第6章 第1节 光电效应及其解释 课后达标检测（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版）

题组1　光电效应规律 1．某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施可能使该金属产生光电效应的是(　　) A．延长光照时间 B．增大光的强度 C．换用频率较高的光照射 D．换用频率较低的光照射 解析：选C。光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于金属的截止频率，与入射光的强度和照射时间无关。 2.(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生，下列说法正确的是(　　) A.向左移动滑片P，电流表示数一定增大 B．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 C．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 解析：选BC。在达到饱和光电流后，继续向左移动滑片P，电流表示数不变，故A错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，所以入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故B正确；保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大，故C正确；如果入射光的频率小于极限频率，将不会发生光电效应，不会有光电流产生，故D错误。 3．在用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么(　　) A．a光的频率一定小于b光的频率 B．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 C．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转　 D．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c 解析：选B。a光能使阴极K发生光电效应，而b光不能使阴极K发生光电效应，可知a光频率大于极限频率，而b光频率小于极限频率，即a光的频率一定大于b光的频率，A错误；只增加a光的强度可使逸出的光电子增多，则通过电流计G的电流增大，B正确；是否能发生光电效应与光的强度无关，故增加b光的强度不可能使电流计G的指针发生偏转，C错误；用a光照射光电管阴极K时光电子由d到c，则通过电流计G的电流是由c到d，D错误。 题组2　光电效应方程的理解和应用 4．用波长λ＝200 nm的紫外线照射铜板，有电子从铜板表面逸出。现在铜板所在空间加一方向垂直于板面、大小为18 V/m的匀强电场，电子最远能运动到距板面5 cm处。已知光在真空中传播速度c与普朗克常量h的乘积为1.24×10－6 eV·m，可知该铜板的截止波长约为(　　) A．230 nm　　　　　　 B．260 nm C．290 nm D．320 nm 解析：选A。由光电效应方程可知＝mv＋，其中Eex＝mv，联立解得λ0≈230 nm。 5．用一种单色光照射某金属，产生光电子的最大初动能为Ek，单位时间内发射光电子数量为n，若增大该入射光的强度，则(　　) A．Ek增加，n增加 B．Ek增加，n不变 C．Ek不变，n不变 D．Ek不变，n增加 解析：选D。根据光电效应方程Ek＝hν－W可知，初动能与光的频率有关，与光照强度无关。光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，大于极限频率的光照射金属时，光电流(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比。 6．现有甲、乙、丙三束单色光，其波长关系为λ甲＞λ乙＞λ丙，用乙光束照射某种金属时，恰能发生光电效应。若分别用甲光束和丙光束照射该金属，则可以断定(　　) A．甲光束照射时，能发生光电效应 B．丙光束照射时，不能发生光电效应 C．甲光束照射时，释放出的光电子数目最多 D．丙光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最大 解析：选D。波长关系为λ甲＞λ乙＞λ丙，则ν甲＜ν乙＜ν丙，用乙光束照射某种金属时，恰能发生光电效应，根据光电效应的条件，可知甲光照射不能发生光电效应，丙光照射能发生光电效应，故A、B错误；放出的光电子数目由入射光的强度决定，故C错误；根据光电效应方程Ek＝hν－W，可知丙光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最大，故D正确。 7．分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为(　　) A． B． C． D． 解析：选A。由光电效应方程得Ek1＝h－W，Ek2＝h－W，又Ek2＝2Ek1，联立得金属板的逸出功W＝。 8．某种单色光的频率为ν，用它照射某种金属时，在逸出的光电子中动能最大值为Ek，普朗克常量为h，则这种金属的逸出功和截止频率分别是(　　) A．hν－Ek，ν－ B．Ek－hν，ν＋ C．hν＋Ek，ν－ D．Ek＋hν，ν＋ 解析：选A。根据光电效应方程得W＝hν－Ek，根据W＝hνc知截止频率νc＝＝ν－。 题组3　康普顿效应和光的波粒二象性 9．(多选)下列有关光的波粒二象性的说法，正确的是(　　) A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同样的一种粒子 C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 D．康普顿效应表明光具有粒子性 解析：选CD。一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，有些行为(如光电效应、康普顿效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子；虽然光子与电子都是微观粒子，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子；光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，粒子性就越显著，故C、D正确，A、B错误。 10．(多选)频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，下列关于光子散射的说法正确的是(　　) A．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小 B．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大 C．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长 D．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率 解析：选CD。碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，A错误；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即ν＞ν′，再由c＝λ1ν＝λ2ν′，得到λ1<λ2，B错误，C、D正确。 11．在用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。该单色光的波长为λ，金属的极限波长为λ0，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的是(　　) A．光电子的最大初动能为－ B．λ>λ0 C．波长超过λ的光都不能使该金属发生光电效应 D．波长超过λ0的光都能使该金属发生光电效应 解析：选A。根据光电效应方程Ek＝hν－W0＝hν－hν0，又c＝νλ，可得光电子的最大初动能Ek＝－，故A正确；用某种频率的单色光照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，该单色光的波长为λ，金属的极限波长为λ0，则λ<λ0，故B错误；波长超过λ、小于λ0的光能使该金属发生光电效应，故C、D错误。 12.研究光电效应的电路图如图所示，用功率相同的单色光束a和b分别照射光电管的阴极K，当单刀双掷开关S置于2时，调节滑动变阻器的滑片P，电流表的示数I恰好为0时，光电管两端的电压满足Ua>Ub>0，设光子打出光电子的概率相同，下列说法正确的是(　　) A.单色光a的频率小于单色光b的频率 B．单刀双掷开关S空置时，光电流为0 C．单刀双掷开关S置于1时，光电效应的发生时间变短 D．单刀双掷开关S置于1时，a光束的饱和光电流小于b光束的 解析：选D。当单刀双掷开关S置于2时，两金属板间所加电压为反向电压，由题意可知单色光a对应的遏止电压大于单色光b对应的遏止电压，根据eU＝Ek＝hν－W0可知单色光a的频率大于单色光b的频率，故A错误；单刀双掷开关S空置时，由于光电管发生光电效应，有光电子从阴极K飞向阳极A，光电管与滑动变阻器形成闭合回路，光电流不为0，故B错误；当入射光频率大于金属的截止频率时，光电效应几乎是瞬时发生的，单刀双掷开关S置于1时，光电效应的发生时间不会变短，故C错误；用功率相同的单色光束a和b分别照射光电管的阴极K，由于单色光a的频率大于单色光b的频率，则单色光a的光子能量大于单色光b的光子能量，单位时间内a光照射的光子数小于b光照射的光子数，单位时间内a光照射溢出的电子数小于b光照射溢出的电子数，故a光束的饱和光电流小于b光束的，故D正确。 13．光子有能量，也有动量，动量p＝，它也遵守有关动量的规律。如图所示，真空中，有“∞”形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)。当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时的转动情况(俯视)，下列说法正确的是(　　) A．顺时针方向转动 B．逆时针方向转动 C．都有可能 D．不会转动 解析：选B。根据动量定理Ft＝mvt－mv0，由光子的动量变化可知黑纸片和光子之间的作用力小于白纸片和光子之间的作用力，所以装置开始时逆时针方向转动，B正确。 学科网（北京）股份有限公司 $