专题三 光电效应的图像问题（基础卷）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

专题三光电效应的图像问题（基础卷） 2025-2026学年高二下学期人教版选择性必修三 一、单选题 1．如图甲所示是探究光电效应规律的实验装置，图乙为某光电管发生光电效应时遏止电压与入射光频率的关系图像，已知光电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A．入射光的频率低于b时，给A、K两电极加大于a的正向电压，灵敏电流计中就有光电流通过 B．电极K的金属材料的逸出功为a C．对频率为3b的光，其光子能量为2ae D．入射光的频率为2b时，不是所有光电子的初动能都为ae 2．如图甲为氢原子能级示意图，图乙为研究光电流与电压关系的电路。一群处于能级的氢原子自发跃迁，辐射出的光照射光电管的阴极K，通过实验只能得到图丙所示的2条光电流随电压变化的图线，则下列说法正确的是（　　） A．图丙中的值为 B．与的差值为1.89V C．这群氢原子向低能级跃迁时发出2种不同频率的光 D．b光照射产生的光电子最大初动能大于a光 3．氢原子能级图如图甲所示，、、分别表示第一、第二、第三能级的能量，由氢原子能级跃迁产生的光照射图乙电路中的光电管阴极K时，电流表有示数，已知可见光的波长在之间，普朗克常量，光速，则下列说法正确的是（　　） A．大量处于能级的氢原子跃迁时可放出3种可见光 B．处于能级的原子向能级跃迁产生的光，其动量为 C．将图乙实验电路的滑片P向端滑动，则电流表的示数会不断增大 D．处于基态的氢原子，吸收一个光子后跃迁到更高轨道，电子的动能变大 4．如图所示为光控继电器的工作原理图，当一定频率的光照射到光电管上的阴极时，电路中有电流通过，电磁铁能将衔铁吸下来，下列说法正确的是（　　） A．只要有光照射进来，该继电器就能工作 B．当光照强度足够强时，继电器的电磁铁一定能够将衔铁吸下来 C．光电效应说明光具有波动性 D．如将电源的正、负极对换，继电器仍有可能工作 5．某同学用如图甲所示实验装置研究光电效应。分别用a、b、c三束单色光照射同一光电管，得到了三条光电流和电压之间的关系曲线，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．研究反向截止电压时，电源右端应为正极 B．三种光的光子能量大小关系为 C．三种光的光子动量大小关系为 D．三种光所产生的光电子最大初动能大小关系为 6．2024年2月，复旦大学的研究团队成功研发了新型钙基电池，其特点是成本低、更环保。图甲是研究光电效应的电路图，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K，阴极K为钙金属，该金属的逸出功为W0，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图乙所示，已知普朗克常量为h，下列正确的是（　　） A．三束可见光的频率相同 B．对于可见光P、R，单位时间内R照射阴极K发射的光电子数多 C．可见光Q照射阴极K发射的光电子动能为eU2 D．可见光P的频率为 7．如图所示，在光电效应实验中，用光分别照射金属a、b得到了两条遏止电压与入射光频率的关系图线。已知金属a的逸出功大于金属b的逸出功，普朗克常量为h，电子的电荷量为-e。下列说法正确的是（　　） A．图线Ⅰ对应的金属为a B．图线Ⅰ、Ⅱ的斜率均为h C．用频率为ν3的光照射金属b，则光电子的最大初动能为 D．用频率为ν3的光照射金属a，则相应的遏止电压为 二、多选题 8．图甲为氢原子能级示意图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，能使图乙所示的光电管阴极K发生光电效应的只有两种，现用这两种不同的光a、b照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。已知可见光的光子能量范围约为1.62eV-3.11eV，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，氢原子向低能级跃迁能发出2种不同频率的可见光 B．图乙中，用光照射时，将滑片P向左滑动，电流表示数一定增大 C．图丙中，遏止电压的大小之差 D．光和光照射K极产生的光电子的德布罗意波长，必有大于 9．根据爱因斯坦的光电效应理论，用不同频率的光照射某种金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长λ的关系如图中a所示，直线b为a的渐近线。大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能使该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数n=1、2、3…，真空中光速为c，则下列选项正确的是（　　） A．该金属的逸出功 B．普朗克常量为 C．与氢原子基态能量的关系满足 D．当入射光波长，光电子的最大初动能为 三、解答题 10．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ=0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h=6.63×10-34J·s。结合图像，求（以下所求结果均保留2位有效数字）： (1)每秒钟阴极发射的光电子数； (2)光电子飞出阴极K时的最大动能为多少焦耳； (3)该阴极材料的极限频率。 11．用某发光器发出频率为的色光照射图甲中的阴极K产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图乙所示。已知电子的电荷量大小为，普朗克常量为。 (1)求该阴极材料的逸出功（结果用焦耳表示）； (2)当电流表示数恰好为零时，将图甲中电源的正负极对调，求光电子到达阳极A时的最大动能（结果用焦耳表示）； (3)若每两个光子可以激发出一个电子，求发光器的发光功率。 12．1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他的目的是：测量金属的遏止电压Uc与入射光的频率ν，由此算出普朗克常量h，并于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。某实验小组实践密立根的研究过程，在对同一个光电管（阴极材料）进行多次试验后，得到了的Uc-ν图像，其中ν1、ν2，U1均为已知量，已知电子的电荷量为e。 （1）求普朗克常量h的表达式； （2）求该阴极材料的逸出功W0的表达式。 13．某同学为了测量普朗克常量，利用研究光电效应的电路，用能够产生光电效应的两种（或多种）已知频率的光来进行实验，测出了遏止电压与光的频率的关系如图所示，根据图像，可测得普朗克常量为多大？（，结果保留2位有效数字） 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 D B B D B D D AC AC 10．(1)4.0×1012个 (2)9.6×10-20J (3)4.6×1014Hz 【详解】（1）每秒发射的光电子个数 （2）光电子飞出阴极K时的最大动能 （3）由光电效应方程可得 代入数据可得该阴极材料的极限频率 11．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据， 根据图乙可知 联立解得 （2）由动能定理有 解得 （3）每秒钟激发的光电子数量 其中 每秒钟发射出光子的能量为 联立解得发光功率 12．（1）；（2） 【详解】（1）由爱因斯坦光电效应方程有 由动能定理有 联立得 结合图像可得 解得 （2）根据逸出功的定义 解得 13． 【详解】根据 则有 结合图像有 解得 学科网（北京）股份有限公司 $