4.2 光电效应 课时对点练1 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第2节 光电效应 课时对点练1 基础对点练 一、选择题: 考点一　光电效应现象及实验规律 1.不带电的锌板和验电器用导线相连．若用甲灯照射锌板，验电器的金属箔片不张开；若用乙灯照射锌板，验电器的金属箔片张开，如图所示，则与甲灯相比，乙灯发出的光(　　) A．频率更高 B．波长更大 C．光强更强 D．速度更大 2．某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中，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．换用波长较长的光照射 3．下列关于光电效应现象的叙述中错误的是(　　) A．光电效应是指照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象 B．光电效应存在截止频率 C．照射光光强太小时不可能发生光电效应 D．光电效应几乎是瞬时发生的 4.利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则(　　) A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过 B．用红外线照射，电流表一定无电流通过 C．用频率为ν的可见光照射阴极K，当滑动变阻器的滑动触头P移到A端时，电流表中一定无电流通过 D．用频率为ν的可见光照射阴极K，当滑动变阻器的滑动触头P向B端滑动时，电流表示数可能不变 考点二　爱因斯坦的光电效应理论 5．2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量 h＝6.6×10－34 J·s，真空中光速c＝3×108 m/s) (　　) A．10－21 J B．10－18 J C．10－15 J D．10－12 J 6．用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J．已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为(　　) A．1×1014 Hz B．8×1014 Hz C．2×1015 Hz D．8×1015 Hz 7．(多选)三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1＞λ2＞λ3)．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是(　　) A．用光束1照射时，不能产生光电子 B．用光束3照射时，不能产生光电子 C．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多 D．用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大 8．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了6次实验的结果． 组 次 入射光子的 能量/eV 相对 光强 光电流大 小/mA 逸出光电子的 最大动能/eV 第 一 组 1 2 3 4.0 4．0 4．0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0．9 0．9 第 二 组 4 5 6 6.0 6．0 6．0 弱 中 强 27 40 55 2.9 2．9 2．9 由表中数据得出的论断中不正确的是(　　) A．两组实验采用了不同频率的入射光 B．两组实验所用的金属板材质不同 C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eV D．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大 9.(多选)用如图所示的实验装置研究光电效应现象．所用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动滑动变阻器的滑动触头c，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为零，则在该实验中(　　) A．光电子的最大初动能为1.7 eV B．光电管阴极的逸出功为1.05 eV C．开关S断开，电流表G示数为零 D．当滑动触头向a端滑动时，电压表示数增大 能力综合练 一、选择题: 10．(多选)如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知钨板的逸出功为4.5 eV.现分别用不同的光照射钨板(各光子的能量已在图上标出)，则图中有光电子到达金属网的是(　　) 11．如图所示，某种频率的光照射金属钡使一些电子从钡表面发射出来．为了测量这些电子的最大初动能，在钡表面上方放置一带电金属板，调节金属板电势，使所有电子均不能到达金属板(金属板电势低于钡表面)．若钡表面相对于金属板的最小电势差为3.02 V，已知金属钡的逸出功为2.50 eV，普朗克常量为6.63×10－34 J·s，可见光的波长范围为400～700 nm，则(　　) A．电子的最大初动能为2.50 eV B．照射光的频率约为1.33×1015 Hz C．所有电子返回钡表面时的动能都为3.02 eV D．可见光照射金属钡一定不会发生光电效应 2． 计算题： 12.如图所示是光电效应实验部分示意图．当用光子能量为hν＝3.1 eV的光照射其金属制成的极板K时，产生光电流．若K的电势高于A的电势，且电势差为0.9 V，此时光电流刚好截止．那么，当A的电势高于K的电势，且电势差也为0.9 V时，光电子到达A极时的最大动能是多大？此金属的逸出功是多大？ 尖子生选练 13．某学校科技活动小组设计了一个光电烟雾探测器(如图甲)，当有烟雾进入探测器时(如图乙)，来自光源S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面时会产生光电流，当光电流大于10－8 A时，便会触发报警系统报警．已知钠的截止频率为6.0×1014 Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s，则下列说法正确的是(　　) A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×10－7 m B．若光电管发生光电效应，那么光源的光变强时，并不能改变光电烟雾探测器的灵敏度 C．光电管C中能发生光电效应是因为光发生了全反射现象 D．当报警器报警时，钠表面每秒释放出的光电子最少数目是N＝6.25×1010个 参考答案： 1.答案　A解析　由题图可知，甲灯没有使锌板产生光电效应，但乙灯使锌板发生了光电效应，故乙灯发出的光频率更高，波长更短，光电效应发生与否与光强无关，同种介质中光的传播速度相同，故A正确，B、C、D错误． 2.答案　C解析　某单色光照射某金属时不能产生光电效应，说明该单色光的频率较低，光子能量较小；通过延长光照时间、增大光的强度，都不能产生光电效应；只有换用频率较高(或者波长较短)的光照射，才有可能使该金属产生光电效应．故选C. 3.答案　C解析　光电效应是指照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象，选项A正确；光电效应存在截止频率，当入射光的频率大于等于截止频率时才能发生光电效应，选项B正确；能否发生光电效应与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关，选项C错误；光电效应几乎是瞬时发生的，不需要时间积累，选项D正确． 4.答案　D解析　因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项A错误；因不知阴极K的截止频率，所以用红外线照射时，也可能发生光电效应，可能有电流通过，选项B错误；即使UAK＝0，电流表中也可能有电流通过，选项C错误；当滑动触头P向B端滑动时，UAK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，光电流达到最大，即饱和电流；若在滑动前，光电流已经达到饱和电流，那么即使增大UAK，光电流也不会增大，选项D正确． 5.答案　B解析　根据ε＝hν及c＝λν，得ε＝h＝6.6×10－34× J≈2×10－18 J，故选项B正确． 6.答案　B解析　设单色光的最低频率为ν0，由Ek＝hν－W0知 Ek＝hν1－W0,0＝hν0－W0，又知ν1＝ 整理得ν0＝－，解得ν0≈8×1014 Hz. 7.答案　AC解析　依据波长与频率的关系λ＝，λ1＞λ2＞λ3，那么ν1＜ν2＜ν3，由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而用光束3照射时，一定能产生光电子，故A正确，B错误；用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程Ek＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C正确，D错误． 8.答案　B解析　由于光子的能量E＝hν，又入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，A项正确；由爱因斯坦光电效应方程可得hν＝W0＋Ek，可求出两组实验的逸出功均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B项错误；由hν＝W0＋Ek，逸出功W0＝3.1 eV可知，若入射光子能量为5.0 eV，则逸出光电子的最大动能为1.9 eV，C项正确；相对光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，故D项正确． 9.答案　ABD解析　由题目可知，遏止电压Uc＝1.7 V，则光电子的最大初动能Ek＝eUc＝1.7 eV，A正确；根据光电效应方程可知，逸出功W0＝ε－Ek＝1.05 eV，B正确；断开开关S，光电效应依然发生，有光电流，光电管、电流表、滑动变阻器构成闭合回路，电流表中电流不为零，C错误；根据分压电路结构可知，当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电压表示数增大，D正确． 10.答案　BC解析　A中入射光的光子能量小于逸出功，则不能发生光电效应，故A错误．B中入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，电场对光电子加速，故有光电子到达金属网，故B正确．C中入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程Ek＝hν－W0＝3.5 eV，因为所加的电压为反向电压，大小为2 V，根据动能定理，知光电子能到达金属网，故C正确．D中入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程Ek＝hν－W0＝3.5 eV，所加的反向电压为4 V，根据动能定理知，光电子不能到达金属网，故D错误． 11.答案　B解析　对逸出的电子，由动能定理可得eUc＝Ek，故电子的最大初动能为Ek＝3.02 eV，故A错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0，可得照射光的频率为ν＝≈1.33×1015 Hz，故B正确；由于电子逸出时动能有大有小，故返回钡表面的速度不一定相同，动能也不一定相同，最大动能为3.02 eV，故C错误；钡的截止频率为νc＝≈6.03×1014 Hz，由题中数据，可见光频率的最大值为νm＝≈7.5×1014 Hz＞νc，故有部分可见光可以使钡发生光电效应，故D错误． 12.答案　1.8 eV　2.2 eV 解析　设光电子逸出时最大初动能为Ek，到达A极的最大动能为Ek′ 当A、K间所加反向电压为0.9 V时，由动能定理有eU＝Ek 得Ek＝0.9 eV 当A、K间所加正向电压为0.9 V时，由动能定理有eU′＝Ek′－Ek 得Ek′＝1.8 eV 由光电效应方程有Ek＝hν－W0 得W0＝2.2 eV. 13.答案　D解析　根据光电效应方程有Ek＝hν－W0＝h－hνc 则光源S发出的光波最大波长λmax＝＝ m＝5×10－7 m＝0.5 μm， 即要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于0.5 μm，选项A错误；光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，选项B错误；光电管C中能发生光电效应是因为照射光电管的光束能量大于其逸出功而使其发射出电子，选项C错误；光电流等于 10－8 A时，每秒产生的光电子的个数N＝＝个＝6.25×1010个，选项D正确． 学科网（北京）股份有限公司 $