4.2 光电效应 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

4.2 光电效应 同步练习 一、单选题 1．用一种单色光照射某金属，产生光电子的最大初动能为Ek，单位时间内发射光电子数量为n，若增大该入射光的强度，则（　　） A．Ek增加，n增加 B．Ek增加，n不变 C．Ek不变，n不变 D．Ek不变，n增加 2．当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，下列说法正确的是（　　） A．从锌板中打出了光子 B．有正离子从锌板逸出 C．有电子从锌板逸出 D．锌板带负电 3．已知某单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为 A．h B． C． 4．一含有光电管的电路如图甲所示，图乙是用光线a、光线b和光线c照射同一光电管得到的I-U图线，Uc1、Uc2表示遏止电压。关于光线a、b、c的波长关系，下列判断正确的是(　　) A． B． C． D． 5．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为，用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应。若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定（　　） A．a光束照射时，能发生光电效应 B．c光束照射时，不能发生光电效应 C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多 D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最大 6．利用图甲所示的实验装置测量遏止电压Uc与入射光频率的关系。若某次实验中得到如图乙所示的Uc—图像。已知普朗克常量，则下列说法正确的是（　　） A．该金属的逸出功约为 B．电源的左端为正极 C．若保持入射光频率不变，增大入射光光强，遏止电压也会增大 D．遏止电压Uc越大说明光电子最大初动能越小 7．研究光电效应的电路图如图所示，关于光电效应，下列说法正确的是（　　） A．任何一种频率的光，只要照射时间足够长，电流表就会有示数 B．若电源电动势足够大，滑动变阻器滑片向右滑，电流表的示数能一直增大 C．调换电源的正负极，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数可能会消失 D．光电效应反应了光具有波动性 8．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。可判断出（　　） A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的频率小于丙光的频率 C．乙光对应的极限频率大于丙光的极限频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 9．某发光二极管的功率为90W，其功率的10%会产生某种特殊光波。已知这种特殊光波的波长为400nm，普朗克常量为，光速。则该发光二极管每秒发出这种特殊光波的光子数约为（　　） A． B． C． D． 10．2023年诺贝尔物理学奖授予阿秒激光领域的阿戈斯蒂尼等三位科学家，以表彰他们在阿秒光脉冲产生和应用上做出的卓越贡献。阿秒光脉冲的产生，可以在亚原子尺度上研究光电效应。图甲为演示光电效应的实验装置，用光强度相同的红、绿光分别照射阴极K，得到两条关于电流表与电压表读数的关系曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．若用光强很弱的紫光照射阴极K，不会发生光电效应 B．截止电压与光的频率成正比 C．由红光照射阴极K得到图线为曲线a D．向右移动滑线变阻器的滑片，电流表的示数不断增大 二、多选题 11．利用如图所示的装置研究光电效应现象时，分别利用波长为、的单色光照射锌板时，从锌板表面逸出的光电子的最大速度之比为，电流计的示数均不为零。已知单色光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h。则（　　） A．用波长为的光照射锌板时，电流计的示数较大 B．锌板的极限频率为 C．用波长为的单色光照射锌板时，能从锌板表面逸出光电子 D．流过电流计的电流方向从上到下 12．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（　　） A．光电效应现象揭示了光的粒子性 B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性 C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D．光具有波粒二象性，实物粒子不具有波粒二象性 13．如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用黄光照射时，电流表指针发生偏转。则以下说法正确的是（　　） A．将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数可能不变 B．如果改用红光照射该金属时，电流表无示数 C．