4.2光电效应 分层作业-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

4.2 光电效应 分层作业

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

A层

1．真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限频率分别为和）制成。现用频率为的单色光持续照射两板内表面，下列说法正确的是（　　）

A．该单色光能使铂金属板发生光电效应

B．两极板之间的最大电压等于

C．减小极板间距，最终电容器上的电荷量会增加

D．增大入射光的波长，金属板逸出的光电子最大初动能会增大

2．广东江门中微子实验室使用的是我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为，普朗克常量为，下列说法正确的是（　　）

A．该金属材料的截止频率为

B．若频率为的入射光能使该金属材料发生光电效应，则光电子的最大初动能为

C．若一定频率的入射光能使该金属材料发生光电效应，增加入射光的频率，则该金属材料也一定能发生光电效应

D．若一定频率的入射光不能使该金属材料发生光电效应，增加该光的入射强度，则可能使该金属材料发生光电效应

3．（多选）在光电效应的实验中，某同学发现使用较弱的红光照射某金属时不能发生光电效应，使用绿光照射该金属时能发生光电效应。下列操作中能使该金属发生光电效应的是（　）

A．使用更强的红光照射 B．使用黄光照射

C．使用蓝光照射 D．使用紫外线照射

4．（多选）如图所示是研究光电效应的实验装置，用绿光照射阴极K时能发生光电效应。关于该实验，下列说法正确的是（　　）

A．当滑片P与O点正对时，电压表示数为0，微安表示数不为0

B．当滑片P在O点左侧时，微安表示数一定为0

C．当滑片P从O点向右滑动的过程中，微安表示数一定一直增加

D．换用紫光照射阴极K也能发生光电效应

5．如图所示，一玻璃三棱柱截面为顶角的等腰三角形。一束波长的激光由空气垂直射入玻璃三棱柱，出射光相对于入射光的偏转角也为。出射光照射在逸出功的金属板上发生光电效应。已知普朗克常量，真空中光速。求：

(1)此玻璃三棱柱对该激光的折射率；（结果可用根号表示）

(2)金属板逸出光电子的最大初动能。（结果保留2位有效数字）

 

 

6．人眼对黄光的敏感度低于绿光，每秒需要约7个黄光光子射入瞳孔，眼睛才能有所察觉。这基于视觉阈值的光谱依赖性。现有一光源以功率P（未知）均匀地向各个方向发射波长为λ=580nm的黄光，假设瞳孔在暗处的直径为D=4mm，且不计空气对光的吸收。若已知人距离光源为200km，光速c=3×108m/s，普朗克常量为h=6.63×10−34J⋅s。求：

(1)每秒射入瞳孔引起视觉所需的最低能量；

(2)光源功率P至少为多少（保留两位有效数字）？

 

B层

7．如图甲为研究光电效应的实验电路，图乙横坐标为实验中AK间的电压电势高于K为正，纵坐标为入射光的频率，图乙中BC为平行于U轴的直线，CD是一条倾斜的直线，BCD沿轴向上的区域表示能产生光电流的区域。下列说法正确的是（　　）

A．BC对应的为滑片P在Oa之间的数据

B．CD对应的为滑片P在Ob之间的数据

C．电压为一定值时，仅增大光照强度，光电流可能会增大

D．BC段光照强度为一定值时，增大电压，光电流一定增大

8．（多选）我国科学家成功研制出氟化硼酸铵（ABF）晶体，首次实现直接倍频真空紫外激光158.9纳米输出，该晶体具有多项刷新纪录的卓越属性。下列说法正确的是（　　）

A．紫外激光从晶体射入空气中，波长增大

B．在同种介质中，紫外激光比红外线传播得更快

C．若红外线能使某金属发生光电效应，则紫外激光也一定能使该金属发生光电效应

D．用相同的双缝干涉实验装置完成干涉实验，紫外激光的相邻亮条纹间距比红外线的大

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。

 

C层

10．图甲为氢原子能级图，一群处于同一激发态的氢原子能发出10种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，其中只有3种光能够发生光电效应，有一种恰能发生光电效应，电压U与光电流之间的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　）

 

 

 

 

A．阴极K材料的逸出功为10.20eV

B．当滑片向右端移动时，光电流I一直增大

C．当乙图中电压表示数为零时，电流表示数一定为零

D．用三束光做杨氏双缝干涉实验，a光条纹间距最小

11．（多选）如图所示为一种光电效应实验装置，其中A为内壁镀银的真空玻璃球，阴极金属球C被玻璃球A包围且比A小得多，连接C的导线与镀银层不相连，连接微安表的导线与镀银层相连。初始状态，滑动变阻器滑片P处于中间位置。闭合开关后，用功率为4.95×10-5W、频率为5×10¹⁴Hz的单色光穿过小窗W照射到C上时发生光电效应，打到镀银层上的光电子全部被吸收，电流表的示数为0.24μA。已知材料C的极限频率=4×10¹⁴Hz，电子的电量e=1.6×10-19C，普朗克常量为h=6.6×10-34J·s，下列说法正确的是（　　）

A．滑片P向右移动，微安表示数逐渐增大

B．滑片P向左移动时，微安表示数保持不变

C．单位时间内，入射光的光子数为1.5×1012个

D．若电压表调到1.5V，单色光照射到C上时，镀银层上由于光电子的撞击引起的热功率P不可能大于4.6×10-7W

12．如图所示，真空中有一坐标系，在的空间中存在方向沿轴负方向，磁感应强度大小为的匀强磁场，在平面内紧靠轴放置一块荧光屏，荧光屏沿轴方向长度，沿轴方向宽度足够大，在处平行平面沿轴放置一根长度为、逸出功的金属细棒，现用频率的光从各方向照射金属棒，已知电子电荷量，质量，普朗克常量。求：

（1）金属棒上逸出的光电子的最大初动能；

（2）沿轴正方向逸出的光电子打中荧光屏时坐标最大值；

（3）光电子从金属棒逸出至打到荧光屏的最短时间；

（4）荧光屏上有光电子打到的区域面积。