人教版（2019）选择性必修三 4.2 光电效应 同步练习 一、单选题 1．关于光电效应，下列说法正确的是（　　） A．极限频率越大的金属材料逸出功越大 B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应 C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小 D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 2．光电传感器是智能技术领域不可或缺的关健器件，而光电管又是光电传感器的重要 元件。如图所示，分别用频率为 va ，波长为 a 的 a 光和频率为 vb ，波长为 b 的 b 光照 射某光电管，测出对应的遏止电压之比为 1∶3，则（　　） A． B． va : vb  1 : 3 a : b  1: 3 C．用 a、b 光照射，对应逸出的光电子最大初动能之比为 1∶3 D．仅改加正向电压，对应形成的饱和光电流强度之比也为 1∶3 3．智能手机带有感光功能，可以自动调整屏幕亮度，其光线传感器的工作原理是光电 效应。在光电效应中，当一定频率的光照射某种金属时，实验得到的遏止电压 Uc 与入 射光的频率 的关系如图所示，其横截距为 a，纵截距为 b ，元电荷电量为 e。下列 说法正确的是（　　） A．遏止电压与入射光的频率成正比 B．金属的截止频率为 b C．金属的逸出功为 D．普朗克常量 h  eb ea b 4．两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体 上的光子数与第二束光在相同时间内打在物体表面上的光子数之比为 4∶5，则这两束光 的光子能量和波长之比为(　　) A．4∶5　4∶5 B．5∶4　5∶4 C．5∶4　4∶5 D．4∶5　5∶4 5．现有 a、b、c 三束单色光，其波长关系为 a  b  c ，用 b 光束照射某种金属时， 恰能发生光电效应。若分别用 a 光束和 c 光束照射该金属，则可以断定（　　） A．a 光束照射时，能发生光电效应 B．c 光束照射时，不能发生光电效应 C．a 光束照射时，释放出的光电子数目最多 D．c 光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最大 6．甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所 示。已知普朗克常量为 h，被照射金属的极限频率为ν 0 ，遏止电压为 Uc，电子的电荷 量为 e，则下列说法正确的是（　　） A．甲光的频率大于乙光的频率 B．甲光的强度等于乙光的强度 C．甲光照射时产生的光电子初动能均为 D．乙光的频率为 0  eU c eU c h 7．按照普朗克的能量子假说，微观粒子的能量是不连续的，每一份能量子的能量为 εhν  （其中 h=6.63×10-34 J� s ），那么，对应于 7.4×10-19J 的能量子，其电磁辐射的频 率和波长是（　　） A．1.34×10-7Hz，2.24×1015m B．2.68×10-7Hz，1.12×1015m C．2.24×1015Hz，1.34×10-7m D．1.12×1015Hz，2.68×10-7m 8．氢原子基态的能量为 E0，激发态能量 En= E0 n 2 （n=2、3、4......）。已知一群处于某 激发态的氢原子能发出 3 种频率的光，这三种频率的光照射到同一金属板上，而金属 板的截止频率恰好等于其中最小的频率的 1.2 倍。则从金属板上逸出的光电子的最大初 动能的最大值为（  ） 8 A．  E0 9 B．   3 E0 4 C．   13 E0 18 D．   7 E0 12 9．赫兹于 1887 年发现光电效应，爱因斯坦第一次成功地解释了光电效应，以下关于 光电效应的说法正确的是（　　） A．饱和电流与光电管两端加的电压有关，电压越大，饱和电流越大 B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C．遏止电压与光电子的最大初动能成正比 D．截止频率与金属的种类无关 10．如图所示，阴极 K 用极限波长 λ0=0.66μm 的金属铯制成，现用绿光照射阴极 K， 调整两个极板电压，当 A 极板电压比阴极高出 2.5V 时，光电流达到饱和，电流表示数 为 I=0.64μA，当 A 极板电压比阴极低 0.6V 时，光电流恰好为零，电子的电荷量 e=1.60×10﹣19C，以下说法正确的是（　　） A．每秒钟阴极发射的光电子数 6.4×1012 个 B．光电子飞出阴极时的最大初动能为 9.6×10﹣20J C．如果把照射阴极的绿光的光强增大为原来的 2 倍，饱和光电流仍然不变 D．现改用波长为 0.74μm 的红光照射，从阴极飞出的光电子的最大初动能会增大 二、填空题 11．____________现象证明光具有波动性，____________证明光具有粒子性，因而光 具有____________性． 12．用弧光灯照射锌板，锌板会带________电，这是由于锌板发射了________，光电 效应的规律是： （1）入射光频率必须________该金属的极限频率才能发生光电效应． （2）光电子的最大初动能与入射光的________无关，只随入射光的________增大而增 大． （3）光电流强度与入射光的________成正比． （4）光电子的发射几乎是________的． 13．光电效应实验中，以不同频率的光入射同一金属表面，并测量与各频率 ν 对应的 遏止电压 Uc，所得结果如图所示。若图线斜率为 k，电子电荷量为 e，则普朗克常量 h=________（用上述字母表示）。若用频率为 3×1014Hz 很强的入射光照射到该金属表 面________（选填“能”或“不能”）产生光电效应。   14．人们在研究光的本性时，做了如图所示的一个实验：将一块擦得很亮的锌板与验 电器相连，此时验电器的指针无偏转．在用紫外线灯照射锌板时，发现验电器的指针 发生了偏转．当用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近与锌板断开的验电器时，验电器的指针张 角增大，说明锌板带的是________电，也就是说在紫外线的照射下，锌板________ （选填“得到”或“失去”）电子． 三、解答题 15．对应于 3.4 �1019 J 的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？它是什么颜色 的？ 16．请查阅相关资料，分析各种金属逸出功的变化规律与化学中金属得失电子能力变 化规律有无关联。 17．如图是研究光电效应的实验电路图，M、N 为两平行正对半径为 R 的圆形金属板， 板间距为 d。 现用细光束光照射 N 极板的圆心时，发生光电效应。 调节滑片改变两板 间电压，发现当电压表示数为 UC 时，电流表示数恰好为零。 假设光电子只从极板圆 心处发出，已知电子量为 m，电量为 e，忽略场的边界效应和电子之间的相互作用。 求： （1）光电子的最大初速度； （2）交换图示电路中电源的正负极，电流达到饱和时的最小电压。 18．我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。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 出波长为  的光全部照射在 K 上，回路中形成电流，若将电压 U 正负极对调，回路中 电流恰好为 0.已知光速为 c ，普朗克常量为 h ，电子电荷量为 e ，电源内阻不计。 （1）每秒钟到达 K 极的光子数量 n ； （2）阴极 K 材料的逸出功为 W0 ； （3）求光电子到达 A 的最大动能 Ekm 。 参考答案： 1．A 【解析】 【详解】 A．逸出功与极限频率满足关系为 W0＝hυ0 所以极限频率越大的金属材料逸出功越大，故 A 正确； B．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，与入射光的照射时间无关， 故 B 错误； C．根据光电效应方程 Ekm＝hυ﹣W0 可知从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，说明照射光的频率越大，而金属的逸出 功由金属材料本身决定，是固定不变的，故 C 错误； D．入射光的光强一定时，频率越高，光子的能量越大，入射光中的光子的数目越少，单 位时间内逸出的光电子数就越少，故 D 错误。 故选 A。 2．C 【解析】 【详解】 C．根据动能定理有 eU C  0  Ek 解得 Ek  eU C 已知测出对应的遏止电压之比为 1∶3，则用 a、b 光照射，对应逸出的光电子最大初动能之 比为 1∶3，故 C 正确； AB．根据爱因期坦光电效应方程 Ek  hν  W0 可知入射光的频率之比不等于 1：3，所以波长之比也不等于 1：3，故 AB 错误； D．饱和光电流强度与遏止电压无关，与入射光的强度有关，故 D 错误。 故选 C。 3．C 【解析】 【详解】 A．由 eU c  Ekm  h  W0 得 W h Uc    0 e e 入射光的频率与遏止电压成线性关系但不是正比关系，故 A 错误； B．由公式 W0  hν 0 得金属的截止频率 0  a 故 B 错误； CD．结合图像得 k h b W0 b  ， e a e eb 故金属的逸出功 W0  eb ，普朗克常量 h  ，故 C 正确，D 错误。 a 故选 C。 4．C 【解析】 【详解】 两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，在相同时间内打到物体表面的光子数之 比为 4：5，根据 E=NE0 可得光子能量之比为 5：4；再根据 E0  hv  h c  光子能量与波长成反比，故光子波长之比为 4：5，故 C 正确，ABD 错误． 故选 C。 5．D 【解析】 【详解】 AB．波长关系为 λa＞λb＞λc，则 γa＜γb＜γc．b 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，a 光照射不能发生光电效应，c 光照射能发生光电效应。故 A 错误， B 错误。 C．放出的光电子数目与入射光的频率无关，由入射光的强度决定。故 C 错误。 D．根据光电效应方程 Ekm  h c  W0  知 c 光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最大。故 D 正确。 故选 D. 6．D 【解析】 【详解】 A．由光电效应方程可得，由图可知乙的遏制电压相同，则甲乙的频率相同，A 错误； B．根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较 大，B 错误； C．甲光照射时产生的光电子的最大初动能均为 eU c ，C 错误； D．根据 1 2 mv  hv  eU c 2 解得 v U c e  W0 eU  ν0  c h h D 正确。 故选 D。 7．D 【解析】