《2025年通成学典课时作业本高中物理选择性必修第三册人教版》

8. 用波长为$\lambda$、$3\lambda$的两种单色光分别照射某金属，均能发生光电效应，两种情况下逸出光电子的最大速度之比为$3:1$，普朗克常量和真空中的光速分别用$h$和$c$表示，则该种金属的逸出功为
(B)

A.$\frac{hc}{3\lambda}$
B.$\frac{hc}{4\lambda}$
C.$\frac{hc}{5\lambda}$
D.$\frac{hc}{6\lambda}$

答案： 8. B 解析：设此金属的逸出功为$W_{0}$，当用波长为$\lambda$的光照射时$E_{\mathrm{k}1}=h\frac{c}{\lambda}-W_{0}$，当用波长为$3\lambda$的光照射时$E_{\mathrm{k}2}=h\frac{c}{3\lambda}-W_{0}$，又因为逸出光电子的最大速度之比为$3:1$，则最大动能之比$E_{\mathrm{k}1}:E_{\mathrm{k}2}=\frac{1}{2}mv_{1}^{2}:\frac{1}{2}mv_{2}^{2}=9:1$，联立以上方程可得该种金属的逸出功$W_{0}=\frac{hc}{4\lambda}$，选项B正确。

9. (2024·山东济南期末)图甲所示装置用以测量发生光电效应时的遏止电压。用同一入射光依次照射不同金属材料的$K$极，发生光电效应时分别测得对应的遏止电压，图乙为所测遏止电压$U_c$与金属材料逸出功$W$的关系。已知普朗克常量为$h$，则入射光的频率为 (B)


A.$\frac{a}{h}$
B.$\frac{b}{h}$
C.$\frac{a}{bh}$
D.$\frac{b}{ah}$

答案： 9. B 解析：根据光电效应方程与遏止电压的规律有$E_{\mathrm{k}max}=h\nu - W$，$eU_{\mathrm{c}}=E_{\mathrm{k}max}$，解得$U_{\mathrm{c}}=\frac{h\nu}{e}-\frac{W}{e}$，结合图像有$\frac{h\nu}{e}=a$，$\frac{1}{e}·\frac{W}{e}=b$，解得$\nu =\frac{b}{h}$，选项B正确。

10. (2024·山东烟台期末)某实验小组研究光电效应规律时，用不同频率的光照射同一光电管并记录数据，得到遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示，已知电子电荷量为$e$，则该光电管的阴极材料的逸出功为 (D)


A.$\frac{eU_0(\nu_2 - \nu_1)}{\nu_1}$
B.$\frac{eU_0(\nu_2 - \nu_1)}{\nu_2}$
C.$\frac{eU_0\nu_2}{\nu_2 - \nu_1}$
D.$\frac{eU_0\nu_1}{\nu_2 - \nu_1}$

答案： 10. D 解析：设该光电管的阴极材料的逸出功为$W_{0}$，根据光电效应方程和动能定理分别可得$E_{\mathrm{k}}=h\nu - W_{0}$，$eU_{\mathrm{c}}=E_{\mathrm{k}}$，可得$eU_{\mathrm{c}}=h\nu - W_{0}$，结合图像可得$0=h\nu_{1}-W_{0}$，$eU_{0}=h\nu_{2}-W_{0}$，联立解得$h=\frac{eU_{0}}{\nu_{2}-\nu_{1}}$，$W_{0}=\frac{eU_{0}\nu_{1}}{\nu_{2}-\nu_{1}}$，选项D正确。

11. 教材改编 P76 材料 (2024·江苏盐城期末)
如图所示，一个光子和一个静止的电子相互碰撞后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去且波长变长，则这个散射光子跟原来的光子相比
(B)


A.频率不变
B.频率变小
C.动量不变
D.动量变大

答案： 11. B 解析：光子的波长变长，根据$\nu =\frac{c}{\lambda}$可得，光子的频率变小，选项A错误，B正确；当入射光子与静止的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，选项CD错误。

12. (2024·江苏南通期中)如图所示，真空中石墨对 X 射线散射时，发现散射的 X 射线的波长比入射的 X 射线波长大，则散射的 X 射线比入射的 X 射线
(C)


A.频率大
B.能量大
C.动量小
D.速度小

答案： 12. C 解析：电磁波在真空中传播速度$c$不变，入射的X射线光子的能量和动量分别为$\varepsilon =h\nu =h\frac{c}{\lambda}$，$p=\frac{h}{\lambda}$，散射的X射线的波长比入射的X射线波长大，则可知散射的X射线与入射的X射线相比，频率$\nu$减小，能量$\varepsilon$减小，动量$p$减小，而速度不变，选项C正确。

13. (2025·江苏卷)江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为$W_0$，普朗克常量为$h$。
(1) 求该金属的截止频率$\nu_0$。
(2) 若频率为$\nu$的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动能$E_{km}$。

答案： 13. 解：
(1)根据题意，由光电效应方程有$E_{\mathrm{k}}=h\nu - W_{0}$，当$E_{\mathrm{k}}=0$时，可得该金属的截止频率$\nu_{0}=\frac{W_{0}}{h}$。
(2)根据题意，由光电效应方程可得，光电子的最大初动能$E_{\mathrm{k}m}=h\nu - W_{0}$。