4.2 光电效应（重点练）-2025-2026学年高二物理同步课堂（人教版选择性必修第三册）

4.2光电效应 精练考点 考点一 光电效应现象和实验规律 1 考点二 爱因斯坦的光电效应理论 5 考点三 光电效应几种图像 9 考点四 康普顿效应和光子的动量 18 考点一 光电效应现象和实验规律 1．太阳能电池应用了光电效应原理，其简化结构如图所示。太阳光穿过顶层N型硅并抵达结区域，光子被吸收后激发出自由电子，这些电子在结内建电场作用下被推向N型硅区域，接通外部电路后即可对外供电。已知该太阳能电池材料的极限频率为，普朗克常量为h，光速为c，下列说法正确的是（　　） A．增大入射光的频率，太阳能电池的光电流变小 B．太阳能电池工作时，通过灯泡的电流方向为从A到B C．入射光的波长小于时，太阳能电池可以对外供电 D．入射光的频率为时，逸出电子的最大初动能为 【答案】C 【详解】A．光电流的大小主要取决于入射光的光强，增大入射光的频率，不清楚入射光的光强变化，所以无法判断太阳能电池光电流的大小变化，故A错误； B．由题图可知，太阳能电池工作时，电子的运动方向从A到B，由于电子带负电，则通过灯泡的电流方向为从B到A，故B错误； C．入射光的波长小于时，则入射光的频率 可以发生光电现象，太阳能电池可以对外供电，故C正确； D．入射光的频率为时，根据光电效应方程可得逸出电子的最大初动能，故D错误。 故选C。 2．如图甲所示，某款条形码扫描探头上装有发光二极管和光电管，工作原理如图乙。打开扫描探头，发光二极管发出红光。将探头对准条形码移动，红光遇到条形码的黑色线条时，光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统，条形码就被转换成了脉冲电信号，则（　　） A．若仅将发光二极管换为蓝光，将不能发生光电效应 B．若仅将扫描探头的发光强度增大，光电子的最大初动能不变 C．扫描探头在条形码上移动的速度不能太快，否则光电管来不及发生光电效应 D．若将发光二极管发出的光的频率减小，只要照射时间够长，也一定能正常识别条形码 【答案】B 【详解】A．蓝光的频率高于红光。若红光能使光电管发生光电效应，频率更高的蓝光也一定能。因此换为蓝光仍能发生光电效应，A错误； B．根据爱因斯坦光电效应方程​，光电子的最大初动能仅与入射光的频率有关，与光强无关。增大发光强度，最大初动能不变，B正确； C．光电效应的发生是瞬时的，与扫描探头移动速度无关，C错误； D．若入射光频率减小到低于光电管的极限频率，无论照射时间多长，都不会发生光电效应，不能正常识别条形码，D错误。 故选B。 3．某同学学习完光电效应后，设计了一款太阳能充电手电筒，简化原理如图所示，白天通过太阳光照射光电管，对蓄电池进行充电，晚上闭合开关照明，下列说法正确的是（　　） A．光应该照射光电管左侧极板 B．若绿光能使阴极发生光电效应，则红光也能 C．入射光强度增大，蓄电池充满电所需时间减小 D．入射光强度增大，蓄电池充满电所需时间不变 【答案】C 【详解】A．二极管具有单向导电性，光若照射光电管左侧极板，无法对蓄电池充电，故A错误； B．红光的频率小于绿光的频率，若绿光能使阴极发生光电效应，则红光不一定发生光电效应，故B错误； CD．入射光强度增大，则饱和电流增大，根据可知，蓄电池充满电所需时间减小，故C正确，D错误； 故选C。 4．图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的光路图，下列说法正确的是（    ） A．用a、b光在相同条件下做双缝干涉实验，a光的条纹间距大 B．冰晶中a光的传播速度比b光的小 C．太阳光照在转动的冰晶表面上，部分光线发生了全反射 D．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光比b光产生的光电子的最大初动能大 【答案】A 【详解】A．由图乙可知，光的偏折程度更大，说明冰晶对光的折射率更大，即，折射率越小，光的频率越小，波长越长； 双缝干涉条纹间距，因此光波长更长，条纹间距更大，故A正确； B．光在介质中的传播速度，由于，所以光传播速度更大，故B错误； C．全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于临界角，太阳光从空气（光疏）入射到冰晶（光密）表面，不可能发生全反射，故C错误； D．折射率越大，光的频率越大，根据光电效应方程，频率越大光电子最大初动能越大，因此光的最大初动能更大，故D错误。 故选A。 5．如图，在研究光电效应的实验中，用频率为v的单色光照射阴极K时，能发生光电效应，测得遏止电压为U，已知电子的电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．测量遏止电压时，电源左端为正极，右端为负极 B．光电子的最大初动能为eU C．若电源左端为负极，右端为正极，滑片P向右滑动时，电流表的示数一定减小 D．若增大入射光的强度，测得遏止电压一定大于U 【答案】AB 【详解】A．测量遏止电压时，要让电子在光电管中做减速运动，所以需要A极电势低于K极电势，即电源的左端为正极，右端为负极，故A正确； B．遏止电压为，根据动能定理，可知光电子的最大初动能为eU，故B正确； C．若电源左端为负极，右端为正极，滑片P向右滑动时，正向电压变大，电流表的示数可能变大也可能不变，故C错误； D．若增大入射光的强度，入射光频率不变，最大初动能不变，测得遏止电压不变仍等于U，故D错误。 故选 AB。 考点二 爱因斯坦的光电效应理论 6．用如图所示的装置研究光电效应，开始时，滑动变阻器的滑片P位于中点O处，用频率为的光照射光电管，调节滑片位置，当电流表示数恰好为零时，电压表示数为。已知电子电荷量为，普朗克常量为。下列说法正确的是（　　） A．仅增大光照强度，电压表示数增大 B．阴极K的逸出功与入射光的频率有关 C．阴极K的截止频率为 D．换用频率更大的光照射，为使电流表示数为零，滑片P应向a端滑动 【答案】D 【详解】A．遏止电压与光照强度无关，故A错误； B．金属的逸出功与入射光的频率无关，故B错误； C．由，可知，阴极K的截止频率为，故C错误； D．由可知，入射光频率增大，为使电流表的示数为零，需增大遏止电压，即滑片P需向a端滑动，故D正确。 故选D。 7．在新型光量子器件的研发中，科学家需要测试不同光电材料的性能。当使用相同频率和强度的绿光照射材料A和B时，两者都能发生光电效应，从材料A逸出的电子最大初动能比材料B逸出的小，若两种材料的逸出功分别为和，两种材料对应的遏止电压分别为和，则（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】AB．根据光电效应方程，为逸出功，因入射光频率相同即相同，材料的最大初动能，故，A错误、B正确； CD．又因（为电子电荷量，为遏止电压），，故，C正确、D错误。 故选BC。 8．我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，为两正对、间距为的金属板。用发光功率为的激光器发出单一频率的细光束全部照射在极板的中心时，若每射入个光子会产生1个光电子从中心处发出，且仅在图示的平面内沿各个方向运动。调节滑片改变两板间电压，发现当电压表示数为时，微安表示数恰好为零。已知普朗克常量为，电子电荷量为，质量为，极板材料的逸出功为，不计电子间的相互作用。 (1)求激光器发光的频率； (2)若两极板长度为2d，交换电源正负极，调节滑片逐渐增大两板间电压，求电流达到饱和的大小和电压表的示数； (3)在（2）的基础上，若两极板长度足够，在两板间加上方向垂直图示平面向里的匀强磁场。求微安表电流为零时的最小值。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）根据光电效应方程可知，电子逸出的动能 由遏止电压的意义可知 联立解得激光器发光的频率 （2）激光器的功率为，则每秒逸出电子的个数 则饱和电流 水平方向逸出的电子也可到达MN板时，电子做类平抛运动，水平方向则有 竖直方向则有 又因为 解得 两极板间的电场强度 由牛顿第二定律可得 解得电子在竖直方向的加速度大小为 联立解得 （3）加上磁场后，水平向左逸出的电子恰好不能到达MN板时电流为零，将初速度分解为向右的速度为，则满足 解得 其中 向左的速度为，电子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，则有 结合题意可知 联立解得 9．我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换成电信号。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。 (1)求光电子到达A时的最大动能Ekm； (2)若每入射N个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A，求回路的电流强度I。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据光电效应方程，光电子离开K极的最大动能 光电子从K极到A极，由动能定理得 联立得 （2）时间内，激光器发光的总功 到达K极的光子总数 逸出的电子总数 回路的电流强度 联立解得 10．如图是研究光电效应的实验电路，电极K由某种金属制成，已知该金属的逸出功为W。用某一频率的光照射电极K时，逸出的光电子的最大初动能为Ekm，电流表的示数为I。已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．若仅将入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为2Ekm＋W B．若仅将入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为2Ekm C．若仅将入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为2Ekm－W D．该金属的逸出功与入射光的频率有关 【答案】A 【详解】ABC．已知该金属的逸出功为W，用某一频率的光照射电极K时，逸出的光电子的最大初动能为，由光电效应方程 仅将入射光频率加倍，则 解得，故A正确，BC错误； D．逸出功是由金属本身决定的，与入射光的频率无关，故D错误。 故选A。 考点三 光电效应几种图像 11．用蓝光照射密封在真空管中的两种不同金属材料Ⅰ、Ⅱ，完成光电效应实验。电路图如图甲所示，得到遏止电压Uc与入射光频率的关系，如图乙所示，已知电子电荷量为e，则下列说法正确的是（　　） A．Ⅰ的截止频率比Ⅱ的小 B．Ⅰ的逸出功比Ⅱ的大 C．Ⅰ发生光电效应的时间较短 D．由图乙可算出普朗克常量 【答案】A 【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程结合动能定理 则 由图像的图线与横轴的交点表示截止频率，则 则Ⅰ的截止频率比Ⅱ的小，故A正确； B．根据逸出功与截止频率的关系可知截止频率大的金属，逸出功也大，故Ⅰ的逸出功比Ⅱ的小，故B错误； C．光电效应几乎是瞬间发生的，可认为所有金属发生光电效应的时间均一样，故C错误； D．由图像的斜率 可知普朗克常量，故D错误。 故选A。 12．如图甲为研究光电效应的实验装置，用频率为γ的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图乙所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则（　　） A．测量遏止电压Uc时开关S应扳向“2” B．只增大光照强度时，图乙中Uc的值会增大 C．只增大光照强度时，图乙中I0的值会增大 D．阴极K所用材料的极限频率为 【答案】C 【详解】A．开关S应扳向1，光电子在电场中减速运动，当到达另外一端时速度恰好减少为0，这时电压被称为遏止电压，故A错误； B．根据动能定理可得 结合爱因斯坦光电效应方程 可知的值只与光照频率有关，与光照强度无关，故B错误； C．只增大光照强度时，K极发射电子数会增多，图乙中I0的值会增大，故C正确； D．根据动能定理可得 结合爱因斯坦光电效应方程， 联立解得，故D错误。 故选C。 13．用频率为的单色光照射阴极K时，能发生光电效应。下面关于光电效应常见的四个图像说法正确的是（　　） A．甲图表示光电子的最大初动能Ek与入射光频率的图像，斜率为普朗克常量的倒数 B．乙图表示颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系图像，强黄光的饱和光电流大，是因为照射时间长 C．丙图表示颜色不同的光，光电流与电压的关系图像，蓝光的频率小，遏止电压大，光电子最大初动能大 D．丁图表示遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像，普朗克常量h即为图线的斜率k与电子电荷量e的乘积，即h＝ke 【答案】D 【详解】A．由爱因斯坦光电效应方程可知 即图像斜率为普朗克常量，故A错误； B．颜色相同，强度不同的光照射同一金属，饱和光电流的强弱只与入射光的强度有关，与照射时间无关，故B错误； C．蓝光的频率比黄光大。当照射同一金属时，逸出功相同，由 可知，蓝光的遏止电压大，最大初动能大，故C错误； D．由 遏止电压与入射光频率的关系 即斜率为 所以，故D正确。 故选D。 14．研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，对于同一阴极K，用光照强度分别为、，对应的波长分别为、的单色光1、2照射，测得电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙所示。则下列结论正确的是（　　） A．单色光1照射阴极K后，电子逸出的初动能大小一定为eUc1 B．若直流电源左端为正极，增大电压表示数，则电流表示数一定增大 C．单色光1的最大初动能大于单色光2的最大初动能 D． 【答案】D 【详解】A．根据光电效应规律，是电子逸出的最大初动能，并非所有电子的初动能都等于，故A错误； B．当电压增大到饱和光电流后，再增大电压，电流表示数不再增大，故B错误； C．由 单色光1的遏止电压小于单色光2的，则单色光1的最大初动能小于单色光2的最大初动能，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程 单色光2的最大初动能更大，说明其频率更高，波长更短，故，D正确。 故选D。 15．如图甲为研究光电效应的实验装置，用频率为的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图乙所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则（    ） A．测量遏止电压时开关S应扳向“2” B．只增大光照强度时，图乙中的值会增大 C．只增大光照强度时，图乙中的值会减小 D．阴极K所用材料的极限频率为 【答案】D 【详解】A．测量遏止电压时应在光电管两端加反向电压，即开关S应扳向“1”，故A错误； B．由动能定理得 由爱因斯坦光电效应方程 可知图乙中的值与光照强度无关，故B错误； C．图乙中的值表示饱和光电流，增大光照强度时，饱和光电流增大，故C错误； D．由爱因斯坦光电效应方程可得 则阴极K所用材料的极限频率为，故D正确。 故选D。 16．小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极，得到了三条光电流I随光电管两端电压U变化关系的曲线（如图所示）。下列说法正确的是（　　） A．甲光的频率最大 B．用乙光照射阴极时光电子的逸出功最大 C．丙光的光子能量比甲光的光子能量小 D．乙光照射时光电子的最大初动能最大 【答案】D 【详解】AD．根据光电效应方程和动能定理可得 由题图可知，乙光对应的遏止电压最大，则乙光照射时光电子的最大初动能最大，乙光的频率最大，故A错误，D正确； B．逸出功只由光电管的阴极自身决定，与入射光无关，故B错误； C．由题图可知，甲光、丙光对应的遏止电压相等，则甲光、丙光的光子能量相等，故C错误。 故选D。 17．如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能与入射光频率的关系图像，普朗克常量为h，下列说法正确的是（    ） A．该金属的逸出功等于 B．该金属的逸出功等于 C．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 【答案】B 【详解】A．根据光电效应方程有 由图看出时， 解得该金属的逸出功为，A错误； B．由图看出时， 代入光电效应方程得，B正确； C．将代入光电效应方程得产生的光电子的最大初动能为，C错误； D．当时，光子能量小于该金属的逸出功，不能发生光电效应现象，D错误。 故选B。 18．在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到了两条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示。下面说法正确的是（　　） A．光线1的波长大于光线2的波长 B．光线1的频率大于光线2的频率 C．该光电管分别在光线1与光线2的照射下，其截止频率不同 D．光线1的光照强度一定小于光线2的光照强度 【答案】A 【详解】AB．根据光电效应方程，遏止电压与入射光频率的关系 入射光的频率越高，对应的遏止电压越大；光线2的遏止电压大于光线1的遏止电压，所以光线2的频率大于光线1的频率，由可知，光线1的波长大于光线2的波长，故A正确，B错误。 C．同一种金属，截止频率与入射光的频率无关，则该光电管分别在光线1与光线2的照射下，其截止频率相同，故C错误。 D．在入射光频率相同的情况下，光强越大，饱和电流越大；光线1和光线2频率不同，光线1的光照强度不一定小于光线2的光照强度，故D错误。 故选A。 19．如图1所示，分别用单色光、照射光电管的阴极，其光电流随光电管两端电压的变化规律如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率大于光的频率 B．两种光经过同一障碍物，a光更容易发生明显衍射 C．b光照射时逸出的光电子的最大初动能较小 D．真空中光传播的速度大于光传播的速度 【答案】B 【详解】AC．由图2可知b光的遏止电压大于a光的遏止电压，根据 可知b光的频率大于a光的频率，b光照射时逸出的光电子的最大初动能较大，故AC错误； B．因为a光的频率小，根据可知，a光的波长长，相同条件下，两种光经过同一障碍物，a光更容易发生明显衍射，故B正确； D．a、b光在真空中速度相等，故D错误。 故选B。 20．在光电效应实验中，用频率和光照强度都相同的单色光照射不同的金属，所得光电子最大初动能与金属材料逸出功W的关系图像如图所示，图像与横轴的交点坐标为，已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．该单色光的频率为 B．该单色光的频率为 C．使用频率更高的单色光进行该实验，所得图像斜率会增大 D．使用频率更高的单色光进行该实验，所得图像斜率会减小 【答案】A 【详解】AB．根据爱因斯坦光电效应方程有 解得该单色光的频率为，故A正确，B错误； CD．根据爱因斯坦光电效应方程有，图像斜率与单色光的频率无关，故CD错误。 故选A。 考点四 康普顿效应和光子的动量 21．用强黄光、弱黄光和蓝光分别照射如图甲所示的实验装置的K极，其饱和电流随电压的变化关系如图乙所示，而光与电子发生碰撞前后速度方向发生改变，如图丙所示。根据这些图像分析，下列说法中正确的是（　　）    A．图乙说明光子具有能量，且光强越强，单个光子能量越大 B．根据图乙分析可知，若用红光照射同一实验装置，一定有光电流产生 C．由图丙可知，碰撞后光子波长大于碰撞前光子波长 D．只有图甲的现象可以说明光具有粒子性 【答案】C 【详解】A．由图乙知蓝光的遏止电压最大，根据 则图甲中对应的三种光中“蓝光”的光子能量最强，与光强无关，选项A错误； B．因为红光的频率比上面两种光的小，根据图乙分析可知，若用红光照射同一实验装置，可能没有光电流产生，选项B错误； C．根据，图丙中碰撞后动量小于碰撞前光子动量，因此碰撞后光子波长大于碰撞前光子波长，选项C正确； D．光电效应和康普顿效应都可以说明光具有粒子性，选项D错误。 故选C。 22．实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿散射，该过程遵循能量守恒与动量守恒定律。如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，这一现象已被实验证实。关于上述逆康普顿散射，下列说法中正确的是（　　） A．相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度变大 B．若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则散射光照射该金属时，光电子最大初动能将变大 C．散射光中存在波长变长的成分 D．散射光中存在频率变大的成分 【答案】BD 【详解】A．相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度变小，A错误； B．若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则因散射后光的能量变大，故照射该金属时，由光电效应方程 光电子的最大初动能将变大，B正确； CD．散射后光的能量变大，由 所以散射光中存在频率变大的成分，或是波长变短的成分，C错误，D正确。 故选BD。 23．下列说法错误的是（　　） A．某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图甲所示，则温度 B．同一光电管的光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示，则入射光的频率关系为 C．图丙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子碰撞，碰后散射光的波长变长 D．图丙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子碰撞，该碰撞是非对心碰撞 【答案】B 【详解】A．温度越高，黑体辐射强度越大；温度越高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，所以，A正确，A不符合题意； B．根据爱因斯坦光电效应方程 根据动能定理 解得 根据图像 所以 故B错误，B符合题意； C．根据知入射光子与静止的电子发生碰撞，损失能量，能量变小，碰后散射光的波长变长，故C正确，C不符合题意； D. 碰撞前后运动方向不在同一直线上，故发生的是非对心碰撞，故D正确，D不符合题意。 故选B。 24．如图所示，一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比（　　） A．频率不变 B．波长变长 C．动量变大 D．速度变小 【答案】B 【详解】A．光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据，光子的频率减小，故A错误； BC．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，根据可知，波长变长，故B正确，C错误； D．碰撞前、后的光子速度不变，故D错误。 故选B。 25．如图所示是教材上解释康普顿效应的示意图，下列说法正确的是（　　） A．图中光子与电子不是正碰，故不遵循动量守恒定律 B．图中碰撞后光子频率ν′可能等于碰撞前光子频率ν C．图中碰撞后光子速度可能小于碰撞前光子速度 D．图中碰撞后光子波长一定大于碰撞前光子波长 【答案】D 【详解】A．无论正碰还是斜碰，系统所受的合外力为零，碰撞过程都遵循动量守恒定律，A错误； BD．由于光子与电子碰撞后，光子的部分能量传递给电子，所以光子能量一定减小，根据公式 可知图中碰撞后光子频率ν′一定小于碰撞前光子频率ν，碰撞后光子的波长一定大于碰撞前光子的波长，B错误，D正确； C．根据爱因斯坦相对论的光速不变原理，光子的速度为c，碰撞前后不变，C错误。 故选D。 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2光电效应 精练考点 考点一 光电效应现象和实验规律 1 考点二 爱因斯坦的光电效应理论 5 考点三 光电效应几种图像 9 考点四 康普顿效应和光子的动量 18 考点一 光电效应现象和实验规律 1．太阳能电池应用了光电效应原理，其简化结构如图所示。太阳光穿过顶层N型硅并抵达结区域，光子被吸收后激发出自由电子，这些电子在结内建电场作用下被推向N型硅区域，接通外部电路后即可对外供电。已知该太阳能电池材料的极限频率为，普朗克常量为h，光速为c，下列说法正确的是（　　） A．增大入射光的频率，太阳能电池的光电流变小 B．太阳能电池工作时，通过灯泡的电流方向为从A到B C．入射光的波长小于时，太阳能电池可以对外供电 D．入射光的频率为时，逸出电子的最大初动能为 2．如图甲所示，某款条形码扫描探头上装有发光二极管和光电管，工作原理如图乙。打开扫描探头，发光二极管发出红光。将探头对准条形码移动，红光遇到条形码的黑色线条时，光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统，条形码就被转换成了脉冲电信号，则（　　） A．若仅将发光二极管换为蓝光，将不能发生光电效应 B．若仅将扫描探头的发光强度增大，光电子的最大初动能不变 C．扫描探头在条形码上移动的速度不能太快，否则光电管来不及发生光电效应 D．若将发光二极管发出的光的频率减小，只要照射时间够长，也一定能正常识别条形码 3．某同学学习完光电效应后，设计了一款太阳能充电手电筒，简化原理如图所示，白天通过太阳光照射光电管，对蓄电池进行充电，晚上闭合开关照明，下列说法正确的是（　　） A．光应该照射光电管左侧极板 B．若绿光能使阴极发生光电效应，则红光也能 C．入射光强度增大，蓄电池充满电所需时间减小 D．入射光强度增大，蓄电池充满电所需时间不变 4．图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的光路图，下列说法正确的是（    ） A．用a、b光在相同条件下做双缝干涉实验，a光的条纹间距大 B．冰晶中a光的传播速度比b光的小 C．太阳光照在转动的冰晶表面上，部分光线发生了全反射 D．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光比b光产生的光电子的最大初动能大 5．如图，在研究光电效应的实验中，用频率为v的单色光照射阴极K时，能发生光电效应，测得遏止电压为U，已知电子的电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．测量遏止电压时，电源左端为正极，右端为负极 B．光电子的最大初动能为eU C．若电源左端为负极，右端为正极，滑片P向右滑动时，电流表的示数一定减小 D．若增大入射光的强度，测得遏止电压一定大于U 考点二 爱因斯坦的光电效应理论 6．用如图所示的装置研究光电效应，开始时，滑动变阻器的滑片P位于中点O处，用频率为的光照射光电管，调节滑片位置，当电流表示数恰好为零时，电压表示数为。已知电子电荷量为，普朗克常量为。下列说法正确的是（　　） A．仅增大光照强度，电压表示数增大 B．阴极K的逸出功与入射光的频率有关 C．阴极K的截止频率为 D．换用频率更大的光照射，为使电流表示数为零，滑片P应向a端滑动 7．在新型光量子器件的研发中，科学家需要测试不同光电材料的性能。当使用相同频率和强度的绿光照射材料A和B时，两者都能发生光电效应，从材料A逸出的电子最大初动能比材料B逸出的小，若两种材料的逸出功分别为和，两种材料对应的遏止电压分别为和，则（　　） A． B． C． D． 8．我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，为两正对、间距为的金属板。用发光功率为的激光器发出单一频率的细光束全部照射在极板的中心时，若每射入个光子会产生1个光电子从中心处发出，且仅在图示的平面内沿各个方向运动。调节滑片改变两板间电压，发现当电压表示数为时，微安表示数恰好为零。已知普朗克常量为，电子电荷量为，质量为，极板材料的逸出功为，不计电子间的相互作用。 (1)求激光器发光的频率； (2)若两极板长度为2d，交换电源正负极，调节滑片逐渐增大两板间电压，求电流达到饱和的大小和电压表的示数； (3)在（2）的基础上，若两极板长度足够，在两板间加上方向垂直图示平面向里的匀强磁场。求微安表电流为零时的最小值。 9．我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换成电信号。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。 (1)求光电子到达A时的最大动能Ekm； (2)若每入射N个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A，求回路的电流强度I。 10．如图是研究光电效应的实验电路，电极K由某种金属制成，已知该金属的逸出功为W。用某一频率的光照射电极K时，逸出的光电子的最大初动能为Ekm，电流表的示数为I。已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．若仅将入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为2Ekm＋W B．若仅将入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为2Ekm C．若仅将入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为2Ekm－W D．该金属的逸出功与入射光的频率有关 考点三 光电效应几种图像 11．用蓝光照射密封在真空管中的两种不同金属材料Ⅰ、Ⅱ，完成光电效应实验。电路图如图甲所示，得到遏止电压Uc与入射光频率的关系，如图乙所示，已知电子电荷量为e，则下列说法正确的是（　　） A．Ⅰ的截止频率比Ⅱ的小 B．Ⅰ的逸出功比Ⅱ的大 C．Ⅰ发生光电效应的时间较短 D．由图乙可算出普朗克常量 12．如图甲为研究光电效应的实验装置，用频率为γ的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图乙所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则（　　） A．测量遏止电压Uc时开关S应扳向“2” B．只增大光照强度时，图乙中Uc的值会增大 C．只增大光照强度时，图乙中I0的值会增大 D．阴极K所用材料的极限频率为 13．用频率为的单色光照射阴极K时，能发生光电效应。下面关于光电效应常见的四个图像说法正确的是（　　） A．甲图表示光电子的最大初动能Ek与入射光频率的图像，斜率为普朗克常量的倒数 B．乙图表示颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系图像，强黄光的饱和光电流大，是因为照射时间长 C．丙图表示颜色不同的光，光电流与电压的关系图像，蓝光的频率小，遏止电压大，光电子最大初动能大 D．丁图表示遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像，普朗克常量h即为图线的斜率k与电子电荷量e的乘积，即h＝ke 14．研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，对于同一阴极K，用光照强度分别为、，对应的波长分别为、的单色光1、2照射，测得电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙所示。则下列结论正确的是（　　） A．单色光1照射阴极K后，电子逸出的初动能大小一定为eUc1 B．若直流电源左端为正极，增大电压表示数，则电流表示数一定增大 C．单色光1的最大初动能大于单色光2的最大初动能 D． 15．如图甲为研究光电效应的实验装置，用频率为的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图乙所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则（    ） A．测量遏止电压时开关S应扳向“2” B．只增大光照强度时，图乙中的值会增大 C．只增大光照强度时，图乙中的值会减小 D．阴极K所用材料的极限频率为 16．小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极，得到了三条光电流I随光电管两端电压U变化关系的曲线（如图所示）。下列说法正确的是（　　） A．甲光的频率最大 B．用乙光照射阴极时光电子的逸出功最大 C．丙光的光子能量比甲光的光子能量小 D．乙光照射时光电子的最大初动能最大 17．如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能与入射光频率的关系图像，普朗克常量为h，下列说法正确的是（    ） A．该金属的逸出功等于 B．该金属的逸出功等于 C．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 18．在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到了两条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示。下面说法正确的是（　　） A．光线1的波长大于光线2的波长 B．光线1的频率大于光线2的频率 C．该光电管分别在光线1与光线2的照射下，其截止频率不同 D．光线1的光照强度一定小于光线2的光照强度 19．如图1所示，分别用单色光、照射光电管的阴极，其光电流随光电管两端电压的变化规律如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率大于光的频率 B．两种光经过同一障碍物，a光更容易发生明显衍射 C．b光照射时逸出的光电子的最大初动能较小 D．真空中光传播的速度大于光传播的速度 20．在光电效应实验中，用频率和光照强度都相同的单色光照射不同的金属，所得光电子最大初动能与金属材料逸出功W的关系图像如图所示，图像与横轴的交点坐标为，已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．该单色光的频率为 B．该单色光的频率为 C．使用频率更高的单色光进行该实验，所得图像斜率会增大 D．使用频率更高的单色光进行该实验，所得图像斜率会减小 考点四 康普顿效应和光子的动量 21．用强黄光、弱黄光和蓝光分别照射如图甲所示的实验装置的K极，其饱和电流随电压的变化关系如图乙所示，而光与电子发生碰撞前后速度方向发生改变，如图丙所示。根据这些图像分析，下列说法中正确的是（　　）    A．图乙说明光子具有能量，且光强越强，单个光子能量越大 B．根据图乙分析可知，若用红光照射同一实验装置，一定有光电流产生 C．由图丙可知，碰撞后光子波长大于碰撞前光子波长 D．只有图甲的现象可以说明光具有粒子性 22．实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿散射，该过程遵循能量守恒与动量守恒定律。如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，这一现象已被实验证实。关于上述逆康普顿散射，下列说法中正确的是（　　） A．相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度变大 B．若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则散射光照射该金属时，光电子最大初动能将变大 C．散射光中存在波长变长的成分 D．散射光中存在频率变大的成分 23．下列说法错误的是（　　） A．某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图甲所示，则温度 B．同一光电管的光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示，则入射光的频率关系为 C．图丙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子碰撞，碰后散射光的波长变长 D．图丙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子碰撞，该碰撞是非对心碰撞 24．如图所示，一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比（　　） A．频率不变 B．波长变长 C．动量变大 D．速度变小 25．如图所示是教材上解释康普顿效应的示意图，下列说法正确的是（　　） A．图中光子与电子不是正碰，故不遵循动量守恒定律 B．图中碰撞后光子频率ν′可能等于碰撞前光子频率ν C．图中碰撞后光子速度可能小于碰撞前光子速度 D．图中碰撞后光子波长一定大于碰撞前光子波长 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $