67 小测卷(五十五) 光电效应方程及相关图像（Word练习）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

小测卷(五十五)　光电效应方程及相关图像 (每题5分，建议用时：50分钟) 【选择题】每小题5分 1．如图，放映电影时，强光照在胶片上，一方面，将胶片上的“影”投到屏幕上；另一方面，通过声道后的光照在光电管上，随即产生光电流，喇叭发出与画面同步的声音。电影实现声音与影像同步，主要应用了光电效应的下列哪一条规律(　　 ) A．光电效应的发生时间极短，光停止照射，光电效应立即停止 B．入射光的频率必须大于金属的极限频率，光电效应才能发生 C．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大 D．当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度随入射光的强度增大而增大 2．智能手机和平板电脑给人类生活和学习带来便利的同时，也给人们的健康带来了威胁，如电子屏幕散发出的短波蓝光辐射(波长在400～450 nm)对眼睛的伤害就是其一。为此，人们专门研制了防蓝光手机膜，以减少或阻断对人眼有害的短波蓝光及紫外光。已知普朗克常量h＝6.63×10-34 J·s，光在真空中传播速度为c＝3×108 m/s，电子电荷量e＝1.60×10-19 C。下列说法正确的是(　　 ) A．防蓝光手机膜是利用光的衍射将蓝光过滤 B．防蓝光手机膜是利用光的偏振将蓝光过滤 C．短波蓝光透过防蓝光手机膜后的频率将减小 D．若用波长为400 nm的蓝光照射某金属材料，恰好能使其发生光电效应，则该金属材料的逸出功约为3.1 eV 3．(多选)紫外灯消毒是医院诊室和学校教室消毒的主要方式之一，某一型号的紫外消毒灯发出频率为11.5×1014 Hz的紫外线，光强度可调，已知锌的截止频率为8.07×1014 Hz。下列说法中正确的是(　　) A．紫外灯工作时，我们看到的紫蓝色辉光就是紫外线 B．当该型号紫外消毒灯发出微弱辉光时，无法使锌板发生光电效应 C．若增强紫外灯的强度，锌板逸出的光电子最大初动能仍保持不变 D．用该型号紫外消毒灯照射锌板，能使锌板带正电 4．(2023·浙江杭州二模)在真空中竖直放置的金属板M，受到紫外线照射时会向各个方向发射出速度大小不同的电子，在M右侧相距d处正对放置一个金属网罩N，若在金属板与网罩间加上逐渐增大的电压，当电压增大到U时，发现网罩上开始接收不到来自金属板的电子。已知电子电荷量为e，质量为m，则(　　 ) A．增强紫外线的强度，能使网罩上接收到电子 B．适当减小M与N之间的距离d，能使网罩上接收到电子 C．当电压为U时，所有能运动至最靠近网罩的电子发射时的初动能都相同 D．从M板上发射的电子，速度越大在M与N间运动的时间越长 5．如图为光电倍增管的原理图，管内由一个阴极K、一个阳极A和K、A间若干对倍增电极构成。使用时在阴极K、各倍增电极和阳极A间加上电压，使阴极K、各倍增电极到阳极A的电势依次升高。当满足一定条件的光照射阴极K时，就会有电子射出，在加速电场作用下，电子以较大的动能撞击到第一个倍增电极上，电子能从这个倍增电极上激发出更多电子，最后阳极A收集到的电子数比最初从阴极发射的电子数增加了很多倍。下列说法正确的是(　　 ) A．光电倍增管适用于各种频率的光 B．保持入射光不变，增大各级间电压，阳极收集到的电子数可能增多 C．增大入射光的频率，阴极K发射出的所有光电子的初动能都会增大 D．保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强不影响阳极收集到的电子数 6．(2023·安徽模拟预测)如图所示，在研究光电效应的实验中，分别利用a、b两束光照射到M、N两种材料调成的阴极K上，发生光电效应。已知a光是氢原子从n＝4的能级跃迁到基态发出的光，b光是氢原子从n＝3的能级跃迁到基态发出的光，M是金属钨(逸出功为4.54 eV)，N是金属钙(逸出功为3.20 eV)。已知氢原子第n能级的能量为En＝(n＝1，2，3，…)其中E1＝－13.6 eV。下列说法正确的是(　　 ) A．a光的波长大于b光波长 B．a光光子的动量大于b光光子的动量 C．从M逸出的电子最大初动能大于从N逸出的电子最大初动能 D．从M逸出的电子的物质波最小波长比从N逸出的短 7.(多选)(2023·湖南长沙二模)电功率为60 W的白炽灯正常发光时，白炽灯消耗的电能有11%产生可见光。已知可见光的平均波长为600 nm，普朗克常量h＝6.6×10-34 J·s。如图所示，白炽灯发出的光通过元件M照射到光屏P上。下列说法正确的是(　　 ) A．可见光的平均频率为5×1015 Hz B．白炽灯每秒发出的可见光的光子数为2×1019个 C．如果M是偏振片，沿水平轴线旋转M，光屏上光的亮度将发生周期性的变化 D．如果M是单孔屏，且在光屏上出现了衍射图样，是因为光子经过小孔后到达光屏上各处的概率服从波动规律 8．某实验小组做光电效应的实验，用不同频率的光照射某种金属，测量结果如表所示。已知电子电荷量大小为e。下列说法中正确的是(　　 ) 入射光频率 遏止电压 饱和电流 γ U1 I1 3γ U2 I2 A.一定有U2＝3U1 B．一定有I2＝3I1 C．可以推测普朗克常量h＝ D．可以推测该金属的逸出功为W0＝ 9．(多选)一群处于基态的氢原子，在大量电子的碰撞下跃迁至n＝4的能级，然后从 n＝4能级向低能级跃迁，如图甲，氢原子从能级n＝4跃迁到能级n＝2产生可见光Ⅰ，从能级n＝3跃迁到能级n＝2产生可见光Ⅱ，图乙是光Ⅰ、光Ⅱ对同种材料照射时产生的光电流与电压图线，已知普朗克常量为h，元电荷为e，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是(　　 ) A．使处于基态的氢原子跃迁至n＝4能级的电子动能Ek>E4－E1 B．使处于基态的氢原子跃迁至n＝4能级的电子德布罗意波长λ< C．图乙中的U1、U2满足关系e(U2－U1)＝E4－E3 D．图乙的图线a对应光Ⅰ 10．(多选)某同学采用如图所示的装置来研究光电效应，a、b是两种单色光，分别由处于M态和N态的氢原子跃迁到同一激发态产生，波长分别为λ1、λ2(λ1 > λ2)，照射阴极K时，均能发生光电效应。已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是(　　 ) A．a、b光子的动量大小关系为pa<pb B．M、N两态对应的能量之差EM－EN＝hc C．用a、b光分别照射阴极K时，饱和电流Ia<Ib D．用a、b光分别照射阴极K时，反向遏止电压之比为Ua∶Ub＝λ2∶λ1 11．下列四幅图是与光电效应实验有关的图，则关于这四幅图的说法错误的是(　　 ) A．图1中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角先变小后变大 B．图2中，同一频率的黄光越强，饱和光电流越大 C．图3中，图像的斜率为普朗克常量 D．由图4可知，E等于该金属的逸出功 小测卷(五十五)　光电效应方程及相关图像 1．解析：电影实现声音与影像同步，主要应用了光电效应中的规律是：光电效应的发生时间极短，光停止照射，光电效应立即停止，依据该原理实现声音与影像同步，故A正确。 2．解析：防蓝光手机膜是利用光的干涉将蓝光过滤，故A、B错误；短波蓝光透过防蓝光手机膜后的频率不变，故C错误；若用波长为400 nm的蓝光照射某金属材料，恰好能使其发生光电效应，则该金属材料的逸出功约为W0＝hν＝heV≈3.1 eV，故D正确。 3．解析：紫外线是不可见光，人无法看到紫外线，故A错误；光电效应的发生只与光的频率有关，而与光的强度无关，故B错误；光电子的最大初动能为Ek＝hν－W0，与光的频率有关而与光的强度无关，故C正确；由于该款紫外消毒灯发出的紫外线频率大于锌的截止频率，锌板在该紫外线照射下能够发生光电效应，打出光电子从而使锌板带正电，故D正确。 4．解析：若在金属板与网罩间加上逐渐增大的电压，当电压增大到U时，发现网罩上开始接收不到来自金属板的电子。设光电子的最大初动能为Ekm，由动能定理得－eU＝0－Ekm，又由光电效应方程Ekm＝hν－W0，增强紫外线的强度，光电子的最大初动能不变，不能使网罩上接收到电子。适当减小M与N之间的距离d，M与N之间U不变，不能使网罩上接收到电子。当电压为U时，所有能运动至最靠近网罩的电子发射时的初动能都相同。A、B错误，C正确。从M板上发射的电子，由于出射的电子与M板可能存在一定角度，速度越大在M与N之间运动的时间不一定越长。D错误。 5．解析：只有满足一定频率的光照射时才能发生光电效应，从而逸出光电子，可知光电倍增管并不是适用于各种频率的光，选项A错误；保持入射光不变，增大各级间电压，则打到倍增电极的光电子的动能变大，则可能有更多的光电子从倍增电极逸出，则阳极收集到的电子数可能增多，选项B正确；增大入射光的频率，阴极K发射出的光电子的最大初动能变大，并不是所有光电子的初动能都会增大，选项C错误；保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强，则单位时间逸出光电子的数目会增加，则阳极收集到的电子数会增加，选项D错误。 6．解析：a光、b光的能量为hνa＝E4－E1＝12.75 eV，hνb＝E3－E1＝12.09 eV，根据光电效应Ek＝hν－W0，解得Eka＝12.75 eV－4.54 eV＝8.21 eV，Ekb＝12.09 eV－3.20 eV＝8.89 eV，故从M逸出的电子最大初动能小于从N逸出的电子最大初动能，故C错误；根据氢原子能级可知a光的频率比b光大，根据波长公式λ＝，可知a光的波长小于b光波长，故A错误；根据光子动量公式p＝，可知a光光子的动量大于b光光子的动量，故B正确；根据物质波波长公式λ＝，可知从M逸出的电子的物质波最小波长比从N逸出的长，故D错误。 7.解析：光的频率ν＝＝5×1014 Hz，故A错误；每秒发出的可见光的光子数n＝＝2×1019个，故B正确；灯泡发出的光是自然光，通过偏振片后是偏振光，旋转偏振片，光屏上光的亮度不会变化，故C错误；光通过小孔后发生衍射，光屏上出现衍射图样，是因为光子经过小孔后到达光屏上各处的概率服从波动规律，故D正确。 8．解析：遏止电压的大小与入射光频率有关，根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0＝eU，遏止电压与入射光频率成一次函数关系，A错误；饱和光电流与入射光强度有关，题中未知入射光强度，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程得hν1＝eU1＋W0，hν2＝eU2＋W0，联立可得普朗克常量为h＝，代入数据得h＝，C正确；将求出的普朗克常量，代入可得金属的逸出功W0＝hν1－eU1＝，代入数据得W＝，D错误。 9．解析：氢原子从基态跃迁至n＝4能级需要吸收的能量为ΔE＝E4－E1，则使处于基态的氢原子跃迁至n＝4能级的电子动能需要满足Ek>ΔE＝E4－E1故A正确；根据德布罗意波长公式λ＝，设电子的质量为m，电子的动量为p＝mv＝，可得电子德布罗意波长为λ＝<，故B错误；根据eUc＝Ek＝hν－W0，由题图乙可知，图线a对应的遏止电压小于图线b对应的遏止电压，则图线a对应的电子最大初动能小于图线b对应的电子最大初动能，由题意可知图乙的图线a对应光Ⅱ，故D错误；由于题图乙的图线a对应光Ⅱ，则有eU1＝Ek1＝E3－E2，图线b对应光Ⅰ，则有eU2＝Ek2＝E4－E2，联立可得e(U2－U1)＝E4－E3，故C正确。 10．解析：a、b光子的波长关系为λ1 > λ2，由p＝可知pa<pb，A正确；由题意可得E－Ek＝h，则M、N两态对应能量之差EM－EN＝hc，B正确；饱和电流与光照强度有关，无法判断Ia、Ib的大小，C错误；由eU＝h－W0可知，两种情况下，反向遏止电压之比不等于两单色光波长的反比，D错误。 11．解析：题图1中，先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，由于光电效应激发电子，锌板电荷量减少，所以验电器的张角会变小，等锌板电荷量为零时，验电器就无法张开，如果紫外线灯继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又增大，故A不符合题意；由题图2可知，电压相同时，光照越强，饱和光电流越大，说明饱和光电流与光的强度有关，故B不符合题意；根据光电效应方程可得Ek＝hν－W0，根据动能定理可得－eUc＝0－Ek，联立解得Uc＝，可知Uc－ν图像的斜率为，故C符合题意；根据光电效应方程可得Ek＝hν－W0，可知Ek­ν图线的纵轴截距为－W0＝－E，可知E等于该金属的逸出功，故D不符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $