4.2 第2节　课后达标检测 课件《创新课堂》选择性必修三（26页ppt）

(共26张PPT)
第2节　课后达标检测
题组1　光电效应规律
1．在光电效应的实验中，下列说法正确的是　(　　)
A．入射光频率越大，光电子最大初动能越大
B．只要光照时间足够长，所有金属都能发生光电效应
C．光电效应是否发生，与光照强度有关
D．光电效应说明了光具有波动性
3
4
5
6
7
8
9
10
2
12
13
11
1
√
解析：在产生光电效应时，由光电效应方程Ekm＝hν－W0可知，入射光频率越大，光电子最大初动能越大，A正确；
产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与光照时间和光照强度无关，B、C错误；
光电效应说明了光具有粒子性，D错误。
3
4
5
6
7
8
9
10
2
12
13
11
1
2．(2024·山西忻州阶段练)金属A在一束绿光照射下恰能发生光电效应，现用某种光照射金属A时能逸出光电子，该种光可能是(　　)
A．红光 B．紫光
C．黄光 D．红外线
解析：发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于金属的极限频率。金属A在一束绿光照射下恰能发生光电效应，说明绿光的频率等于金属A的极限频率。现用某种光照射金属A时能逸出光电子，说明这种光的频率大于等于绿光的频率，则该种光可能是紫光。
3
4
5
6
7
8
1
9
10
12
13
11
2
√
3．(2024·山东威海期末)下列对光电效应规律的理解正确的是(　　)
A．遏止电压与入射光频率成正比
B．极限频率是能发生光电效应的最小频率
C．饱和电流大小由入射光频率决定，与光照强度无关
D．所有光电子的初动能都等于光电子的最大初动能
4
5
6
7
8
1
9
10
2
12
13
11
3
√
极限频率是能发生光电效应的最小频率，故B正确；
光的频率一定时，入射光越强，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，故C错误；
4
5
6
7
8
1
9
10
2
12
13
11
3
光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，就可能向各个方向运动，运动过程中要克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分能量转化为光电子的初动能，所以金属表面的电子，只需克服原子核的引力做功就能从金属表面逸出，那么这些光电子具有最大初动能，而不从金属表面发射的光电子，在逸出的过程中损失的能量会更多，所以此时光电子的动能小于最大初动能，所以一般情况下光电子的动能小于等于最大初动能，故D错误。
4
5
6
7
8
1
9
10
2
12
13
11
3
4．(2024·河北石家庄一模)用波长λ＝200 nm的紫外线照射铜板，有电子从铜板表面逸出。现在铜板所在空间加一方向垂直于板面、大小为18 V/m的匀强电场，电子最远能运动到距板面5 cm处。已知光在真空中传播速度c与普朗克常量h的乘积为1.24×10－6 eV·m，可知该铜板的截止波长约为(　　)
A．230 nm B．260 nm
C．290 nm D．320 nm
3
5
6
7
8
1
9
10
2
12
13
11
4
√
题组2　光电效应的电路和图像
5．(2024·四川绵阳开学考)研究光电效应的电路图如图所示，用功率相同的单色光束a和b分别照射光电管的阴极K，当单刀双掷开关S置于2时，调节滑动变阻器的滑片P，电流表的示数I恰好为0时，光电管两端的电压满足Ua>Ub>0，设光子打出光电子的概率相同，下列说法正确的是(　　)
A．单色光a的频率小于单色光b的频率
B．单刀双掷开关S空置时，光电流为0
C．单刀双掷开关S置于1时，光电效应的发生时间变短
D．单刀双掷开关S置于1时，a光束的饱和光电流小于b光束的
3
4
6
7
8
1
9
10
2
12
13
11
5
√
解析：当单刀双掷开关S置于2时，两金属板间所加电压为反向电压，由题意可知单色光a对应的遏止电压大于单色光b对应的遏止电压，根据eU＝Ek＝hν－W0可知单色光a的频率大于单色光b的频率，故A错误；
单刀双掷开关S空置时，由于光电管发生光电效应，有光电子从阴极K飞向阳极A，光电管与滑动变阻器形成闭合回路，光电流不为0，故B错误；
3
4
6
7
8
1
9
10
2
12
13
11
5
当入射光频率大于金属的截止频率时，光电效应几乎是瞬时发生的，单刀双掷开关S置于1时，光电效应的发生时间不会变短，故C错误；
用功率相同的单色光束a和b分别照射光电管的阴极K，由于单色光a的频率大于单色光b的频率，则单色光a的光子能量大于单色光b的光子能量，单位时间内a光照射的光子数小于b光照射的光子数，单位时间内a光照射逸出的电子数小于b光照射逸出的电子数，故a光束的饱和光电流小于b光束的，故D正确。
3
4
6
7
8
1
9
10
2
12
13
11
5
6．(2024·山东青岛一模)太阳能电池板是利用光电效应将光能转化为电能的设备，图甲是研究制作电池板的材料发生光电效应的电路图。用不同频率的光照射K极板发生光电效应，得到图乙中遏止电压Uc与入射光的频率ν间的关系图像。下列说法正确的是(　　)

A．增大入射光频率，K极板的逸出功增大
B．增大入射光频率，产生光电子的最大初动能增大
C．增大入射光强度，产生光电子的最大初动能增大
D．遏止电压Uc与入射光频率ν关系图像的斜率表示普朗克常量
3
4
5
7
8
1
9
10
2
12
13
11
6
√
解析：逸出功只与金属本身有关，与入射光频率无关，A错误；
根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W得，光电子的最大初动能只与逸出功和入射光频率有关，与光照强度无关，相同情况下，入射光频率越高，产生光电子的最大初动能越大，B正确，C错误；
3
4
5
7
8
1
9
10
2
12
13
11
6
7．(多选)(2024·重庆阶段练)Cs和Ca两种金属发生光电效应时，其对应的截止电压与入射光频率的关系如图所示。已知Cs的逸出功小于Ca，则(　　)

A．图像中①对应的是Cs，②对应的是Ca
B．两条图像的斜率不同
C．若同频率的光照射两种金属均发生光电效应，Cs产生的光电子的最大初动能较大
D．光电效应说明光具有波动性
3
4
5
6
8
1
9
10
2
12
13
11
7
√
√
解析：由题图可知，①的截止频率较低，逸出功W0与截止频率νc的关系为W0＝hνc，故①的逸出功较小，为Cs，②对应的是Ca，故A正确；


由于Cs的逸出功较小，故同频率的光照射时其产生的光电子的最大初动能较大，故C正确；
光电效应说明光具有粒子性，故D错误。
3
4
5
6
8
1
9
10
2
12
13
11
7
8．如图所示，用某种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率为νc，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像可能是(　　)
3
4
5
6
7
1
9
10
2
12
13
11
8
√
解析：光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子到达A极时动能的最大值Ekm＝eU＋hν－hνc，可知Ekm－U图像是一条倾斜向右上方的直线，且斜率为e，纵截距为hν－hνc。
题组3　康普顿效应和光的波粒二象性
9．(多选)下列有关光的波粒二象性的说法，正确的是　(　　)
A．有的光是波，有的光是粒子
B．光子与电子是同样的一种粒子
C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D．康普顿效应表明光具有粒子性
3
4
5
6
7
8
1
10
2
12
13
11
9
√
√
解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，有些行为(如光电效应、康普顿效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子。虽然光子与电子都是微观粒子，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子。光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，粒子性就越显著。综上，C、D正确，A、B错误。
3
4
5
6
7
8
1
10
2
12
13
11
9
10．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量。如图所示，给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向，则碰后光子可能沿________(选填“1”“2”或“3”)方向运动，并且波长__________(选填“不变”“变短”或“变长”)。
3
4
5
6
7
8
1
9
2
12
13
11
10
1
变长
解析：因光子与电子在碰撞过程中动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致，可见碰后光子运动的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由ε＝hν知，频率变小，再根据c＝λν知，波长变长。
3
4
5
6
7
8
1
9
2
12
13
11
10
11.(2024·安徽池州期末)光电管是一种将光信号转换为电信号的器件，在通信、医疗、安防监控等领域应用广泛。将光电管接入图示电路中，用频率为ν的光照射K极，调节滑动变阻器的滑片P，当灵敏电流计G的示数为0时，电压表V的示数为U，此电压通常也称为遏止电压。已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，下列说法正确的是(　　)
A．光电子从K极逸出后的初动能与遏止电压成反比
B．若增大入射光的强度，遏止电压会增大
C．K极材料的逸出功为hν－eU
D．若仅增大入射光的频率，使G的示数为0，则需向左调节滑片P
3
4
5
6
7
8
1
9
10
2
12
13
11
√
解析：由动能定理可得－eU＝0－Ekm，所以光电子从K极逸出后的最大初动能与遏止电压U成正比，故A错误；
由爱因斯坦光电效应方程得Ekm＝hν－W0，－eU＝0－Ekm，化简得eU＝hν－W0，遏止电压与入射光的强度无关，故B错误；
由eU＝hν－W0，可知W0＝hν－eU，故C正确；
由eU＝hν－W0可知，增大入射光的频率，遏止电压也增大，若使G的示数为0，需向右调节滑片P，故D错误。
3
4
5
6
7
8
1
9
10
2
12
13
11
12．(2024·广西一模)用频率分别为ν1和ν2的单色光A和B照射两种金属C和D的表面。单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象。设两种金属的逸出功分别为WC和WD，则下列选项正确的是(　　)
A．ν1>ν2，WC>WD 　 B．ν1>ν2，WCC．ν1<ν2，WC>WD 　 D．ν1<ν2，WC3
4
5
6
7
8
1
9
10
2
13
11
12
√
解析：单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象，单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，根据光电效应条件知，单色光A的频率大于单色光B的频率，即ν1>ν2；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象，可知金属C的逸出功小于金属D的逸出功，即WC3
4
5
6
7
8
1
9
10
2
13
11
12
13．(多选)(2024·辽宁辽阳一模)研究光电效应中遏止电压、光电流大小与照射光的频率及强弱等物理量关系的电路如图甲所示。图中阳极A和阴极K间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射阴极K，调节A、K间的电压U的大小，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。已知电子的电荷量为e，则下列说法正确的是(　　)
A．单色光a的频率等于单色光b的频率
B．单色光a的频率大于单色光c的频率
C．单色光a的强度大于单色光b的强度
D．单色光c与单色光a的光子能量之差为(Uc1－Uc2)e
3
4
5
6
7
8
1
9
10
2
12
11
13
√
√
单色光a的截止电压小于单色光c的截止电压，可知单色光a的频率小于单色光c的频率，B错误；
单色光a的饱和光电流小于b的饱和光电流，可知单色光a的强度小于单色光b的强度，C错误；
3
4
5
6
7
8
1
9
10
2
12
11
13