课时测评16 光电效应-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（粤教版2019）

课时测评16　光电效应 (时间：45分钟　满分：80分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－16题，每题5分，共80分) 1.(多选)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，已知紫外线的频率大于锌的截止频率，当用紫外线灯照射锌板时，发生的现象是(　　) A．有光子从锌板逸出 B．有电子从锌板逸出 C．验电器指针张开一个角度 D．锌板带负电 答案：BC 解析：用紫外线照射锌板时，发生光电效应，有电子从锌板逸出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电，箔片张开一定角度。故A、D错误，B、C正确。 2.如图所示，用紫外线灯照射不带电的洁净的锌板，验电器金属箔片张开。移走紫外线灯，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器金属箔片张角减小。此现象能说明(　　) A．每种金属有个截止频率 B．紫外线照射下锌板带负电 C．不同的光有不同的频率 D．紫外线照射下锌板失去电子 答案：D 解析：用紫外线灯照射不带电的洁净的锌板，验电器金属箔片张开说明紫外线照射下锌板带电，未用不同金属及不同的光进行实验，不能说明每种金属有个截止频率，也不能说明不同的光有不同的频率，A、C错误；毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，移走紫外线灯，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器金属箔片张角减小，说明紫外线照射下锌板带正电，紫外线照射下锌板失去电子，B错误，D正确。故选D。 3.如图所示，把验电器连接在一块不带电的锌板上，用紫外线灯照射锌板，验电器指针张开。则(　　) A．验电器带正电 B．光电子的最大初动能随紫外线强度的增强而变大 C．改用红光照射锌板，验电器指针张角一定会张开 D．用其他金属板替换锌板，验电器指针一定会张开 答案：A 解析：用紫外线灯照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器带正电，故A正确；光电子的最大初动能与发生光电效应时照射光线的频率有关，与光的强度无关，故B错误；红光的频率小于紫外线的频率，若改用红光照射锌板，不一定发生光电效应，验电器指针不一定会张开，故C错误；用其他金属板替换锌板，金属电子的逸出功发生变化，验电器指针不一定会张开，故D错误。故选A。 4.研究光电效应的实验电路图如图所示，滑动变阻器滑片处于图示位置。用绿光照射阴极K时，电流表示数为零，要使得电流表有示数(　　) A．可将照射光改为红光 B．可将电源正负极调换 C．可改变阴极K的材料 D．可将滑动变阻器滑片向左移动 答案：C 解析：此时光电管加的是正向电压，电流表示数为零，说明没有发生光电效应。将照射光改为红光，则照射光频率减小，仍不会发生光电效应，故A不符合题意；将电源正负极调换或将滑动变阻器滑片向左移动，仍不会发生光电效应，故B、D不符合题意；改变阴极K的材料，当入射光的频率大于阴极材料的截止频率时即可发生光电效应，故C符合题意。故选C。 5.用如图所示装置研究光电效应现象，在滑动头P从N移到M的过程中，光电流始终为零。为了产生光电流，可采取的措施是(　　) A．增大入射光的强度 B．增大入射光的频率 C．把P向M移动 D．将电源正负极反接 答案：B 解析：由题图可知，光电管所加电压为正向电压，在滑片P从N移到M的过程中，光电流始终为零，说明没有发生光电效应现象。能否发生光电效应与入射光的强度无关，所以增大入射光的强度，仍不能产生光电流，故A错误；增大入射光的频率，当入射光的频率大于金属的截止频率时，能产生光电效应现象，金属中有光电子发出，电路中能产生光电流，故B正确；把P向M移动或将电源正负极反接均不能使金属发生光电效应现象，电路中均不能产生光电流，故C、D错误。故选B。 6.如图所示，电路中所有元件完好。当光照射光电管时，灵敏电流计指针没有偏转，其原因是(　　) A．电源的电压太大 B．光照的时间太短 C．入射光的强度太强 D．入射光的频率太低 答案：D 解析：由题图可知，电源正负极的连接使得光电子在电场中做加速运动，无论电源电压多大都不会让灵敏电流计指针没有偏转，可知未发生光电效应现象，即入射光的频率小于金属的截止频率(或入射光的波长大于金属的截止波长)，与光照强度无关，A、C错误，D正确；光电效应的发生是瞬时的，与入射光的照射时间无关，B错误。故选D。 7.如图所示，用一光电管进行光电效应的实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生，下列说法正确的是(　　) A．遏止电压的大小与入射光的频率无关，仅与入射光的光强有关 B．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，饱和电流变大 C．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 D．保持入射光的频率不变，入射光的强度变大，饱和电流变大 答案：D 解析：根据光电效应的实验规律可知，遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，故A错误；光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，所以入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，但饱和电流与入射光的强度有关，故B错误；不断减小入射光的频率，若入射光的频率小于截止频率则不能产生光电流，故C错误；在入射光频率不变的情况下，入射光的强度变大，单位时间内从金属板逸出的光电子数增加，饱和电流变大，故D正确。 8.利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则(　　) A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过 B．用红外线照射，电流表一定无电流通过 C．用频率为ν的可见光照射阴极K，当滑动变阻器的滑片移到最右端时，电流表一定无电流通过 D．用频率为ν的可见光照射阴极K，当滑动变阻器的滑片向左端移动时，电流表示数可能不变 答案：D 解析：因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射，电流表一定有电流通过，故A错误；因不知阴极K的截止频率，所以用红外线照射，可能发生光电效应，电流表可能有电流通过，故B错误；由于发生了光电效应且A、K间的电压为正向电压，电流表一定有电流通过，故C错误；若在移动滑片前，已经达到饱和电流，那么再增大光电管两端正向电压，光电流也不会增大，故D正确。 9．用光照射某种金属，金属表面有电子逸出。若保持入射光的频率不变，减小入射光的强度，则(　　) A．光电子的最大初动能变小 B．光电子的最大初动能变大 C．可能无电子从金属表面逸出 D．单位时间内逸出的光电子数目变少 答案：D 解析：根据光电效应的规律可知，光电子的最大初动能随入射光的频率增加而增大，与入射光的强度无关，则若保持入射光的频率不变，减小入射光的强度，则光电子的最大初动能保持不变，但是单位时间内逸出的光电子数目减小。故选D。 10.利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则(　　) A．减弱入射光的强度，遏止电压变小 B．P不移动时，微安表的示数为零 C．P向a端移动，微安表的示数增大 D．P向b端移动，光电子到达阳极A的最大动能增大 答案：D 解析：遏止电压仅与入射光的频率有关，与光照强度无关，故A错误；P不移动时，滑片P在O点正上方，光电管两端电压为零，由于入射光的频率大于阴极K的截止频率，会发生光电效应，微安表的示数不为零，故B错误；P向a端移动，则光电管两端所加电压为负向电压，阻碍电子向A板运动，则光电流变小，微安表的示数变小，故C错误；P向b端移动，则光电管两端所加电压为正向电压，由eUAK＝EkA－Ek初，光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。 11.(2023·广东东莞高二统考期末)胶片电影利用光电管把“声音的照片”还原成声音，如图所示，在电影放映机中用频率和强度不变的一极窄光束照射声音轨道，在胶片移动的过程中，通过声音轨道后的光强随之变化，光束射向内表面涂有光电材料作为阴极的光电管后释放出光电子，在电路中产生变化的电流，把声音放大还原，则(　　) A．任何频率的光通过声音轨道照射在光电管上都可以释放出光电子 B．单位时间光电管中产生光电子的数目将随胶片移动发生变化 C．光电管中产生光电子的最大初动能将随胶片移动发生变化 D．由于吸收光子能量需要积累能量的时间，以致声、像明显不同步 答案：B 解析：产生光电效应的条件是照射光的频率要大于光电材料的截止频率，故A错误；对于同种频率的光，在发生光电效应的情况下，照射光的强度越大，单位时间内照射到金属表面的光子数越多，照射金属时产生的光电子越多，因而光电管中产生光电子的数目将随胶片移动发生变化，故B正确；光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而与胶片移动无关，故C错误；电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流几乎是瞬时产生的，即使声、像明显不同步也不是其主要原因，故D错误。故选B。 12.紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到阴极K时，电压表才有示数且启动报警装置。已知太阳光中紫外线频率主要在7.5×1014～9.5×1014 Hz，而明火中紫外线频率主要在1.1×1015～1.5×1015 Hz。下列说法正确的是(　　) A．为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于1.5×1015 Hz B．明火中紫外线的强度越大，电压表的示数越大 C．电源左边为正极有利于提高报警装置的灵敏度 D．只有明火照射到K极的时间足够长，电压表才会有示数 答案：B 解析：太阳光中的紫外线频率主要在7.5×1014 Hz～9.5×1014 Hz，为避免太阳光中的紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于9.5×1014 Hz，故A错误；明火中紫外线的强度越大，产生的光电流越大，由欧姆定律U＝IR可知电压表的示数越大，故B正确；电源左边接正极时，光电管上被施加反向电压，发生光电效应时到达阳极的光电子数减少，因此会降低报警装置的灵敏度，故C错误；电压表有没有示数与明火的照射时间无关，与明火中紫外线的频率有关，故D错误。故选B。 13.(2023·广东广州华南师大附中校考)如图为研究光电效应实验的电路图。初始时刻，滑动触头P在O点左侧靠近a点某位置；用一定强度的绿光照射光电管K极，当闭合开关后，微安表的示数不为0，则在P向b端移动的过程中(　　) A．微安表的示数不断增大 B．微安表的示数可能为零 C．到达A极的光电子动能不断增大 D．K极逸出的光电子的最大初动能不断增大 答案：C 解析：在P向b端移动的过程中，在到达O点之前，A极电势低于K极电势，电场力对光电子做负功，随着P靠近O点，电场力做的负功越来越少，微安表的示数增大，过了O点之后，A极电势高于K极电势，电场力对光电子做正功，微安表的示数增大，但微安表示数增大到饱和电流后将不再增大，A、B错误；A极电势逐渐升高，P到达O点前电场力对光电子做的负功减小，过了O点后电场力对光电子做的正功逐渐增大，根据动能定理可知到达A极的光电子动能不断增大，C正确；光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与电压无关，D错误。故选C。 14．(2024·吉林长春市高二统考)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，得到遏止电压与频率的关系图线如图甲所示；当采用绿色强光、绿色弱光、紫色弱光三种光照射同一光电管时，得到的光电流与电压的关系如图乙所示。已知电子的电荷量为e，结合图中数据可知(　　) A．普朗克常量h＝ B．光电管K极材料的逸出功为 C．a光为紫色弱光 D．c光为绿色强光 答案：A 解析：根据动能定理可得－eUc＝0－Ek，又Ek＝hν－W0，联立可得Uc＝－，可知Ucν图像的斜率为k＝＝，解得h＝，故A正确；根据Uc＝－，由Ucν图像可知当Uc＝0时ν＝ν0，则有0＝－，解得该实验所用光电管的K极材料的逸出功为W0＝hν0＝，故B错误；入射光频率越大，遏止电压越大，所以a、b为同一种光，且a、b的频率小于c的频率，则a、b为绿光，c为紫光，而入射光越强，饱和电流越大，所以a为绿色强光，故C、D错误。故选A。 15．(2024·江西宜春市高二期末)如图所示，美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现散射后有的射线波长发生了改变。康普顿的学生、中国留学生吴有训测试了多种物质对X射线的散射，证实了该效应的普遍性。以下说法正确的是(　　) A．散射后，射线的频率变大，光子的能量也变大 B．光子与电子碰撞时，不遵守动量守恒定律 C．如果两个光子的动量相等，则这两个光子的能量也相等 D．康普顿效应否定了光是电磁波 答案：C 解析：散射后，射线的频率变小，光子的能量也变小，A错误；光子与电子碰撞时，动量守恒，能量守恒，B错误；由p＝，ε＝hν＝h，可得ε＝pc，可知，若光子动量相等，则能量也相等，C正确；康普顿效应揭示了光的粒子性，并没有否定光是电磁波，D错误。故选C。 16. (多选)如图是某金属在光的照射下逸出的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，由图像可知(　　) A．该金属的逸出功等于E－hν0 B．该金属的逸出功等于hν0 C．入射光的频率为2ν0时，逸出的光电子的最大初动能为hν0 D．当入射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 答案：BC 解析：根据Ek＝hν－W0并结合题图可知金属的截止频率等于ν0，纵截距的绝对值等于金属的逸出功，逸出功等于E，又0＝hν0－W0，则W0＝hν0，故B正确，A错误；根据Ek′＝2hν0－W0而W0＝hν0，可得Ek′＝hν0，故C正确；根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与入射光的频率是线性关系，但不成正比，所以若ν增大一倍，则光电子的最大初动能不是增大一倍，故D错误。 学生用书↓第67页 学科网（北京）股份有限公司 $$