《2025年5年高考3年模拟高中物理选择性必修第三册人教版江苏专版》

5.(2025 湖南名校联考,改编)如图所示,分别用 1、2 两种金属材料作 K 极进行光电效应探究,其逸出功的大小关系为 $W_1 ＜ W_2$,保持入射光不变,则光电子到达 A 极时动能的最大值 $E_{km}$ 随电压 $U$ 变化关系的图像是 (A)

答案： 5.A 由爱因斯坦光电效应方程可知$\frac{1}{2}mu^2 = h\nu - W_0$，光电子到达 A 极过程，由动能定理得$eU = E_{km} - \frac{1}{2}mu^2$，所以光电子到达 A 极时动能的最大值为$E_{km} = eU + h\nu - W_0$，由此可知，$E_{km} - U$图线的斜率为 e，纵轴截距为$h\nu - W_0$，由题知$W_{01} ＜ W_{02}$，则$h\nu - W_{01} ＞ h\nu - W_{02}$，可见用金属材料 1 和 2 进行光电效应实验得到的$E_{km} - U$图线相互平行，且用材料 2 进行光电效应实验得到的$E_{km} - U$图线的纵轴截距较小，故选 A。

6.🪄创新题 新考法 (2025 江苏南京二模)研究光电效应时,当用波长为 $\lambda$ 的光照射某种金属时,遏止电压为 $U_c$,改变入射光波长,作出 $\lambda U_c - \lambda$ 图像如图。其横轴截距为 $a$,纵轴截距为 $b$,元电荷为 $e$,真空中光速为 $c$。下列说法正确的是 (C)


A.普朗克常量为 $h = \frac{e}{cb}$
B.该金属的截止频率为 $\nu_c = \frac{a}{c}$
C.该金属的逸出功为 $W_0 = \frac{eb}{a}$
D.遏止电压 $U_c$ 与入射光的波长 $\lambda$ 成反比

答案：
6.C 根据爱因斯坦光电效应方程可知$Ue = \frac{1}{2}mw^2 = \frac{hc}{\lambda} - h\nu_c$，可得$\lambda U_c = \frac{hc}{e} - \frac{h\nu_c}{e}\lambda$，结合图像可知$\frac{hc}{e} = b$，$\frac{h\nu_c}{e} = \frac{b}{a}$，可得普朗克常量为$h = \frac{be}{c}$，该金属的截止频率为$\nu_c = \frac{c}{a}$，该金属的逸出功为$W_0 = h\nu_c = \frac{eb}{a}$，故 A、B 错误，C 正确；根据$Ue = \frac{hc}{\lambda} - h\nu_c$，可知$U_c = \frac{hc}{\lambda e} - \frac{h\nu_c}{e}$，可知遏止电压$U_c$与入射光波长$\lambda$不成反比，选项 D 错误。

7.(2025 天津统考)如图所示,容器中盛有水,PM

为水面,从 $A$ 点发出一束复色光,射到水面上的 $O$ 点后,折射光发生了色散,分成了 $a$、$b$ 两种单色光,则 (C)

A.若发光点 $A$ 不变而入射点 $O$ 向左移,则 $b$ 光可能发生全反射
B.若 $a$ 光照射某金属能发生光电效应,则 $b$ 光照射该金属不一定发生光电效应
C.用 $a$ 光和 $b$ 光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验,$a$ 光的条纹间距较宽
D.$a$ 光的光子能量大于 $b$ 光的光子能量

答案： 7.C 若发光点 A 不变而入射点 O 向左移，入射角减小，b 光不可能发生全反射，故 A 错误；由题图可知 b 光偏折程度较大，则 b 光频率较大，若 a 光照射某金属能发生光电效应，则 b 光照射该金属一定能发生光电效应，故 B 错误；b 光的频率较大，可知 b 光波长较短，则在同一套双缝干涉实验装置上做实验，b 光的干涉条纹间距比 a 光的窄，故 C 正确；b 光的频率较大，由光子能量公式$\varepsilon = h\nu$，可知 b 光的光子能量较高，故 D 错误。
名师点津
光的频率是联系光学与光电效应的桥梁，通过频率可以联系折射率、全反射临界角、光子能量、爱因斯坦光电效应方程等相关知识。

8.(2025 安徽合肥联考)“天宫课堂”中,航天员演示了微重力环境下的神奇现象,液体呈球状,往其中央注入空气,可以在液体内部形成一个同心球形气泡。液体球和同心球形气泡可简化为空心透明球壳模型,图示为该球壳截面图,$O$ 为球壳的球心。若液体球壳内表面的 $P$ 点有一个点光源,可发出两种不同频率的单色光 $a$ 和 $b$。当图中 $\theta = 30°$ 时,$a$ 光恰好不能从液体球壳的外表面射出,$b$ 光射出的折射角 $\beta = 45°$。已知真空中的光速为 $c$。则 (D)


A.$a$ 光在液体中折射率为$\sqrt{2}$
B.$b$ 光在液体中传播的速度为$\sqrt{2}c$
C.分别用 $a$、$b$ 光在同一装置上做双缝干涉实验,$a$ 光产生的干涉条纹间距比 $b$ 光的大
D.$b$ 光照射到某金属表面能使其发生光电效应,$a$ 光照射到该金属表面也一定能使其发生光电效应

答案： 8.D 根据题意可知，a 光恰好不能从液体球壳的外表面射出，则有$\sin 30^{\circ} = \frac{1}{n_a}$，解得$n_a = 2$，故 A 错误；b 光在液体中折射率$n_b = \frac{\sin \beta}{\sin \theta}$，解得$n_b = \sqrt{2}$，b 光在液体中传播的速度为$v = \frac{c}{n_b} = \frac{\sqrt{2}}{2}c$，故 B 错误；比较可知$n_a ＞ n_b$，故 a 光的频率大于 b 光的频率，所以在空气中 a 光的波长小于 b 光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式$\Delta x = \frac{L}{d}\lambda$可知，分别用 a、b 光在同一装置上做双缝干涉实验，a 光产生的干涉条纹间距比 b 光的小，故 C 错误；由上述分析可知，a 光的频率大于 b 光的频率，所以 b 光照射到某金属表面能使其发生光电效应，a 光照射到该金属表面也一定能使其发生光电效应，故 D 正确。