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

**基本信息** 高中物理光电效应同步练，以“基础概念→规律应用→综合探究”分层设计，通过梯度化选择题与计算题结合，强化科学思维与实验分析能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|光电效应现象、发生条件|3道选择直接考查粒子性、电子逸出等核心概念，巩固物理观念| |提升层|实验规律、公式应用|5道选择结合遏止电压、饱和电流分析，强化科学推理| |综合层|图像分析、实际应用|8题（7选择+1计算）涉及光电流-电压图线、双光子吸收及火灾报警器等情境，突出模型建构与科学探究|

3.2.1 光电效 一、选择题 1．光电效应现象表明光（　　） A．是一种电磁波 B．具有波动性 C．具有粒子性 D．具有波粒二象性 2．当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时 A．锌板带负电 B．有正离子从锌板逸出 C．有电子从锌板逸出 D．锌板会吸附空气中的正离子 3．用单色光照射某种金属表面，有没有光电子逸出取决于入射光的（   ） A．频率 B．强度 C．照射时间 D．光子数目 4．在探究光电效应规律的实验中，用同一光电管在不同条件下获得了3条光电流与电压关系的图线如图所示，则（　　） A．丙光的截止频率最大 B．甲光的折射率最大 C．丙光的粒子性最显著 D．几种光在水中传播时，丙光的速度最大 5．用紫外光电管制作的火灾报警器的灵敏度非常高，其能够探测5 m远处的香烟头燃烧时火焰发出的紫外线，因此被称为“火焰发现者”，但它对太阳光（灯光）中的紫外线完全没有反应，因此在使用过程中不需要过滤任何太阳光（灯光）。已知光电管内部金属材料发生光电效应的极限频率为，太阳光（灯光）中紫外线的频率为，明火中紫外线的频率为，则（　　） A． B． C． D． 6．用如图甲所示的实验装置研究光电效应，电路中电源的正负极可以对调，用一定强度、频率为的激光照射阴极K时，得到的光电子遏止电压为，饱和电流为，如图乙所示。已知光电子的质量为m，所带的电荷量为，普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．阴极K的逸出功为 B．阴极K单位时间内射出的光电子数为 C．光电子的最大初速度为 D．阴极K的截止频率为 7．图甲为利用光电管研究光电效应的电路图，其中光电管阴极K的材料是钾，钾的逸出功为。图乙为实验中用某一频率的光照射光电管时，测量得到的光电管伏安特性曲线，当电压为时，光电流恰好为零。已知普朗克常量为h，光电子的电荷量为e。下列说法正确的是（    ） A．该实验的入射光频率为 B．该实验的光电子获得的最大初动能为 C．光电管两极间的正向电压越大，光电流越大 D．当入射光的频率小于时，仍可以发生光电效应 8．现在的智能手机大多带有光线传感功能，可以自动调整亮度，不仅能节省耗电量，还能保护我们的眼睛，光线传感器是根据光电效应的原理起作用的，下面关于光电效应的说法正确的是（　　） A．只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应 B．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C．光束通过窗口照射光电管发生了光电效应，调节加给光电管的反向电压达到遏止电压时，将不再有电子从光电管的阴极射出 D．若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小 9．用强激光照射金属时，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内可以吸收2个光子，图为使用同种频率的普通光源和强激光在同一光电效应实验装置中测得光电流与电压的关系图像，电子的电荷量为，图中和为已知量。下列说法中正确的是（    ） A．图线甲为普通光源照射时光电流与电压的关系图像 B．若增强对应图线乙的光源的照射强度，将要增大 C．图中 D．由题中信息可以求出该金属的逸出功 10．用图甲同一实验装置研究光电效应现象，分别用A、B、C三束光照射光电管阴极，得到光电管两端电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中A、C两束光照射时对应的遏止电压相同，均为。下列说法正确的是（    ） A．逃逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B．B光的频率最大 C．A光与C光的波长相等，但A光的强度比较弱 D．仅换波长更短的光照射阴极K，电流表的示数可能为0 11．研究光电效应所用电路如图所示。用不同频率、不同强度的光分别照射密封真空管中的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列说法正确的是（　　） A．用同一种光照射时，饱和光电流随入射光强度的增大而增大 B．光电流的大小与入射光频率成正比 C．遏止电压随入射光强度的增大而增大 D．入射光的强度越大，阴极K发射光电子的时间越短 12．用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量之间的关系.分别用三束光照射同一阴极K进行了三次实验，得到电流表示数I与电压表示数U之间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．入射光光子的能量①＞②＞③ B．光电子的最大初动能①＞②＞③ C．单位时间照射到K上的光子数①＞③ D．照射到K上时金属的逸出功②最大 13．如图所示为研究光电效应的实验电路图，初始时电压表、电流表的示数均为0，用某种单色光照射该光电管时，电流表的示数不为0，电压表的示数仍为0。下列说法正确的是（    ） A．向右移动滑动触头P，电流表的示数不可能为0 B．向右移动滑动触头P，电流表的示数可能为0 C．向左移动滑动触头P，电流表的示数一定是一直增大 D．向左移动滑动触头P，电流表的示数可能减小 14．在研究光电效应现象时，某同学设计了如图所示的电路，第一次用波长为λ的光a照射，调节P的位置，当电压表的示数为U时，电流表的示数刚好为零；第二次改用波长为的光b照射，调节P的位置，当电压表的示数为时，电流表的示数刚好为零。已知普朗克常量为h，光在真空中的速率为c，则阴极材料的逸出功为（　　） A． B． C． D． 15．在光学天文望远镜中，光电倍增管利用光电效应将微弱的光线信号转换为电子信号并进行放大。光电效应实验装置如图甲所示，用①、②、③三种单色光分别照射光电管的阴极K，得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示。则（　　） A．一切光照射到阴极K都能发生光电效应 B．测量Uc的大小时，滑片P应向a端移动 C．③光的频率小于①光的频率 D．②光的强度大于①光的强度 16．铝的逸出功是4.2 eV，现在将波长200 nm的光照射铝的表面．求： (1)光电子的最大初动能； (2)遏止电压； (3)铝的极限频率． 第3页 共4页 ◎ 第4页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 《3.2.1 光电效应》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C A C D B B D D B 题号 11 12 13 14 15 答案 A C B C B 1．C 【详解】光电效应现象是指，当有光照射到金属表面时，有光电子逸出，如果与外电路形成回路，就会形成光电流，所以光电效应现象表明光具有粒子性，所以C正确，ABD错误。 故选C。 2．C 【详解】紫外线照射锌板，发生光电效应，此时锌板中有电子逸出，锌板失去电子带正电．故C正确； 3．A 【详解】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率。 故选A。 4．C 【详解】A．对于同一光电管，阴极材料相同截止频率为定值，故A项错误； B．遏止电满足 可知入射光的频率越大所需遏止电压越大，故甲光与乙光频率相同且小于丙光的频率 所以 故B项错误； C．由之前的分析可知，有 所以有 因为波长越小粒子性越显著，所以丙的粒子性最显著，故C项正确； D．由于 结合之前可知，丙光的速度最小，故D项错误。 故选C。 5．D 【详解】由题意可知，明火中紫外线的频率大于金属材料发生光电效应的极限频率，即，明火中紫外线照射光电管时能产生光电效应；太阳光（灯光）中紫外线的频率小于金属材料发生光电效应的极限频率，即，太阳光（灯光）中紫外线照射光电管时不能产生光电效应，因此、、的大小关系为。 故选D。 6．B 【详解】A．根据光电效应方程有 根据最大初动能与遏止电压的关系有 解得 故A错误； B．由于饱和电流为，根据电流的定义式有 阴极K单位时间内射出的光电子数为 解得 故B正确； C．光电子的最大动能为 结合上述解得 故C错误； D．令截止频率为，则有 解得 故D错误。 故选B。 7．B 【详解】AB．根据 可得该实验的入射光频率为 该实验的光电子获得的最大初动能为 选项A错误，B正确； C．开始时光电管两极间的正向电压越大，光电流越大，但随着光电流增加，当达到饱和光电流时，随正向电压增加，光电流不再增大，选项C错误； D．由公式 可得，极限频率为 则入射光的频率小于时，不可以发生光电效应，选项D错误。 故选B。 8．D 【详解】A．波长越小，频率越高的光越容易发生光电效应，只有入射光的波长小于金属的极限波长才能发生光电效应，故A错误； B．根据 可知，发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，但不成正比，故B错误； C．反向电压达到遏止电压时，只要入射光频率大于光电管阴极材料的截止频率，都会有光电子从光电管的阴极射出，只是到达不了阳极，C错误； D．光照强度不变，则单位面积内光的能量不变，照射光频率越大，单个光子能量越大，则光子数越少，D正确。 故选D。 9．D 【详解】A．根据光电效应方程，普通光源照射时有 强激光照射时有 可知 根据动能定理有 可知越大，越大，故图线甲为强激光照射时光电流与电压的关系图像，故A错误； CD．由以上方程，可得 ， 解得 因 故 可知 故C错误，D正确； B．当增强对应图线乙的光源的强度时，仅使饱和电流增大，不影响，故B错误。 故选D。 10．B 【详解】A．由爱因斯坦光电效应方程有 可知，逃逸出的光电子的最大初动能与入射的频率有关，但不成正比，故A错误； B．当光电管加反向电压电流表示数刚好为0时有 所以 因为，所以，故B正确； C．由前面分析可知A光与C光频率相等，由 可知A光与C光的波长相等，由于A光照射时饱和电流大，所以A光的强度比较强，故C错误； D．仅换波长更短的光照射阴极K，波长更短，入射光的频率更大，一定能够发生光电效应，而图中所加电压为正向电压，所以电流表示数一定不为0，故D错误。 故选B。 11．A 【详解】A．在研究光电效应实验时，入射光频率一定时，饱和光电流大小由入射光强度决定，随入射光强度的增大而增大，故A正确； B．光电流的大小随入射光强度的增大而增大，与频率没有正比关系，故B错误； C．根据光电效应过程和动能定理可得 ， 可得 可知遏止电压取决于入射光的频率及逸出功，与光的强度无关，故C错误； D．光电效应的产生几乎是瞬时的，与光的强度无关，故D错误。 故选A。 12．C 【详解】AB．由爱因斯坦光电效应方程得 其中可以看出遏止电压与频率呈线性关系，频率越大，遏止电压越大，所以由图像可知，①光的频率等于③光的频率，③光的频率低于②光的频率，所以入射光光子的能量②＞①=③，光电子的最大初动能②＞①=③，故AB错误； C．由图可得，①光对应饱和光电流大于③光对应的饱和光电流，因为饱和光电流越大，单位时间内逸出的光电子数越多，且逸出的光电子数等于入射的光子数，所以单位时间照射到K上的光子数①＞③，故C正确； D．同一阴极K的逸出功相等，故D错误。 故选C。 13．B 【详解】AB．向右移动滑动触头P，光电管上加反向电压，当电压达到遏止电压时，电流表的示数为0，A错误，B正确； CD．向左移动滑动触头P，光电管上加正向电压，电流表的示数可能一直增大，也可能会先增大后不变，CD错误。 故选B。 14．C 【详解】根据题意，由光电效应方程有， 解得 故选C。 15．B 【详解】A．只有频率大于截止频率的光才可以发生光电效应，故A错误； B．Uc是遏止电压，测量遏止电压时，A，K两极上所加电压为减速电压，即K极电势比A极高，可知滑片P应向a移动，故B正确； C．根据， 可知遏止电压越大，频率越大，所以③光的频率大于①光的频率，故C错误； D．①、②光频率一样，饱和光电流由光强决定，所以②光的强度小于①光的强度，故D错误。 故选B。 16．(1)2.02 eV　(2)2.02 V　(3)1.01×1015Hz 【详解】(1)由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可得： Ek＝h－W0＝3.23×10－19J＝2.02 eV． (2)由eUc＝Ek，可得遏止电压． (3)由W0＝hν0得极限频率：． 答案第2页，共6页 答案第1页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 $