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 2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册 学号： 班级： 姓名： 一、单项选择题 1 (2024南通阶段测试)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 2 (2024南通通州阶段测试)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，金属材料的极限频率和逸出功分别为(　　) A. ，b B. a，b C. a， D. ， 3 (2025扬州期末)红外线理疗仪发出的红外线的频率为ν，波长为λ，光子的能量为ε，普朗克常量为h，下列关系式中正确的是(　　) A. ε＝ B. ε＝hν C. λ＝cν D. λ＝ 4 (2024南通海门抽测)如图所示是研究光电效应的电路图．实验时，入射光频率大于阴极K金属材料的截止频率．当滑动变阻器的滑片从最左端逐渐滑到最右端过程中，关于光电流I与光电管两端电压U的关系可能正确的是(　　) A B C D 5 (2024宿迁阶段测试)被称为“火焰发现者”的火灾报警器，其光电管的阴极对室内灯光中的紫外线毫无反应，只有被明火中的紫外线照射时才会报警．已知光电管阴极的金属发生光电效应的截止频率为ν0，灯光中紫外线的频率为ν1，明火中紫外线的频率为ν2，则ν0、ν1、ν2的大小关系是(　　) A. ν2>ν1>ν0 B. ν1>ν2>ν0 C. ν2>ν0>ν1 D. ν0>ν2>ν1 6 (2025宿迁模拟预测)如图甲所示，用强度不变的单色光照射阴极K，改变滑动变阻器的滑片位置，得到流过电流表的电流I与电压表两端电压U的关系图像如图乙所示．当电压表示数分别为U0、3U0时，到达阳极A的光电子最大动能的比值为(　　) 甲 乙 A. 1∶1 B. 1∶2 C. 2∶3 D. 3∶4 7 (2025南通海门阶段检测)在光电效应实验中，用不同频率的单色光照射A、B两种金属表面，均有光电子逸出，其最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示．已知普朗克常量为h，则(　　) A. A的逸出功小于B的逸出功 B. 图中直线的斜率为 C. 由图可知两入射光的光强相同 D. 若两金属产生光电子的最大初动能相等，则照射到A金属表面的光频率较高 8 在光电效应实验中，小明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、乙、丙)，如图所示．下列说法正确的是(　　) A. 入射光的波长λ甲<λ乙 B. 入射光的波长λ乙>λ丙 C. 入射光的频率ν甲>ν丙 D. 入射光的频率ν乙>ν丙 9 (2025徐州阶段测试)如图所示，平行板电容器由两块大的金属板A和B组成．用频率为ν的光照射其中一块金属板A，金属板发射光电子，已知该金属的逸出功为W0，电子的电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是(　　) A. A板带负电，B板带正电 B. 光电子的最大初动能为hν－W0 C. 两板间的最大电压为 D. 金属板发射的所有光电子的动能都相等 二、解答题 10 (2025泰州模拟预测)如图甲所示为研究光电效应的实验装置，用波长为λ的单色光照射光电管的阴极K，用理想微安表测得的I与理想电压表测得的U关系如图乙所示，图中AB段近似为直线，A点电压为UA，B点电流为IB，电子的电量为e，真空中的光速为c，普朗克常量为h.求： (1) 阴极K的逸出功W0； (2) 断开开关S，保持入射光光强、频率均不变，两电表均有示数，将光电管等效为电源，求该等效电源的电动势E和内阻r. 甲 乙 11 如图所示为某光电转换装置，真空中放置着不带电平行金属板，金属板A的逸出功为W0，用频率为ν的光照射A板，电子电荷量大小为e，普朗克常量为h，忽略电子之间的相互作用．求： (1) 从金属板A上逸出光电子的最大初动能Ekm； (2) 金属板A、B间的最大电压Um. 1. B　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，A错误；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，B正确；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，C错误；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，D错误． 2. B　根据光电效应方程可得Ekm＝hν－W0＝hν－hν0，由图可知金属材料的极限频率为a；根据图像的斜率可知h＝，解得逸出功为W0＝hν0＝b.B正确． 3. B　ε是光子能量，h是普朗克常量，ν是光的频率，光子能量公式ε＝hν，故A错误，B正确；根据λ＝cT＝，故C、D错误． 4. A　滑片在最左端时，由于光电效应可知会产生光电流，当滑片向右端移动时，光电子受向左的电场力逐渐增大，光电流逐渐达到饱和电流．A正确． 5. C　根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，因为光电管的阴极对室内灯光中的紫外线毫无反应，故ν1＜ν0，光电管的阴极只有被明火中的紫外线照射时才会报警，故ν2>ν0，故ν0、ν1、ν2的大小关系是ν2>ν0>ν1，C正确． 6. B　根据题意可知，光电子从金属表面逸出后的最大初动能为Ekm＝eU0，根据动能定理可得当电压表示数分别为U0、3U0时，到达阳极A的光电子的最大动能分别为Ek1＝Ekm＋eU0，Ek2＝Ekm＋3eU0，联立可得 ＝＝，故B正确． 7. A　由光电效应方程Ekm＝hν－W0，由图知图线A在纵轴上的截距绝对值较小，所以金属A的逸出功小于B的逸出功，故A正确；由Ekm＝hν－W0，可知图中直线的斜率为普朗克常量h，故B错误；在得到这两条直线时，与入射光的强度无关，无法比较光照强度，故C错误；由图知，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到A金属表面的光频率较低，故D错误． 8. D　由于使用的是同一光电管，则金属的逸出功一定，由于eUc＝Ekmax＝hν－W0，根据图像可知，甲、丙的遏止电压相等，且均小于乙的遏止电压，可知入射光的频率ν乙>ν丙＝ν甲，故C错误，D正确；根据c＝＝λν，结合上述可知λ乙<λ丙＝λ甲，故A、B错误． 9. B　用频率为ν的光照射金属板A，发生光电效应，有光电子逸出，A板失去电子带正电，故A错误；光子的能量为hν，由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为Ekm＝hν－W0，故B正确；A板不断有光电子逸出到达B板，两板间的电压不断变大，当具有最大初动能的光电子刚好不能到达B板时，A、B板间电压达到最大，由动能定理得－eUmax＝0－Ekm，解得Umax＝，故C错误；不是所有光电子都是以最大初动能逸出的，只有金属表面的光电子直接向外飞出时，才具有最大初动能，从内层发射的光电子，在逸出的过程中会损失更多的能量，则此时光电子的动能小于最大初动能，故D错误． 10. (1) 由题意知遏止电压为UA，根据光电效应方程有eUA＝h－W0， 解得W0＝h－eUA. (2) 根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir， 题意知在A点电压为UA，电流为0，代入上式，得电动势E＝UA， 在B点电压为0，电流为IB，代入上式有 E＝IBr＝UA， 解得内阻r＝. 11. (1) 光子的能量为hν，由光电效应方程 hν＝W0＋Ekm， 解得Ekm＝hν－W0. (2) A板不断有光电子逸出到达B板，A、B板间的电压不断变大，当具有最大初动能的光电子刚好不能到达B板时，A、B板间电压达到最大值，由动能定理得－eUm＝0－Ekm， 解得最大电压为Um＝. 学科网（北京）股份有限公司 $