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

光电效应练习 20250603 一、单选题 1．若普朗克常量为h，真空中光速为c，波长为λ的光对应光子的能量ε为（　　） A．hλ B． C． D． 2．某同学按照图甲连接好电路，在闭合开关S后用频率为v的光照射光电管时观察到光电效应现象，通过调节滑动变阻器至电流计刚好无电流显示，读取电压表的读数即为遏止电压Uc；改变入射光的频率后，重复上述操作并测出相应遏止电压。图乙是该光电管发生光电效应时的遏止电压与入射光频率v的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，﹣b），已知电子的电荷量为e。下列说法中正确的是（　　） A．普朗克常量为 B．断开开关S后，电流表G的示数为零 C．在某频率的光照下，增加照射光的强度后，测得相应遏止电压增大 D．阴极K的逸出功为be 3．如图为一研究光电效应的电路图，用一定频率的光照射阴极K，电流表G有示数，则下列判断正确的是（　　） A．将滑片P向右移动，电流表的示数一定会越来越大 B．将滑片P移到最左端时，电流表的示数一定为零 C．将照射光强度减弱，光电子最大初动能不变 D．将照射光强度减弱，将不会发生光电效应 4．如图所示，在演示光电效应的实验中，将一带电锌板与灵敏验电器相连，验电器指针张开。用弧光灯发出的紫外线照射锌板后，观察到验电器的指针张角减小，下列说法中正确的是（　　） A．锌板原来带正电 B．若仅减弱照射光的强度，仍能观察到指针张角减小 C．若用可见光照射锌板，也能观察到指针张角减小 D．无论用什么光照射，只要时间够长，锌板都能发生光电效应 5．用图甲同一实验装置研究光电效应现象，分别用A、B、C三束光照射光电管阴极，得到光电管两端电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中A、C两束光照射时对应的遏止电压相同，均为。下列说法正确的是（    ） A．逃逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B．B光的频率最大 C．A光与C光的波长相等，但A光的强度比较弱 D．仅换波长更短的光照射阴极K，电流表的示数可能为0 6．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，下列图像中正确的是（　　） A． B． C． D． 7．某同学在研究某金属的光电效应现象时，发现该金属逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系如图所示。若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为a和-b，已知电子所带电荷量为e，由图线可以得到（　　） A．该金属的逸出功为a B．截止频率为b C．普朗克常量为 D．当入射光的频率为2a时，逸出光电子的最大初动能为b 8．用图甲所示实验装置探究光电效应规律，得到a、b两种金属材料遏止电压随入射光频率v的图线如图乙中1和2所示，则下列有关说法中正确的是（　　） A．图线的斜率表示普朗克常量h B．金属材料a的逸出功较大 C．用同一种光照射发生光电效应时，a材料逸出的光电子最大初动能较大 D．光电子在真空管中被加速 9．如图所示，石墨对X射线散射时，发现散射的X射线的波长比入射的X射线波长大，则散射的X射线比入射的X射线（　　） A．频率大 B．能量大 C．动量小 D．速度小 10．如图所示，一个光子和一个静止的电子相互碰撞后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去且波长变长，则这个散射光子跟原来的光子相比（    ） A．频率不变 B．频率变小 C．动量不变 D．动量变大 二、解答题 11．如图所示为研究光电效应实验装置。发光功率为P的激光器，发出频率为的光全部照射在阴极K上，回路中形成光电流。当滑片B向左移至a时，微安表的示数恰好为零，电压表的示数为；当滑片B向右移至b时，微安表的示数达最大值，电压表的示数为。光电子电量为e，普朗克常量为h。求： （1）阴极材料的逸出功； （2）当滑片B向右移至b时，光电子到达A极板时的最大动能； （3）若每入射N个光子会产生一个光电子，所有的光电子都能到达A，微安表的最大示数I。 12．从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压与入射光的频率的关系，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h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e、图中和均已知。求： （1）金属的逸出功； （2）普朗克常量h； （3）当入射光的频率为时，逸出光电子的初动能范围。 试卷第2页，共3页 试卷第3页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年6月2日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C B B A D C C B 1．C 【详解】光子的能量为 由波长、波速、频率关系为 联立解得 故选C。 2．D 【详解】A．根据爱因斯坦的光电效应方程 根据动能定理，遏止电压与最大初动能关系为 整理为 则图线的斜率为 故A错误； B．断开开关S后，因逸出的电子有初动能，仍可到达阳极，形成电流，电流表G的示数不为零，故B错误； C．由A选项分析可知 可得，在某频率的光照下，遏止电压与光照强度无关，故C错误； D．由 则图线的纵截距为 解得 故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．将滑片P向右移动，即正向电压增大，若光电流达到饱和，则电流表的示数不变，故A错误； B．将滑片P移到最左端时，即不加电压，此时电流表的示数一定不为零，故B错误； C．将照射光强度减弱，光电子最大初动能不变，故C正确； D．若将照射光强度减弱，但频率不变，则仍然发生光电效应，故D错误。 故选C。 4．B 【详解】A．紫外线照射锌板后，观察到验电器的指针张角减小，说明锌板表面有光电子逸出，发生了光电效应，由此可得锌板原来带负电，故A错误； B．若仅减弱照射光的强度，逸出电子数会减少，但依然可以发生光电效应，则仍能观察到指针张角减小，故B正确； C．可见光频率小于紫外线频率，则用可见光照射锌板不一定会发生光电效应，则指针张角不一定发生变化，故C错误； D．当照射光的频率小于锌板的截止频率时，无论照射多久，都不会发生光电效应，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】A．由爱因斯坦光电效应方程有 可知，逃逸出的光电子的最大初动能与入射的频率有关，但不成正比，故A错误； B．当光电管加反向电压电流表示数刚好为0时有 所以 因为，所以，故B正确； C．由前面分析可知A光与C光频率相等，由 可知A光与C光的波长相等，由于A光照射时饱和电流大，所以A光的强度比较强，故C错误； D．仅换波长更短的光照射阴极K，波长更短，入射光的频率更大，一定能够发生光电效应，而图中所加电压为正向电压，所以电流表示数一定不为0，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】由于紫光的频率较大，根据光电效应方程可知，紫光所对应的遏止电压较大，同时饱和光电流与光强有关，光照强度越大，饱和光电流越大。 故选A。 7．D 【详解】ABC．根据 并结合图像得 故ABC错误； D．当入射光的频率为2a时，逸出光电子的最大初动能为 故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．由爱因斯坦光电效应方程有 遏止电压与最大初动能关系为 可得 可知图线的斜率 A错误； B．由 则图像在纵轴上的截距为 由图可知b的截距大于a的截距，所以 B错误； C．由爱因斯坦光电效应方程有 由于a材料的逸出功较小，则用同一种光照射发生光电效应时，a材料逸出的光电子最大初动能较大，C正确； C．图中光电管加的是反向电压，光电子在真空管中被减速，D错误。 故选C。 9．C 【详解】电磁波在真空中传播速度不变，入射的射线光子的能量和动量分别为 ， 散射的射线的波长比入射的射线波长大，则可知散射的射线与入射的射线相比，频率减小，能量e减小，动量p减小，而速度不变。 故选C。 10．B 【详解】AB．光子的波长变长，根据 可得，光子的频率变小，故A错误，B正确； CD．当入射光子与静止的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，故CD错误。 故选B。 11．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）依题意，变阻器的滑片B左移至a时，加在光电管两端的电压为反向电压，此时电流表示数恰好变为零，可得电子从K极射出时的最大初动能为 得阴极材料的逸出功 （2）当滑片B向右移至b时，微安表的示数达最大值，电压表的示数为，根据功能关系可得，此时电子到达A极时的最大初动能为 （3）根据 解得 12．（1）；（2）；（3）[0，] 【详解】（1）根据光电效应方程可知 变形得 结合图像信息可知，当时，金属的逸出功为 （2）由图可得图像的斜率 代入得 （3）根据光电效应方程可知 当时，光电子的最大初动能 因此初动能范围为[0，]。 答案第4页，共5页 答案第5页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 $