课时作业16 光电效应（Word练习）-【金榜题名】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册同步学案（人教版）

课时作业（十六）　光电效应 [基础达标练] 1.当用一束紫外线照射装在原不带电的验电器金属球上的锌板时，发生了光电效应，这时发生的现象是(　　) A.验电器内的金属箔带负电 B.有电子从锌板上飞出来 C.有正离子从锌板上飞出来 D.锌板吸收空气中的正离子 解析：选B　发生光电效应，则电子从锌板上逃逸出来，使得验电器失去电子而使其内部的金属箔带上了正电荷。故选B。 2.对光电效应的理解正确的是(　　) A.金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属 B.在光电效应中，电子吸收足够能量后才可以逸出，所以发生光电效应的累积时间很长 C.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应 D.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 解析：选C　A. 金属钠的每个电子吸收一个光子，获取能量，若足够克服金属做功，就能逸出金属，若不够克服金属做功，就不能逸出金属，不会发生积累，A错误； B. 在光电效应中，电子吸收一个光子，获取能量，若足够克服金属做功，就几乎瞬时从金属逸出，一般不超过10-9 s，即发生光电效应几乎是瞬时的，不需要累积时间，B错误； C. 根据产生光电效应的条件可知，如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应，C正确； D.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，D错误； 故选C。 3.关于康普顿效应，下列说法正确的是(　　) A.康普顿效应证明光具有波动性 B.康普顿效应可用经典电磁理论进行解释 C.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变长了 D.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变短了 解析：选C　A．康普顿效应揭示了光具有粒子性，故A错误； B.光电效应和康普顿效应都无法用经典电磁理论进行解释，B错误； CD.在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝ 知波长变长，故C正确，D错误。 故选C。 4.（多选）入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱而频率不变，则：(　　 ) A.有可能不发生光电效应 B.从光照射到金属表面上到发生光电效应的时间间隔将增加 C.光电子的最大初动能不变 D.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 解析：选CD　A．光电效应发生与否和光强无关，只和入射光的频率有关，A错误； BD.光强减弱只是影响光电效应单位时间内从金属表面逸出的光电子数目，但是不影响时间，B错误，D正确； C.光电子的最大初动能为Ekmax＝hν－We 可知，当仅改变光强时，光电子的最大初动能不变，C正确； 故选CD。 5.如图所示是教材上解释康普顿效应的示意图，下列说法正确的是(　　) A.图中光子与电子不是正碰，故不遵循动量守恒定律 B.图中碰撞后光子频率ν′可能等于碰撞前光子频率ν C.图中碰撞后光子速度可能小于碰撞前光子速度 D.图中碰撞后光子波长一定大于碰撞前光子波长 解析：选D　A．无论正碰还是斜碰，系统所受的合外力为零，碰撞过程都遵循动量守恒定律，A错误； BD.由于光子与电子碰撞后，光子的部分能量传递给电子，所以光子能量一定减小，根据公式E＝hν＝h 可知图中碰撞后光子频率ν′一定小于碰撞前光子频率ν，碰撞后光子的波长一定大于碰撞前光子的波长，B错误，D正确； C.根据爱因斯坦相对论的光速不变原理，光子的速度为c，碰撞前后不变，C错误。 故选D。 6.（多选）如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过。其原因可能是(　　) A.入射光太弱 B.入射光波长太长 C.光照时间太短 D.电源电压太大 解析：选BD　波长越长，光的频率越低 AB.金属存在截止频率，入射光的频率超过截止频率的光照射金属时才会有光电子射出。入射光的频率低于截止频率，不能产生光电效应，光电效应的产生与光照强弱无关，B正确，A错误； D.电路中电源正、负极接反，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，D正确； C.光电效应的产生与光照时间无关，C错误。 故选BD。 7.（多选）用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线如图，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，电子电荷量e＝1.6×10-19 C，由图可知(　　) A.该金属的截止频率为4.27×1014 Hz B.该金属的截止频率为5.5×1014 Hz C.该图线的斜率表示普朗克常量 D.该金属的逸出功约为1.77 eV 解析：选ACD　AB.由光电效应方程Ek＝hν－W0 可知图线的横截距表示该金属的截止频率，则νc＝4.27×1014 Hz 故A正确，B错误； C.由光电效应方程Ek＝hν－W0可知，该图线的斜率表示普朗克常量，故C正确； D.该金属的逸出功W0＝hνc＝eV≈1.77 eV 故D正确。 故选ACD。 8.（多选）关于康普顿效应，下列说法正确的是(　　) A.康普顿在研究X射线散射时，发现散射光的波长发生了变化，为波动说提供了依据 B.X射线散射时，波长改变的多少与散射角有关 C.发生散射时，波长较短的X射线或γ射线入射时，产生康普顿效应 D.爱因斯坦的光子说能够解释康普顿效应，所以康普顿效应支持粒子说 解析：选BCD　AD.康普顿在研究射线散射时，发现散射光波长发生了变化，这种现象用波动说无法解释，用光子说却可以解释，故A错误，D正确； B.波长改变的多少与散射角有关，故B正确； C.当波长较短时发生康普顿效应，较长时发生光电效应，故C正确。 故选BCD。 9.某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电效应的规律。根据实验数据，小刚同学作出了光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图乙所示，小明同学作出了遏止电压与入射光频率的关系图线如图丙所示。已知光电子的电荷量为e，则下列说法正确的是(　　) A.如果图乙、图丙中研究的是同一金属的光电效应规律，则a＝ B.如果研究不同金属光电效应的规律，在图乙中将得到经过(b，0)点的一系列直线 C.如果研究不同金属光电效应的规律，在图丙中将得到不平行的倾斜直线 D.普朗克常量h＝＝ 解析：选D　A．如果图乙、图丙中研究的是同一金属的光电效应规律：则由图乙可得该金属的逸出功W逸＝a 由图丙可得该金属的逸出功W逸＝ec 故有a＝ec　故A错误； B.如果研究不同金属光电效应的规律，则根据Ekm＝hν－W逸 可判断不同的金属W逸不同，故当Ekm＝0时，对应的ν不同，故在图乙中将得不到经过(b，0)点的一系列直线，故B错误； C.如果研究不同金属光电效应的规律，则根据：eUc＝hν－W逸 可判断直线的斜率k为：k＝ 故在图丙中将得到一系列平行的倾斜直线，故C错误； D.由图乙可得普朗克常量h＝k＝ 由图丙可得，直线斜率k有k＝＝ 所以联立求得h＝＝故D正确； 故选D。 [能力提升练] 10.（多选）如图所示为研究光电效应的实验装置，此时滑片P位于中点O的正上方，用光束照射光电管的极板K，电流表的指针发生偏转。移动滑片P，当电流表示数恰好为0时，电压表指针指向某一刻度，下列说法正确的是(　　) A.滑片P应向右滑动 B.电流表示数恰好为0时，电压表示数为遏止电压的大小 C.电压表指针指向某一刻度后，再移动滑片P，指针将不再偏转 D.用某种频率的光照射，电流表示数恰好为0时，读取电压表示数。换用另一种频率的光，同样操作后也读取电压表示数，若两种光频率和电子电荷量已知，就可以测定普朗克常量 解析：选BD　A．滑片P向左移，光电管加上反向电压，A错误； B.电流表示数刚为0时，电压表的示数为遏止电压的大小，B正确； C.电压表测量所并滑动变阻器部分两端电压，指针一直偏转，C错误； D.由eU＝hv－W0 可知，两组数据可以表示出普朗克常量，D正确； 故选BD。 11.（多选）图甲、乙、丙、丁均为关于光电效应的四幅图像。下列说法正确的是(　　) A.若电子的电荷量为e，则由图甲可得普朗克常量h＝ B.由图乙可知，虚线对应金属的逸出功比实线对应金属的逸出功大 C.由图丙可知，在光的频率不变（即颜色不变）的情况下，入射光越强，饱和光电流越大 D.由图丁可知，光电管两端的电压越高，光电流一定越大 解析：选AC　A．根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－hν0 结合动能定理eUc＝Ekm有eUc＝hν－hν0 整理得Uc＝·ν－·ν0 结合题图甲有k＝＝解得h＝ 故A正确； B.根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hv－W 可知，Ek－ν图像横截距的绝对值表示极逸出功，因此实线对应金属的逸出功比虚线对应金属的逸出功大，故B错误； C.当入射光的频率一定时，饱和光电流由入射光的强度决定，即在入射光的颜色不变的情况下，入射光越强，光子数越多，饱和光电流越大，故C正确； D.分析题图丁可知，当达到饱和光电流以后，增大光电管两端的电压，光电流不变，故D错误。 故选D。 12.（多选）用如图①所示的装置研究光电效应现象。闭合电键S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图②是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与纵轴的交点坐标为(0，－a)，与横轴的交点坐标为(b，0)。图③是三种光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），下列说法中正确的是(　　 ) A.普朗克常量为h＝ B．甲光频率与丙光频率相同，但甲光比丙光的照射强度大 C.在真空中，甲光波长比乙光波长短 D.图③中乙光光电流大于甲光光电流的那部分实验，与之对应的图①中滑片P位置应该在O点右侧 解析：选AB　A．根据题意，由光电效应方程有Ek＝hν－W0 结合图②可得h＝，W0＝a，ν0＝b故A正确； BC.根据题意，由动能定理有qUC＝Ek＝hν－W0 由图③可知，甲光和丙光的截止电压相等小于乙光的截止电压，则三色光的频率关系为ν甲＝ν丙<ν乙 根据公式λ＝可得，三色光的波长关系为λ甲＝λ丙>λ乙 由图③可知，甲光的饱和电流大于丙光，则甲光光照强度大于丙光，故C错误，B正确； D.图③中乙光光电流大于甲光光电流的那部分实验，光电管两端接的反向电压，则对图①中滑片P位置应该在O点左侧，故D错误。 故选AB。 13.（多选）如图所示，光电管与定值电阻R并联后，再与光敏电阻R′串联后接在恒压源a、b两点之间，灵敏电流计G可测得光电流的大小，在光束1的照射下，光电管的金属板K发生了光电效应，用光束2照射光敏电阻R′，下列判断正确的是(　　 ) A.若a为电源正极b为电源负极，只增大光束的强度，则G读数一定变大 B.若a为电源正极b为电源负极，只增大光束2的强度，则G读数一定变大 C.若b为电源正极a为电源负极，只增大光束1的频率，则G读数可能变为零 D.若b为电源正极a为电源负极，只增大光束2的强度，则G读数可能变为零 解析：选AD　A．若a为电源正极b为电源负极，只增大光束1的强度，则光电管AK两极间的电压不变，随着单位时间从金属K表面逸出的光电子数目的增加，则G读数一定变大，A正确； B.若a为电源正极b为电源负极，只增大光束2的强度，光敏电阻阻值减小，则光电管AK两极间的电压增大，若开始光电流没有达到饱和状态，G读数变大，若开始光电流已达到饱和状态，读数不变，B错误； C.若b为电源正极a为电源负极，只增大光束1的频率，则光电子的最大初动能增大，则G读数不可能变为零，C错误； D.若b为电源正极为电源负极，只增大光束2的强度，光敏电阻阻值减小，则光电AK两极间的电压增大，则G读数可能变为零，D正确。 故选AD。 14.如图所示，某同学利用下列实验装置研究光电效应。首先，该同学用频率为v1的光照射光电管，此时表中有电流。调节滑动变阻器，使电流表μA示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U1。然后，再用频率为v2的光照射光电管，同样调节滑动变阻器，使电流表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U2。已知电子的电荷量大小为e，请根据以上实验步骤： (1)推导普朗克常量实验测定值h； (2)求阴极K金属的极限频率vc； (3)若用频率为v的紫外线照射阴极，并调节滑动变阻器使得阳极A和阴极K之间的电势差为U，求电子到达A极时的最大动能。 解析：(1)(2)根据光电效应方程，有eU1＝hν1－hνc， eU2＝hν2－hνc 解得h＝，νc＝ (3)依题意，阳极A和阴极K之间的电势差为U，可知Ek＝hν－hνc 又eU＝Ekm－Ek 联立，可得 Ekm＝eU＋ 答案：(1) 　(2) (3) eU＋ 学科网（北京）股份有限公司 $