第6章 第2节 光电效应-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（教科版）

第2节 白题基础过关练 题型1光电效应的实验规律 1.(2022·广东梅州质检)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 2.下表给出了几种金属的极限频率，现用频率为 4.80×1014~5.10×1014Hz的橙光，分别照射这 几种金属，可以发生光电效应的是 金属 铯 铷 钠 锌 极限频率/(×104Hz)4.555.15 5.568.07 A.铯 B.铷 C.钠 D.锌 3.光电效应现象的规律中，经典波动理论不能解 释的有 () ①入射光的频率大于被照金属的极限频率时 才产生光电效应 ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关， 只随入射光频率的增大而增大 ③入射光照射到金属表面上时，光电子的发射 几乎是瞬时的 ④当入射光频率大于极限频率时，光电子数目 与入射光的强度成正比 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 4.(2023·江苏八市联考)把一块带负电的锌板 连接在验电器上，验电器指针张开一定的角 度.用紫外线灯照射锌板发现验电器指针的张 角发生变化.下列推断合理的是 ( 第六章 飞电效应 限时：25min A.验电器指针的张角会 验电器 锌板 紫外线灯 不断变大 B.验电器指针的张角会 先变小后变大 C.验电器指针的张角发生变化是因为锌板获 得了电子 D.若改用红外线照射锌板也一定会使验电器 指针的张角发生变化 5.(2023·江西赣州期末)（多选）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，则可判断出 ( 甲 亦 A.三种光中，丙光的频率最大 B.乙光的波长等于甲光的波长 C.乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止 频率 D.甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱 和光电流 6. 研究光电效应的实验装置如图.用一定频率的 光照射阴极K,当滑片P处于图示位置时，电 流表的示数不为零为使电流表示数减小，下 列办法可行的是 A.将滑片P向右移动 窗口 光束 B.增大入射光的强度 C.换用电动势更大的电源 D.将电源的正、负极对调 黑白题73 题型2爱因斯坦光电效应方程 7.(2022·陕西咸阳期中)如图所示是用不同颜 色和强度的光做光电效应实验得到的图像， 横轴是所加的电压，纵轴是光电流的大小，则 下列说法正确的是 '黄光（强】 遏 蓝光 黄光（弱） A.光颜色一定时，光越强光电流一定越大 B.截止电压大小与光强有关 C.光电子的最大初动能与光强无关 D.截止电压与光的频率无关 8.用一束单色光照射A、B两种金属，若照射A 得到光电子的最大初动能比照射B得到光电 子的最大初动能大，则 ( ) A.若增大光照强度，则光电子的最大初动能 增大 B.金属A的逸出功比金属B的逸出功大 C.金属A的截止频率比金属B的截止频率低 D.得到的光电子在真空中运动的速度为光速 9.(2021·江苏高考)如图所示，分别用1、2两 种材料做K极进行光电效应探究，其截止频 率v,<y2,保持入射光不变，则光电子到达A 极时动能的最大值E随电压U变化关系的 图像是 光束 选择性必修第三册·JK 0 10.（2023·江西师大附中三模)（多选）探究光 电效应规律的实验装置图如图甲所示，在实 验中测得截止电压U。与入射光频率v之间 的关系如图乙所示，已知电子的电荷量为e, 下列说法正确的是 ↑U A ⊙ U 电源 0 免 乙 A.光电子的最大初动能与入射光频率成 正比 B.电源的左端为正极 C.该金属的极限频率为v2 D.普朗克常量为 el 2-V1 11.(2022·河北沧衡八校联盟期中)金属板M 在某种光照射下可以发射出最大速度为的 电子，电子从金属板M运动到金属网N形成 电流.已知图中两电池的供电电压都为U,电 子的电荷量为e,质量为m,当单刀双掷开 关S与1接通时，电流表的示数刚好为零（即 电子恰好不能运动到金属网N).现单刀双掷 开关S与2接通时，电子运动到金属网N时 的最大速度为 eU 2eU B. C. D.2 m m 黑白题74 黑题应用提优练 1.（2023·吉林白山一模)用甲、乙两种单色 光分别照射锌板，都能发生光电效应.已知乙 光的频率是甲光频率的2倍，用甲光照射锌 板逸出的光电子的最大初动能为E,用乙光 照射锌板逸出的光电子的最大初动能为3Ek, 则锌板的逸出功为 ( 3 A.Ev B. 5 C.2E D. 2.(2022·辽宁彰武育才高中期末)某金属在不 同频率光的照射下发生光电效应，产生光电 子的最大初动能E与人射光频率v的图像如 图所示，换用其他金属开展相同实验，下列图 像可能正确的是 0 3.(2023·浙江金华模拟)某同学设计了一个烟 雾探测器，如图所示，S为光源，当有烟雾进入 探测器时，S发出的光被烟雾散射进入光电管 C中光射到光电管中的钠表面产生光电子， 当光电流大于或等于I时，探测器触发报警系 统报警.已知真空中光速为c,钠的极限频率为 ”o,电子的电荷量为e,下列说法正确的是 第六章 限时：15min 散射的光束 光束 接报警系统 开口 接报警系统 外壳 烟雾 外壳 A.要使该探测器正常工作，光源S发出的光 的波长应大于 o B.若用极限频率更高的材料取代钠，则该探 测器一定不能正常工作 C.若射向光电管C的光子中能激发出光电子 的光子数占比为7，报警时，t时间内射向 光电管钠表面的光子数至少是： en D.若S发出的光能使光电管发生光电效应， 则光波的频率越高，光电烟雾探测器灵敏 度越高 压轴挑战 4.如图所示，有一束单色光入射到截止频率 为。的金属板K上，具有最大初动能的某 出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的 方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板 间的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚 好为零已知电容器的电容为C,带电量为 Q,极板间距为d,普朗克常量为h,电子电 荷量的绝对值为e,不计电子的重力.关于电 容器右侧极板的带电情况和入射光的频率 v,以下判断正确的是 A.带正电，+ Qe Ch B.带正电，yo+ Qe Chd C.带负电，o+C e D.带负电，”o】 进阶突破拔高练P15 黑白题75第六章 第1节量子论初步 白题基础过关练 1.D解析：AB.黑体吸收电磁波而不发生反射，黑体自身向外 辐射电磁波，不一定是黑色的，故AB错误；C.黑体辐射电磁 波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料的种类 及其表面状况无关，故C错误；D.任何物体都会反射电磁 波，只吸收不反射电磁波的物体实际是不存在的，黑体是一 种理想化的模型，故D正确.故选D. 2.B解析：A.一切物体都在辐射电磁波，A正确；B.实际物体 辐射电磁波的情况与温度、表面情况、材料都有关：黑体辐射 电磁波的情况只与温度有关，是实际物体的理想化模型， B错误：C.黑体辐射强度的极大值随温度升高向波长较短 的方向移动，C正确：D.能100%地吸收人射到其表面的各 种波长的电磁波，这样的物体称为黑体，D正确.由于选择 不正确的，故选B. 3.BC解析：A.由题图甲可知，温度为T2的图线中速率大 的分子占据的比例较大，则说明其对应的分子平均动能较 大，故T2对应的温度较高，所以T1<T2,图线1表示气体分子 平均动能小于图线2，A错误；B.图甲中T1<T2,图线1、2所 包围的面积表示气体总分子数，故相等，B正确：CD.由题图 乙可知，温度为T,的图线中辐射强度的极大值波长较小，故 T3对应的温度较高，所以T3>T4,随着温度升高电磁波辐射 强度的极大值向波长变小即频率变高的方向移动，随着温度 升高各种波长的电磁波辐射强度都有增强，C正确，D错误 故选BC. 4.B解析：A.能量子假设最早是由普朗克提出的，故A错误； B.微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的 整数倍，故B正确；C,根据8=加可知，电磁波的波长越 长，其能量子越小，故C错误：D.能量子假说与宏观世界中对 能量的认识相矛盾，但它的观点是正确的，故D错误故选B. 5.B解析：由光子能量E=hm=h无，得A=ET,则普朗克常量 单位为1J·8=1N·m·8=1kg·m·s2·m·s=1kg· m2/s,故选B. 第2节 光电效应 白题基础过关练 1.C解析：发生光电效应是锌板中的电子吸收光子的能量而 从锌板中逸出，锌板由于缺少电子而带上正电.故选C. 2.A解析：当入射光的频率大于金属的截止频率时，金属中 的电子才会逸出，由于橙光的频率为4.80×104~5.10× 104Hz,大于金属铯的截止频率，可以发生光电效应的只有 铯.故A正确，BCD错误 3.A解析：按照经典的光的波动理论，光的能量随光的强度 的增大而增大，与光的频率无关，金属中的电子，必须吸收足 够的能量后才能从其中逸出，电子有一个能量积蓄的时间， 光的强度越大，单位时间内辐射到金属表面的能量越多，被 电子吸收的能量自然越多，产生的光电子数越多，故不能解 释的为①②③ 故选A 4.B解析：ABC.用紫外线灯照射锌板会从锌板中逸出光电 参考答案与解析 皮粒二象性 子，则锌板带的负电减小，与锌板连接的验电器指针的张角 会变小，当锌板上带的负电荷全部逸出后，紫外线灯继续照 射锌板，则锌板带正电，所带电荷量越来越大，与锌板连接的 验电器指针的张角变大，故AC错误，B正确；D.若改用红外 线照射锌板时不一定会逸出光电子，则锌板所带电荷量不一 定发生变化，所以验电器指针的张角不一定发生变化，故 D错误.故选B. 5.ABD解析：入射光的频率越高，对应的截止电压U越大 甲光、乙光的截止电压相等且小于丙光的截止电压，所以甲 光、乙光的频率相等且小于丙光的频率，故A正确；甲光、乙 光的频率相等，则波长相等，选项B正确；同一金属，截止频 率是相同的，故C错误.由图可知，甲光对应的饱和光电流大 于丙光对应的饱和光电流，选项D正确：故选ABD. 6.D解析：A.将滑片P向右移动，正向电压增大，电流表示数 不能变小，故A错误；B.增大人射光的强度，单位时间内，光 电子更多，所以电流表示数不能变小，故B错误：C.换用电 动势更大的电源，正向电压增大，电流表示数不能变小，故 C错误：D.将电源的正、负极对调，将正向电压变为反向电 压，能减小光电流，故D正确故选D. 7.C解析：从图像可知，颜色一定，饱和光电流与光强有关 系，不能说光电流与光强有关，故A错误：根据光电效应方 程E=hw-W可知光电子的最大初动能与光的频率有关，与 光强无关，故C正确；根据eU。=E,可知截止电压与光的频 率有关系与光强无关，故BD错误故选C. 8.C解析：根据光电效应方程Em=hw-W。=eU。,由题意可知 金属A的逸出功比金属B的逸出功小，金属A的截止频率 比金属B的截止频率低，增大光照强度，单色光的频率不变， 则光电子的最大初动能不变，得到的光电子在真空中运动的 速度小于光速，故C正确，A、B、D错误 9.C解析：光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光 电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值E知= Ue+hv-hv猴止，可知Em-U图像的斜率相同，均为e;截止频 率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因”，<2，则图像C正 确，ABD错误故选C. 1O.BD解析：A.根据光电效应方程hw-W。=Em可知，光电子 的最大初动能与入射光频率为线性关系，并不成正比， 故A错误；B.测量截止电压时电子受到的电场力方向与电 子初始运动方向相反，则电源左端为正极，故B正确：C.根 据图像可知，该金属极限频率为”1，故C错误；D.根据光电 效应方程结合动能定理有m-W。=eU,变形可得U= ,即图像的斜率=么=，则h=,放D正确故 e V2-v e y2-v1 选BD. 11.D解析：由图可以看出，当单刀双掷开关S与1接通 时，MN间电场由M指向N,故电子逸出后做匀减速运动， 因为电子恰好不能运动到金属网N,所以电子最大初动能 由动能定理得U=)m',则当单刀双掷开关s与2接通 时，MN间电场由N指向M,故电子逸出后做匀加速运动， 电子运动到金属网N时的最大速度由动能定理得eU= m,联立部得=2√四放选n 1 黑白题27 黑题应用提优练 1.A解析：根据爱因斯坦光电效应方程有E=hw-Wo, 3E=2hw-W。,解得W。=Ek,故选A 2.D解析：由光电效应方程E=hm-W。,结合图像可知，极限 频率为。，有h加。-W。=0.换用其他金属开展相同实验，不同 金属的逸出功不同，故极限频率不一样；但是最大初动能E 与人射光频率的图像的斜率是普朗克常量，为定值故图 D正确，ABC错误故选D. 3.C解析：A.根据c=入v可知，要使该探测器正常工作，光 源S发出的光频率最小为，波长则小于二，故A错误； B.根据爱因斯坦的光电效应方程可知，用极限频率更高的 材料取代钠，只要频率小于光源$发出的光的频率，则该探 测器都能正常工作，故B错误；C.光电流最小为I时，报警系 报警，则1时间内产生的光电子的个数最少为八=， 间内射向光电管钠表面的光子数最少为N=”=上，故C正 n en 确：D.光的频率大小决定能否使光电管发生光电效应，频率 一定时，光电流的大小取决于光的强度，所以光的强度越高， 光电烟雾探测器灵敏度越高，故D错误.故选C. 压轴挑战 4.C解析：电子在电容器里面减速运动，所以受到向左的电 场力的作用，所以场强方向向右，电容器右侧极板带负电.一 束单色光入射到截止频率为。的金属板K上，射出电子的 最大初动能为E,hw-W=Ek,hw。=W,电子在电容器中减速 运动，由动能定理得：-U=0-E,电容器两极板间的电势差 :0=Q,根据以上各式，解得：w=+5,故选项C正 选项ABD错误 第3节波粒二象性 白题基础过关练 1.D解析：光的干涉、光的偏振说明光具有波动性，而泊松亮 斑即光的衍射现象，也说明光具有波动性，康普顿效应说明 光具有粒子性.故选D. 2.C解析：波粒二象性指光有时表现出的粒子性明显，有时 表现出的波动性较明显，或者说在某种场合下光的粒子性表 现明显，在另外某种场合下，光的波动性表现明显，故AD正 确，不符合题意：BC.光的频率越高，能量越大，粒子性相对 波动性越明显，B正确，不符合题意，C错误，符合题意.故 选C. 3.D解析：由于光的传播不是连续的，而是一份一份的，每一 份就是一个光子，所以每一次经狭缝只有一个光子，当一个 光子到达某一位置时，该位置感光留下痕迹，由于单个光子 表现粒子性，即每个光子所到达的区域是不确定的，可大量 光子表现出波动性，所以长时间曝光后最后形成了第三个图 片中明暗相间的条纹，因此这些照片说明了光具有波粒二象 性，即少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波 动性，ABC错误，D正确.故选D. 4.A解析：A.不管是微观粒子还是宏观运动的物体，都具有 波动性，A正确；B.电子质量远小于质子，比质子更容易形 成晶格衍射图样，B错误；C.根据物质波的波长公式A=么 两个物体的动能不等，但两个物体的动量可能相等，则物质 选择性必修第三册·JK 波的波长可能相等，C错误：D.根据物质波的波长公式入= 可知两个物体的动量不等，物质波的波长不可能相等， p D错误.故选A 5.D解析：AD.德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出了 物质波的概念，认为一切运动的实物粒子，都具有波粒二象 性，A正确，不符合题意，D错误，符合题意；B.运动的微观粒 子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动 轨道，B正确，不符合题意：C.波动性和粒子性，在宏观现象 中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的， C正确，不符合题意故选D. 6.A解析：A由入=个可知，动量大的波长短，电子与质子的 速度相等时，电子质量小，动量小，波长长，故A正确：B.电 子与质子动能相等时，由动量与动能的关系p=√2mE可 知，电子的动量小，波长长，故B错误：C.动量相等的电子和 中子，其波长相等，故C错误；D.如果甲、乙两电子的速度远 小于光速，甲电子的速度是乙电子的3倍，甲电子的动量也 是乙电子的3倍，则甲电子的波长应是乙电子的}，故D错 误故选A 7.BC解析：AB.设粒子的质量为m、电荷量为q,加速电压为 U,加速之后的速度为”，则有gU=气m,粒子的动量为 D三mw,根据德布罗意波长公式可得入三。，整理得A」 九，电子和质子的带电量大小相等，质子质量大于电子 √2qUm 的质量，因此，电子和质子经过相同的加速电压加速后，质子 的德布罗意波波长比电子的小，A错误，B正确；CD.加速电 压相同，质子的德布罗意波波长比电子的小，相同情况下，波 长越短衍射现象越不明显，显微镜分辨本领越高，因此，如果 加速电压相同，则用质子束工作的显微镜比用电子束工作的 显微镜分辨本领高，C正确，D错误故选BC. 8.B解析：A.弱光衍射实验证明了光的波动性，选项A不符 合题意：B.电子束在晶体上的衍射实验最早证明了德布罗 意波存在，选项B符合题意：C.弱光干涉实验证明了光的波 动性，选项C不符合题意；D.X射线本身就是一种波，而不 是实物粒子，故X射线的衍射实验不能证明德布罗意波的 存在，选项D不符合题意.故选B. 9.AD解析：AB.物质波也是概率波，亮条纹是电子到达概率 大的地方，暗条纹是电子到达概率小的地方，B错误，A正 确；CD.电子属于实物粒子，电子衍射实验说明电子具有波 动性，说明物质波理论是正确的，与光的波动性无关，C错 误，D正确.故选AD. 10.B解析：A.电子衍射图样说明了电子具有波动性，故A错 误，B根羯U=分，A=点解得入=2加速电压 √J2meU 越大，电子的物质波波长越短，故B正确C.根据衍射的条 件可知，增大晶格尺寸，更不容易发生衍射，故C错误； D.根据入=力，动量相等的质子和电子，对应的物质波波 长也相等，通过相同的晶格，衍射程度相同，故D错误故 选B. 黑白题28