若增加黄光的照射强度，电流表的示数一定增大 D．将电源的正负极调换，仍用相同的黄光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数一定为零 14．在已经发生了光电效应的条件下，下列说法正确的是（　　） A．如果入射光频率不变而光强减小，可能不会发生光电效应 B．仅使入射光的频率增加，一定还能发生光电效应 C．保持入射光波长不变而仅仅增大光强，可能会增大光电子的最大初动能 D．保持入射光波长不变而仅仅增大光强，一定会在单位时间内产生更多的光电子 15．如图所示为研究光电效应的实验装置，接线柱O固定在滑动变阻器电阻丝ab的中点，初始时，滑动触头P位于滑动变阻器的中点位置。现用一束单色光照射光电管阴极，电流表有示数。下列说法正确的是（　　） A．滑动触头P向b端移动，电流表示数可能先变大后不变 B．滑动触头P向a端移动，电流表示数不变 C．若滑动触头P不动，仅增大入射光的强度，电流表的示数变大 D．若滑动触头P不动，仅增大入射光的强度，电流表的示数不变 三、填空题 16．光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为 ，其中h为普朗克常量．这些能量子后来称为 。 17．铝的逸出功是4.2eV，现在将波长200nm的光照射铝的表面，已知普朗克常量，光电子的最大初动能是 J，遏止电压是 V，铝的截止频率是 Hz。（结果保留二位有效数字） 四、解答题 18．锌的极限波长（与截止频率相对应的波长）为，当用波长为的紫外线照射锌板时，求： （1）光子的能量； （2）锌的截止频率； （3）光电子的最大初动能。 19．分别用和的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为.以表示普朗克常量, 表示真空中的光速. (1)求此金属板的逸出功和极限频率； (2)如图所示,由上述金属板做成的电容器,板间电压恒为,波长为的光束照射到金属板板中央,使板发生光电效应,已知电子电荷量为,求从板运动到板所需时间最短的光电子到达板时的动能. 20．从1907年起，密立根就开始测量金属的遏制电压与入射光的频率的关系，由此计算普朗克常量，并与普朗克根据黑体辐射得出的相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法，我们利用图甲所示装置进行实验，得到某金属的图像如图乙所示，电子的电荷量、图中和均已知，求： （1）金属的截止频率； （2）普朗克常量； （3）当入射光的频率为时，逸出光电子的最大初动能。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《4.2 光电效应 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A D D A C B C C 题号 11 12 13 14 15 答案 BD AB AC BD AC 1．D 【详解】根据光电效应方程 可知，初动能与光的频率有关，与光照强度无关。光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光频率的增大而增大，大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比。 故选D。 2．C 【详解】发生光电效应是锌板中的电子吸收光子的能量而从锌板中飞出，锌板由于缺少电子而带上正电。 故选C。 3．A 【详解】由光速、波长的关系可得出光的频率 从而 故选A。 4．D 【详解】根据 由图可知，a光、c光的截止电压相等，则a、c光的波长相等；因b光的截止电压大于a光的截止电压，则a光的波长大于b光的波长，即。 故选D。 5．D 【详解】AB．波长关系为λa＞λb＞λc，则γa＜γb＜γc．b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应，根据光电效应的条件，a光照射不能发生光电效应，c光照射能发生光电效应。故A错误，B错误。 C．放出的光电子数目与入射光的频率无关，由入射光的强度决定。故C错误。 D．根据光电效应方程 知c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最大。故D正确。 故选D. 6．A 【详解】A．当最大初动能为零时，对应频率即为截止频率，由图像知截止频率为 所以该金属的逸出功为 故A正确； B．因为测量遏止电压Uc与入射光频率的关系时，需要使加在两极板间的电压为反向电压，使电子减速，所以应该让电场方向从K极指向A极，所以电源右端应为正极，故B错误； C．由爱因斯坦光电效应方程 而 可知遏止电压与只与入射光频率有关，与入射光强度无关，故C错误； D．由于最大初动能为 所以遏止电压Uc越大说明光电子最大初动能越大，故D错误。 故选A。 7．C 【详解】A．能否发生光电效应取决于光的频率，与照射时间长短无关，A错误； B．增加极板间电压，会出现饱和电流，不会一直增大， B错误； C．调换电源正负极，若反向电压达到遏止电压，则电流表示数消失，C正确； D．光电效应反应了光具有粒子性，D错误。 故选C。 8．B 【详解】A．根据光电效应方程 入射光的频率越高，对应的截止电压越大，甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，选项A错误； B．丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以乙光的频率小于丙光的频率，选项B正确； C．同一金属，极限频率是相同的，选项C错误； D．甲光的截止电压小于丙光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，选项D错误。 故选B。 9．C 【详解】这种特殊光波的光子能量为 发光二极管每秒内发出的光子数为 联立，解得 故选C。 10．C 【详解】A．根据光电效应方程和动能定理可知 可知入射光的频率越高，越容易发生光电效应，紫光频率大于绿光和红光，故会发生光电效应，故A错误； B．根据光电效应方程和动能定理可知 变形得 故截止电压与光的频率不成正比，故B错误； C．因为红光频率低于绿光，所以红光的遏止电压小于绿光，故红光照射阴极K得到图线为曲线a，故C正确； D．向右移动滑线变阻器的滑片，电压增大，电流表的示数先增大后不变，故D错误； 故选C。 11．BD 【详解】A．因为用两种光照射都能发生光电效应，但是两种光的强度关系不确定，则单位时间逸出光电子的数量不确定，不能比较光电流的大小关系，故A错误； B．根据和光电效应方程可得 又有 解得 根据可得，极限频率为 故B正确； C．用波长为的单色光照射锌板时，由可得，单色光的频率为 则不能从锌板表面逸出光电子，故C错误； D．由图可知，光电子从右侧锌板飞出运动到左侧，在电路中形成光电流，由正电荷定向移动的方向为电流方向可得，流过电流计的电流方向从上到下，故D正确。 故选BD。 12．AB 【详解】A．光电效应现象揭示了光的粒子性，故A正确； B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，故B正确； C．黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美地解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故C错误； D．虽然宏观物体不容易观察其波动性，但是实物粒子具有波粒二象性，故D错误。 故选AB。 13．AC 【详解】A．滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A正确； B．如果改用红光照射该金属时，也可能产生光电效应，这时电流表有示数，故B错误； C．只增加光照强度，从而增加了光子的个数，则产生的光电子数目增多，光电流增大，使通过电流表的电流增大，故C正确； D．电源的正负极调换，仍用相同的黄光照射时，将滑动变阻器滑片向右移动一些，此时的电压若小于反向截止电压，则电流表仍可能有示数，故D错误。 故选AC。 14．BD 【详解】A．根据光电效应的条件可知，如果入射光频率不变而光强减小，仍然会发生光电效应，选项A错误； B．在光电效应实验中，如果入射光的频率增加，根据可知一定还能发生光电效应，选项B正确； C．根据可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光的强度无关，保持入射光波长不变，则频率不变，因此光电子的最大初动能将不变，选项C错误； D．光电效应实验中，若入射光的波长确定，则光子能量一定，当强度增强，光子数目增多，就能多发射出光电子，一定会在单位时间内产生更多的光电子，选项D正确。 故选BD。 【点睛】解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，并能灵活运用，注意理解最大初动能影响因素，及光电子数目与光强的关系。 15．AC 【详解】A．滑动触头P向b端移动时，光电管所加电压为正向电压且逐渐变大，则光电流逐渐变大，当达到饱和光电流时保持不变，则电流表示数先变大后不变，选项A正确； B．滑动触头P向a端移动，光电管所加的是反向电压且逐渐变大，则光电流逐渐减小，即电流表示数逐渐减小，选项B错误； CD ．若滑动触头P不动，仅增大入射光的强度，则单位时间逸出的光电子数增加，则光电流变大，即电流表的示数变大，选项C正确，D错误。 故选AC。 16． hν 光子 【详解】略 17． 3.2×10﹣19 2.0 1.0×1015 【详解】[1]公式换算 根据光电效应方程得 代入数据得 [2]根据动能定理 得 [3]由 得 18．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）光子的能量 （2）锌的截止频率 （3）锌的逸出功 光电子的最大初动能 19．（1），；（2）； 【详解】（1）设此金属的逸出功为,根据光电效应方程得如下两式： 当用波长为入的光照射时 ① 当用波长为3/4的光照射时 ② 又 ③ 解①②③组成的方程组得 （2）能以最短时间到达板的光电子,是初动能最大且垂直于板面板的电子,设板最大初动能为.到达板的动能为， ⑤ ⑥ 由④⑤⑥联立解得 ． 20．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据金属的图像可知，金属的截止频率为 （2）根据光电效应方程和动能定理可得 ， 可得 可知图像的斜率为 解得普朗克常量为 （3）由图像可得 可得金属的逸出功为 当入射光的频率为时，根据光电效应方程可得 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $