课时测评17 光电效应方程及其意义-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评17　光电效应方程及其意义 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－12题，每题4分，共48分) 1.普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是(　　) A．人的个数 B．人的质量 C．物体的动能 D．物体的长度 答案：A 解析：在经典物理学中，对体系物理量变化的最小值没有限制，它们可以任意连续变化，如质量、动能、长度等，但在量子力学中，物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化，具体有多大要随体系所处的状态而定。这种物理量只能采取某些分立数值的特征叫作量子化，A正确，B、C、D错误。 2．19世纪末，黑体辐射、光电效应、氢原子光谱的不连续性等问题无法用经典物理理论解释，直到“能量子”假设的提出才解决了上述难题。关于能量量子化，下列说法正确的是(　　) A．普朗克首先提出了“能量子”的概念 B．光子的能量与其频率成反比 C．带电物体的电荷量是连续的 D．电场中两点间的电势差是量子化的 答案：A 解析：普朗克在解释黑体辐射时首先提出了能量子假说，故A正确；由E＝hν，可知光子的能量与其频率成正比，故B错误；带电物体的电荷量是元电荷的整数倍，因此不连续，故C错误；电场中两点间的电势差是连续的，故D错误。故选A。 3．光电管是把光信号转变为电信号的仪器，现用频率为ν的光照射光电管，发射光电子的最大初动能为E。若改用频率为2ν的光照射该光电管，发射光电子的最大初动能是(h是普朗克常量)(　　) A．2E B．E＋hν C．E－hν D．E＋2hν 答案：B 解析：设光电管的逸出功为W0，根据爱因斯坦光电效应方程得hν＝E＋W0 ，2hν＝E′＋W0，联立可得E′＝E＋hν，A、C、D错误，B正确。 4．在光电效应实验中，用频率为1.5ν的A光和频率为ν的B光分别照射同一金属，A光照射时的遏止电压是B光照射时遏止电压的2倍，则该金属发生光电效应的截止频率为(　　) A．ν B．ν C．ν D．ν 答案：B 解析：根据光电效应方程，有eUcA＝h·1.5ν－hν0，eUcB＝hν－hν0，联立可得ν0＝ν，故B正确。 5．(2025·广东佛山高二检测)在如图所示的电路中，当开关S断开时，用光子能量为2.6 eV的一束光照射阴极P，发现电流表A的示数不为零；合上开关S，调节滑动变阻器，发现当电压表V的示数小于0.6 V时，电流表A的示数仍不为零；当电压表V的示数大于或等于0.6 V时，电流表A的示数为零。该阴极材料的逸出功为(　　) A．0.6 eV B．1.2 eV C．2 eV D．2.6 eV 答案：C 解析：当用光子能量为2.6 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ek，阴极材料的逸出功为W0，当反向电压达到U0＝0.6 V后，具有最大初动能的光电子不能到达阳极，则有eU0＝Ek，结合光电效应方程hν＝Ek＋W0，联立解得W0＝2 eV，故C正确，A、B、D错误。 6．某同学用两种不同的金属做光电效应实验。实验中他逐渐增大入射光的频率，并测出光电子的最大初动能。下列四幅图像中能符合实验结果的是(　　) 答案：C 解析：由光电效应方程有Ek＝hν－W0，可知Ek­ν图像的斜率都为普朗克常量h，故得出的两条图线一定为平行线，由于两金属的逸出功不同，则与横轴的交点不同，A、B、D错误，C正确。 7.如图所示，分别用1、2两种单色光研究光电效应现象，其频率ν1<ν2，改变K极材料进行探究。则遏止电压Uc随K极材料的逸出功W变化的关系图像可能是(　　) 答案：D 解析：根据光电效应方程可知Ek＝hν－W，根据动能定理有0－Ek＝－eUc，联立解得Uc＝－W，则Uc­W图像的斜率相同，均为－，纵截距为，因为ν1<ν2，所以<，故选D。 8．如图甲所示，阴极K受到光照时能发射光电子。用蓝光、弱黄光、强黄光分别照射阴极K，形成的光电流与电压的关系图像如图乙所示，则a、b、c光依次为(　　) A．蓝光、弱黄光、强黄光 B．弱黄光、蓝光、强黄光 C．强黄光、蓝光、弱黄光 D．蓝光、强黄光、弱黄光 答案：C 解析：根据光电效应方程hν＝Ek＋W0，结合Ek＝eUc，可得Uc＝，可知频率较大的光，遏止电压大，蓝光的频率大于黄光的频率，可知b光为蓝光，根据光照强度越大，饱和电流越大，可知a光为强黄光，c光为弱黄光，故选C。 9.光电效应实验得到光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示。普朗克常量、金属材料的逸出功分别为(　　) A．，b 　　　　 B．， C．，a 　　　　 D．， 答案：C 解析：根据光电效应方程得Ek＝hν－W0，可知纵截距的绝对值等于金属的逸出功，即W0＝a，图线的斜率等于普朗克常量，即k＝＝h，故选C。 10．(2025·广东中山高二统考期末)小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，图甲为实验原理图，实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示。已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，下列说法正确的是(　　) A．图甲中电极K为光电管的阳极 B．增加光照强度，光电子的最大初动能增加 C．铷的逸出功为3.315×10－19 J D．图乙中图线的斜率为普朗克常量 答案：C 解析：光照射到电极K上产生光电子，由此可知A为光电管的阳极，K为光电管的阴极，故A错误；根据光电效应方程，可知光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故B错误；由光电效应方程可得Ek＝hν－W0，又eUc＝Ek，可得Uc＝ν－，则题图乙中图线的斜率k＝，不是普朗克常量，因此当遏制电压为零时hν0＝W0，结合题图中数据可知该金属的截止频率ν0为5.0×1014 Hz，则该金属的逸出功W0＝hν0＝6.63×10－34×5.0×1014 J＝3.315×10－19 J，故C正确，D错误。故选C。 11．在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是(　　) A．若νa>νb，则一定有Ua<Ub B．若νa>νb，则一定有Eka>Ekb C．若Ua<Ub，则一定有Eka>Ekb D．若νa>νb，则一定有hνa－Eka>hνb－Ekb 答案：B 解析：根据光电效应方程可得Ek＝hν－W0，可知若νa>νb，又逸出功相同，则有Eka>Ekb，又Ek＝eUc，则有Ua>Ub，故A错误，B正确；根据Ek＝eUc，可知，若Ua<Ub，则一定有Eka<Ekb，故C错误；逸出功为W0＝hν－Ek，由于金属的逸出功相同，则有hνa－Eka＝hνb－Ekb，故D错误。故选B。 12．(2025·广州市高二月考)如图所示，真空中有一平行板电容器，电容为C，两极板M、N分别由银和钠(其截止频率分别为ν1和ν2)制成，板间距离为d。现用频率为ν(ν2<ν<ν1)的单色光持续照射两极板内表面，设电子的电荷量为e，普朗克常量为h，则电容器两个极板最终带电情况是(　　) A．N极板带负电，带电荷量为C B．N极板带正电，带电荷量为C C．M极板带负电，带电荷量为C D．M极板带正电，带电荷量为C 答案：B 解析：现用频率为ν(ν2<ν<ν1)的单色光持续照射两极板内表面，根据产生光电效应的条件，可知单色光只有照射钠极板才能发生光电效应，则N极板带正电，M极板带负电，选项A、D错误；由光电效应方程可得eU＝Ek＝hν－hν2，平行板电容器的电容为C，又Q＝CU，联立可得Q＝C，两个极板的带电荷量是相等的，选项B正确，C错误。 13．(12分)纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面。将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官。糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明。一台功率为10 W的氩激光器，能发出波长λ＝500 nm的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要2×10－3 J的能量，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s，求： (1)每次“点焊”视网膜的时间； (2)在一次“点焊”的时间内发出的激光光子的数量。 答案：(1)2×10－4 s　(2)5×1015个 解析：(1)已知激光器的功率P＝10 W，每次“点焊”需要的能量E＝2×10－3 J，根据E＝Pt可得每次“点焊”视网膜的时间是t＝＝ s＝2×10－4 s。 (2)设每个光子的能量为E0，则E0＝hν＝h 在一次“点焊”的时间内发出的激光光子的数量n＝＝＝个≈5×1015个。 学生用书↓第71页 学科网（北京）股份有限公司 $