择性必修第三册

微点4爱因斯坦光电效应方程的应用1．单色光B的频率为单色光A的两倍，用单色光A照射到某金属表面时，从金属表面逸出的光电子最大初动能为E1；用单色光B照射该金属表面时，逸出的光电子最大初动能为E2.则该金属的逸出功为()A．E2－E1B．E2－2E1C．2E1－E2D．eq\f(E1＋E2,2)2.[2024·陕西安康高二统考]光电鼠标是一种常见的计算机输入设备，其原理利用了光电效应．在鼠标表面安装一个光电传感器，当光电传感器接收到光线，就会产生电信号，从而限制计算机的操作．关于光电效应，下列说法正确的是()A．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应B．入射光的强度越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大C．对于给定的金属，入射光的频率越大，逸出功越大D．同一光电管，入射光的波长越长，对应的遏止电压越小3．(多选)用波长为λ和3λ的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光电子速度之比为3∶1,普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有()A．该种金属的逸出功为eq\f(hc,3λ)B．该种金属的逸出功为eq\f(hc,4λ)C．波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应D．波长超过3λ的光都不能使该金属发生光电效应4．在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为ν0，现用频率为ν(ν>ν0)的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则下列推断错误的是()A．阴极材料的逸出功等于hν0B．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为eUC．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为hν－hν0D．无光电子逸出，因为光电流为零5．某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料()材料钠铜铂极限波长/nm541268196A.仅钠能产生光电子B．仅钠、铜能产生光电子C．仅钠、铂能产生光电子D．都能产生光电子6．用如图所示的装置探讨光电效应现象，当用光子能量为3.6eV的光照射到光电管上时，电流表G有读数．移动滑动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.9V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是()A．光电子的初动能可能为0.8eVB．光电管阴极的逸出功为0.9eVC．开关S断开后，电流表G示数为0D．改用能量为2eV的光子照射，电流表G有电流，但电流较小7．光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在光度测量、有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用．某同学为了测出某光电管阴极的极限频率，设计了如图所示的电路．用频率为ν1的光照射光电管阴极K，调整滑动变阻器滑片到某一位置，电压表的示数为U1时，μA表的示数刚好为零，换用频率为ν2的光照射光电管阴极K，调整滑动变阻器滑片到某一位置，电压表的示数为U2时，μA表的示数也刚好为零，则该光电管阴极K的极限频率为()A．eq\f(ν2U1－ν1U2,U1－U2)B．eq\f(ν2U1＋ν1U2,U1＋U2)C．eq\f(ν1U1－ν2U2,U1－U2)D．eq\f(ν1U1＋ν2U2,U1＋U2)8．A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子的最大初动能分别为EA、EB，普朗克常量为h，则下列说法正确的是()A．A、B两种光子的频率之比为1∶2B．所产生光电子的最大初动能之比为2∶1C．该金属的逸出功W0＝EA－2EBD．该金属的截止频率νc＝eq\f(EA－EB,h)9．在光电效应试验中，某试验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应．对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是()A．饱和光电流B．遏止电压C．光电子的最大初动能D．逸出功10．如图甲，合上开关，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极K，发觉电流表读数不为零．调整滑动变阻器，发觉当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．把电路改为图乙，当电压表读数为1.5V时，逸出功W及电子到达阳极时的最大动能Ek为()A．W＝3.1eVEk＝4.5eVB．W＝1.9eVEk＝2.1eVC．W＝1.7eVEk＝1.9eVD．W＝1.5eVEk＝0.6eV11．(多选)我国中微子探测试验利用光电管把光信号转换为电信号．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.以下说法正确的是()A．光电子到达A时的最大动能为hν－W0＋UeB．光电子到达A时的最大动能为hν－W0－UeC．若每入射N个光子会产生1个光电子且全部的光电子都能到达A，则回路的电流强度为eq\f(Pe,Nhν)D．若每入射N个光子会产生1个光电子且全部的光电子都能到达A，则回路的电流强度为eq\f(NP,ehν)微点4爱因斯坦光电效应方程的应用1．答案：B解析：依据光电效应方程，用单色光A照射某金属表面时，有E1＝hν－W逸出功，用单色光B照射该金属表面时，有E2＝h·2ν－W逸出功，联立解得W逸出功＝E2－2E1，故ACD错误，故B正确．2．答案：D解析：当入射光的频率大于金属的极限频率时，该金属才能够产生光电效应，A错误；依据光电效应方程Uce＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m))＝hν－W逸出功可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率和金属的逸出功有关，B错误；对于给定的金属，其逸出功的大小为定值，与入射光的频率无关，C错误；依据光电效应方程可知，同一光电管，入射光的波长越长，频率越小，对应的遏止电压Uc越小，D正确．3．答案：BC解析：依据光电效应方程可知eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m1))＝eq\f(hc,λ)－W逸出功，eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m2))＝eq\f(hc,3λ)－W逸出功其中vm1∶vm2＝3∶1解得W逸出功＝eq\f(hc,4λ)，选项A错误，B正确；因为当波长为4λ的光恰能使金属发生光电效应，则波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应，选项C正确，D错误.4．答案：D解析：阴极材料的逸出功W0＝hν0，A正确；由于入射光的频率ν＞ν0，则能发生光电效应，有光电子逸出，D错误；但是A、K间加的是反向电压，电子飞出后要做减速运动，当速度最大的光电子减速到A端速度为零时，光电流恰好为零，由动能定理得：－eU＝0－Ekm，则Ekm＝eU，故B正确；由爱因斯坦光电效应方程：Ekm＝hν－W0，可得Ekm＝hν－hν0，C正确．5．答案：D解析：依据光电效应方程可知Ek＝hν－W0＝heq\f(c,λ)－W0只要光的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长最小值小于100nm，小于钠、铜、铂的极限波长，故三种金属都能产生光电子．故选D.6．答案：A解析：当电压表的示数大于或等于0.9V时，电流表的示数为0，可知遏止电压为0.9V，依据eUc＝Ekm，则光电子的最大初动能为0.9eV，则光电子的初动能可能为0.8eV，A正确；依据光电效应方程Ekm＝hν－W0，则逸出功为W0＝hν－Ekm＝3.6eV－0.9eV＝2.7eV，B错误；光电管接的是反向电压，当开关断开后，光电管两端的电压为0，逸出的光电子能够到达另一端，则照旧有电流流过电流表G，C错误；改用能量为2eV的光子照射，因光子能量小于逸出功，则不会发生光电效应，D错误．7．答案：A解析：依据光电效应方程有eU1＝hν1－hν0eU2＝hν2－hν0解得ν0＝eq\f(ν2U1－ν1U2,U1－U2)故选A.8．答案：C解析：由ε＝hν知，光子的能量与频率成正比，则A、B两种光子的频率之比为2∶1，故A错误；EA＝hνA－W0，EB＝hνB－W0，解得eq\f(EA,EB)＝eq\f(hνA－W0,hνB－W0)≠eq\f(2,1)，W0＝EA－2EB，故B错误，C正确；该金属的截止频率为νc＝eq\f(W0,h)＝eq\f(EA－2EB,h)，故D错误．9．答案：A解析：饱和光电流和入射光的强度有关，这个试验中可以通过限制入射光的强度来实现饱和光电流相同，A正确；不同金属的逸出功是不同的，同种频率的单色光，光子能量hν相同，依据光电效应方程Ekm＝hν－W0可知，两种金属中逸出的光电子的最大初动能Ekm不同，CD错误；依据遏止电压和光电子最大初动能的关系Uc＝eq\f(Ekm,e)可知，光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，B错误．10．答案：B解析：甲图中所加的电压为反向电压，依据题意可知，遏止电压为0.60eV，依据Ek＝eUc可知，光电子的最大初动能为0.60eV，依据光电效应方程Ek＝hν－W0，解得逸出功W0＝hν－Ek＝2.5eV－0.60eV＝1.9eV，乙图中所加的电压为正向电压，依据动能定理eUc＝Ek′－Ek，解得电子到达阳极的最大动能为Ek′＝eUc＋Ek＝1.5eV＋0.6eV＝2.1eV故选B.11．答案：AC解析：依据光电效应方程Ek＝hν－W0