4.2 光电效应 基础练习卷-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

光电效应基础练习卷 一、单选题 1．在光电效应实验中，用一束单色光照射某种金属表面，产生了光电流。下列叙述正确的是（　　） A．增大入射光的强度，逸出光电子的最大初动能一定增大 B．改用频率更高的光照射，可能不会产生光电流 C．减小入射光的频率，只要光强足够大，仍能发生光电效应 D．入射光波长必须小于某一极限值才能发生光电效应 【答案】D 【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程，可知逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，所以只增大入射光的强度，逸出的光电子的最大初动能不变，A错误； B．根据爱因斯坦光电效应理论可知，若改用频率更高的光照射，一定会产生光电效应，则必有光电流产生，B错误； C．当入射光的频率大于金属的截止频率时才能发生光电效应，若入射光的频率小于金属的截止频率，无论光照强度如何增大，都不能产生光电效应，C错误； D．根据光电效应理论可知，入射光的频率必须大于金属的截止频率时，方可产生光电效应，根据，对任何一种金属，都有一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长才能产生光电效应， D正确。 故选D。 2．用如图甲所示的电路研究光电效应，得到遏止电压Uc与照射光的波长关系如图乙所示，光在真空中的传播速度为c，电子的电量为e，下列说法正确的是（　　） A．普朗克常数等于 B．普朗克常数等于 C．光电管阴极的极限频率等于ac D．光电管阴极的极限频率等于 【答案】C 【详解】由光电方程得 即 结合图像得， 解得， 故选C。 3．如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应实验，其截止频率，改变入射光的频率，则遏止电压随光的频率的变化关系是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由，， 得 其中表示截止频率，所以两种材料对应的关系图像平行，又因，图像1在图像2上方。 故选A。 4．如图所示为光电管的结构及其工作原理图，当入射光照在管中金属板上时，电路中可以形成光电流。在某次光电效应实验中，用波长为和的光分别照射同一光电管，均发生了光电效应，对应的逸出功分别为和，所逸出的光电子的最大初动能分别为、，遏止电压分别为、，且，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．同一光电管的逸出功相同，故AB错误； C．根据， 可知，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程 由于最大初动能，则有，故D正确。 故选D。 5．在光电效应实验中，小李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、乙、丙），如图所示。则入射光的频率大小关系为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据光电效应方程以及反向遏止电压 方程联立可得 当入射光频率越高时遏止电压越大，则根据图像可得 故选D。 6．光电效应实验中，增大入射光强度但频率不变，则（　　） A．光电子最大初动能增大 B．饱和光电流增大 C．遏止电压增大 D．逸出功增大 【答案】B 【详解】A．光电子最大初动能由入射光频率和逸出功决定（），频率不变且逸出功不变，故最大初动能不变，A错误； B．饱和光电流与入射光强度成正比，增大光强度使单位时间逸出的光电子数增加，故B正确； C．遏止电压由最大初动能决定（），因最大初动能不变，故遏止电压不变，C错误； D．逸出功是金属材料的固有属性，与入射光无关，故D错误。 故选B。 7．用绿光照射某金属时没有光电子逸出，则下列措施中可能使该金属表面能逸出光电子的是（　　） A．换用黄光照射 B．换用蓝光照射 C．增大光的强度 D．延长光照时间 【答案】B 【详解】根据光电效应方程，能否产生光电子取决于入射光的频率是否大于金属的极限频率。绿光照射无光电子，说明绿光频率低于该金属的极限频率。 AB．黄光频率低于绿光，无法产生光电子，蓝光频率高于绿光，可能超过金属的极限频率产生光电子，故A错误，B正确； C．增大光强度仅增加光子数量，但频率不足仍无法产生光电子，故C错误； D．频率不足时，延长照射时间也不能够产生光电子，故D错误。 故选B。 8．某金属材料的截止频率为，现用频率为的单色光照射该金属，发现有光电子逸出。已知普朗克常量为h。则逸出光电子的最大初动能为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】该金属材料的逸出功为 由光电效应方程，得光电子的最大初动能为 联立解得。 故选C。 9．光电效应实验说明光具有（　　） A．粒子性 B．波动性 C．波粒二象性 D．能量连续性 【答案】A 【详解】光电效应是指当有光照射到金属表面时，有光电子逸出的现象。如果金属与外电路形成闭合回路，就会形成光电流，光电效应现象表明光具有粒子性。故选A。 10．激光打印机作为常用的办公设备，其核心部件需要用激光照射感光鼓，已知激光光子能量为E，普朗克常量为h，真空中光速为c，则该激光的波长λ为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】频率与波长的关系为 因为 联立解得 故选A。 二、多选题 11．下列说法正确的是（      ） A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 B．通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直 C．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线的波长依次减小 D．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为ε=hv 【答案】ABD 【详解】A．根据黑体辐射实验研究得出：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关。故A正确； B．根据右手螺旋定则可知，通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直。故B正确； C．电磁波谱按照波长从长到短排列顺序为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。故C错误； D．根据爱因斯坦的光子说，可知在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为 ε=hv 故D正确。 故选ABD。 12．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是（　　） A．只增大入射光的频率，金属逸出功将减小 B．只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变 C．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大 D．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短 【答案】BC 【详解】A．金属逸出功由金属本身性质决定，与入射光频率无关，故A错误； BC．根据爱因斯坦光电效应方程 只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变；只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大，故BC正确； D．光电效应具有瞬时性，只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将不变，故D错误。 故选BC。 13．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱而频率不变，则：（　　） A．有可能不发生光电效应 B．从光照射到金属表面上到发生光电效应的时间间隔将增加 C．光电子的最大初动能不变 D．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 【答案】CD 【详解】A．光电效应发生与否和光强无关，只和入射光的频率有关，A错误； BD．光强减弱只是影响光电效应单位时间内从金属表面逸出的光电子数目，但是不影响时间，B错误，D正确； C．光电子的最大初动能为 可知，当仅改变光强时，光电子的最大初动能不变，C正确； 故选CD。 14．在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象称为光电效应。如图所示，甲是研究光电效应的电路图，乙是光电流与电压的关系图像，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，电子从阴极K表面逸出后做减速运动 B．闭合开关，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动，电流表读数增大到某一值后不再增大 C．由图乙可知，③光子的频率大于①光子的频率 D．由图乙可知，①②是同种颜色的光，①的光强比②的小 【答案】BC 【详解】A．由图甲知光电管中的电场方向水平向右，电子从金属板逸出后，受到水平向左的电场力，电子做加速运动，A错误； B．向右移动滑动变阻器，光电管中电压增大，当光电管中的电流达到饱和光电流时，电流表示数将不再增大，B正确； C．根据光电效应方程 结合遏止电压 整理得 ③光子的遏止电压大于①光子的遏止电压，所以③光子的频率大于①光子的频率，C正确； D．①、②遏止电压相同，①、②频率相同，所以①、②是同种颜色的光，①的饱和光电流大于②的饱和光电流，①的光强比②的大，D错误； 故选BC。 15．下图为一光电管的工作原理图，光电管能把光信号转变为电信号。当波长为的光照射光电管的阴极K时，电路中有电流通过灵敏电流计，则（    ） A．用波长为的光照射阴极时，电路中一定没有光电流 B．用波长为的光照射阴极时，电路中一定有光电流 C．用波长为的光照射阴极时，电路中可能有光电流 D．将电源的极性反接后，电路中一定没有光电流 【答案】BC 【详解】AC．根据可知波长为或的光的频率虽小于波长为的光的频率，但有可能大于截止频率，电路中可能有光电流，故A错误，C正确； B．波长为的光的频率一定大于截止频率，电路中一定有光电流，故B正确； D．将电源的极性反接，光电子受到阻力，当所加反向电压小于遏止电压时，电路中仍然有电流，故D错误。 故选BC。 三、解答题 16．图甲为研究光电效应现象的实验电路图。现用频率为ν0的光照射阴极K，其光电流与光电管两端电压的关系图线如图乙所示，遏止电压大小为Uc，饱和光电流大小为I0。已知电子电量为e，普朗克常量h。求： （1）阴极K中逸出的光电子的最大初动能Ekm； （2）阴极材料的逸出功W0； （3）照射到阴极上的光的最小功率P。 【答案】（1）eUc；（2）hν0 - eUc；（3） 【详解】（1）由动能定理可知 Ekm = eUc （2）由光电效应方程 Ekm = hν0 - W0 解得 W0 = hν0 - eUc （3）设光照时间为t照射光的能量为 E = Pt，E = n∙hν0 又 I0t = n∙e 解得 P = 17．从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压与入射光的频率的关系，由此计算普朗克常量h，并与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。按照密立根的方法，我们利用图甲所示装置进行实验，得到某金属的图像如图乙所示，电子的电荷量e、图中和均已知。求： （1）金属的逸出功； （2）普朗克常量h； （3）当入射光的频率为时，逸出光电子的初动能范围。 【答案】（1）；（2）；（3）[0，] 【详解】（1）根据光电效应方程可知 变形得 结合图像信息可知，当时，金属的逸出功为 （2）由图可得图像的斜率 代入得 （3）根据光电效应方程可知 当时，光电子的最大初动能 因此初动能范围为[0，]。 18．图为研究光电效应的实验装置，某同学用频率为的光照射光电管，发现微安表有读数。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，此时电压表的示数为。已知电子的电荷量为，普朗克常量为。求： (1)用频率为的光照射光电管时，电子的最大初动能； (2)该光电管的截止频率 【答案】(1) (2) 【详解】（1）当微安表示数恰好为0时，说明具有最大初动能的光电子恰好不能到达阳极。因为光电子在电场中运动，电场力对其做负功，对其列动能定理方程有 所以电子的最大初动能为 （2）根据爱因斯坦光电效应方程有 解得该光电管的逸出功为 又因为逸出功与截止频率的关系为 所以该光电管的截止频率 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 光电效应基础练习卷 一、单选题 1．在光电效应实验中，用一束单色光照射某种金属表面，产生了光电流。下列叙述正确的是（　　） A．增大入射光的强度，逸出光电子的最大初动能一定增大 B．改用频率更高的光照射，可能不会产生光电流 C．减小入射光的频率，只要光强足够大，仍能发生光电效应 D．入射光波长必须小于某一极限值才能发生光电效应 2．用如图甲所示的电路研究光电效应，得到遏止电压Uc与照射光的波长关系如图乙所示，光在真空中的传播速度为c，电子的电量为e，下列说法正确的是（　　） A．普朗克常数等于 B．普朗克常数等于 C．光电管阴极的极限频率等于ac D．光电管阴极的极限频率等于 3．如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应实验，其截止频率，改变入射光的频率，则遏止电压随光的频率的变化关系是（    ） A． B． C． D． 4．如图所示为光电管的结构及其工作原理图，当入射光照在管中金属板上时，电路中可以形成光电流。在某次光电效应实验中，用波长为和的光分别照射同一光电管，均发生了光电效应，对应的逸出功分别为和，所逸出的光电子的最大初动能分别为、，遏止电压分别为、，且，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 5．在光电效应实验中，小李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、乙、丙），如图所示。则入射光的频率大小关系为（　　） A． B． C． D． 6．光电效应实验中，增大入射光强度但频率不变，则（　　） A．光电子最大初动能增大 B．饱和光电流增大 C．遏止电压增大 D．逸出功增大 7．用绿光照射某金属时没有光电子逸出，则下列措施中可能使该金属表面能逸出光电子的是（　　） A．换用黄光照射 B．换用蓝光照射 C．增大光的强度 D．延长光照时间 8．某金属材料的截止频率为，现用频率为的单色光照射该金属，发现有光电子逸出。已知普朗克常量为h。则逸出光电子的最大初动能为（　　） A． B． C． D． 9．光电效应实验说明光具有（　　） A．粒子性 B．波动性 C．波粒二象性 D．能量连续性 10．激光打印机作为常用的办公设备，其核心部件需要用激光照射感光鼓，已知激光光子能量为E，普朗克常量为h，真空中光速为c，则该激光的波长λ为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．下列说法正确的是（      ） A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 B．通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直 C．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线的波长依次减小 D．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为ε=hv 12．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是（　　） A．只增大入射光的频率，金属逸出功将减小 B．只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变 C．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大 D．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短 13．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱而频率不变，则：（　　） A．有可能不发生光电效应 B．从光照射到金属表面上到发生光电效应的时间间隔将增加 C．光电子的最大初动能不变 D．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 14．在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象称为光电效应。如图所示，甲是研究光电效应的电路图，乙是光电流与电压的关系图像，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，电子从阴极K表面逸出后做减速运动 B．闭合开关，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动，电流表读数增大到某一值后不再增大 C．由图乙可知，③光子的频率大于①光子的频率 D．由图乙可知，①②是同种颜色的光，①的光强比②的小 15．下图为一光电管的工作原理图，光电管能把光信号转变为电信号。当波长为的光照射光电管的阴极K时，电路中有电流通过灵敏电流计，则（    ） A．用波长为的光照射阴极时，电路中一定没有光电流 B．用波长为的光照射阴极时，电路中一定有光电流 C．用波长为的光照射阴极时，电路中可能有光电流 D．将电源的极性反接后，电路中一定没有光电流 三、解答题 16．图甲为研究光电效应现象的实验电路图。现用频率为ν0的光照射阴极K，其光电流与光电管两端电压的关系图线如图乙所示，遏止电压大小为Uc，饱和光电流大小为I0。已知电子电量为e，普朗克常量h。求： （1）阴极K中逸出的光电子的最大初动能Ekm； （2）阴极材料的逸出功W0； （3）照射到阴极上的光的最小功率P。 17．从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压与入射光的频率的关系，由此计算普朗克常量h，并与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。按照密立根的方法，我们利用图甲所示装置进行实验，得到某金属的图像如图乙所示，电子的电荷量e、图中和均已知。求： （1）金属的逸出功； （2）普朗克常量h； （3）当入射光的频率为时，逸出光电子的初动能范围。 18．图为研究光电效应的实验装置，某同学用频率为的光照射光电管，发现微安表有读数。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，此时电压表的示数为。已知电子的电荷量为，普朗克常量为。求： (1)用频率为的光照射光电管时，电子的最大初动能； (2)该光电管的截止频率 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $