人教版高中物理精讲精练-选择性必修3专题强化一：光电效应方程及其应用 原卷版

专题强化一：光电效应方程及其应用【题型归纳】题型一：光电效应规律1．（22-23高二下·安徽合肥·期末）下列说法正确的是（

）A．为了解释光电效应的实验规律，爱因斯坦借鉴了普朗克的量子观点，提出了光子说的理论B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．极限频率的存在，是光的粒子性无法解释的问题，因此光不具有粒子性D．某一频率的光照射到金属表面，电子吸收一个光子能量后，逃逸出来成为光电子。金属表面及内部的电子在逃逸出来的过程中克服原子核的引力及阻力所做的功称为逸出功2．（22-23高二下·北京东城·期末）把一块带负电的锌板连接在验电器上，验电器指针张开一定的角度。用紫外线灯照射锌板发现验电器指针的张角发生变化。下列说法正确的是（）

A．验电器指针的张角会变大B．锌板上的正电荷转移到了验电器指针上C．验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子D．验电器指针的张角发生变化是因为紫外线让电子从锌板表面逸出3．（22-23高二下·四川成都·期末）如图，电磁继电器是一种利用光电效应工作的仪器。当光照射到光电管阴极时，阴极会逸出光电子，此时放大器中有电流流过，进而使得电磁继电器工作，实现自动控制。若用黄光照射光电管阴极时，电磁继电器没有工作，则下列操作可能使电磁继电器工作的是（）

A．减小黄光的光照强度B．增大黄光的光照强度C．改用红光照射光电管阴极D．改用蓝光照射光电管阴极题型二：光电效应的极限频率和4．（22-23高二下·江西萍乡·期末）用频率为ν的光去照射某种金属，发生光电效应，若将光的频率变为，则光电子的最大初动能变为原来的3倍，则该金属的截止频率为（）A．v B． C． D．5．（22-23高二下·湖北·期末）铷原子失去电子非常容易，具有优良的光电特性，是制造光电池的重要材料。已知铷的逸出功为W0，普朗克常量为h，则下列说法正确的是（）A．只要入射光光照强度足够大，任何频率的光均能使铷发生光电效应B．铷的极限频率为C．用某频率光照射铷发生光电效应，光照强度越弱，光电子从铷表面逸出所需时间越长D．若用频率为的光照射铷发生光电效应，则逸出光电子动能均为h-W06．（21-22高二下·湖北·期末）在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到了两条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示。下面说法正确的是（）A．光线1的波长大于光线2的波长B．光线1的频率大于光线2的频率C．该光电管分别在光线1与光线2的照射下，其截止频率不同D．光线1的光照强度一定大于光线2的光照强度题型三：光电效应的饱和光电流和最大初动能7．（22-23高二下·重庆沙坪坝·期中）如图甲是研究光电效应规律的实验装置图，用绿光照射阴极K，实验测得电流I与电势差满足图乙所示规律，电子的电荷量约为，关于该实验说法正确的是（）A．光电子的最大初动能为B．每秒钟阴极逸出的光电子数约为个C．滑动变阻器划片从图示位置向右滑动，电流计示数一定增大D．如果改用紫光照射阴极K，饱和光电流一定变大8．（22-23高二下·吉林长春·期末）如图甲所示为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射如图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则（）

A．若将滑片右移，电路中光电流增大B．若将电源反接，电路中不可能有光电流产生C．若阴极K的逸出功为1.05eV，则逸出的光电子最大初动能为2.4×10-19JD．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光中只有4种光子能使阴极K发生光电效应9．（22-23高二下·北京海淀·期末）某实验小组用图甲所示电路研究a、b两种单色光的光电效应现象，通过实验得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知（）

A．光电子的最大初动能Eka<EkbB．两种光的频率νa>νbC．两种光分别照射时，金属K的逸出功不同，所以电子的最大初动能不同D．若b光可以让处于基态的氢原子电离，则a光一定也可以题型四：爱因斯坦光电效应方程10．（22-23高二下·山东烟台·期末）在利用光电管装置研究光电效应的实验中，某同学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，如图所示，下列说法中正确的是（）

A．三条曲线对应的三种照射光的频率大小关系为B．甲光对应的截止频率大于乙光对应的截止频率C．甲、丙两种光所产生的光电子的最大初动能相同D．甲、丙两种光所产生的光电子的动能相同11．（22-23高二下·广东梅州·期末）如图甲所示，大量处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时，能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙所示电路中的阴极K，只能得到3条光电流随电压变化的关系曲线，如图丙所示.下列说法正确的是（）

A．a光照射光电管产生的光电子动能一定比c光大B．该氢原子共发出3种频率的光C．滑动变阻器滑片滑到最左端时，电流表示数一定为0D．阴极K材料的逸出功为5.75eV12．（22-23高二下·广东清远·期末）某同学设计了一个烟雾探测器，其原理图如图所示，其中S为光源，C为光电管，它的阴极材料为金属钠。当有烟雾进入探测器时，S发出的光被烟雾散射进入光电管C。光射到光电管中的钠表面产生光电子，当光电流达到一定大小时，探测器触发报警系统报警。已知真空中的光速为c，钠的极限频率为ν0，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（）

A．光源S发出的光只要光照强度足够大，探测器一定可以正常工作B．探测器探测到烟雾时，光电子的最大初动能与光源S发出的光的频率成正比C．光电管的阴极材料不能用极限频率更低的材料取代D．光源S发出光的波长小于题型五：光电效应图像问题13．（22-23高二下·山东滨州·期末）如图甲是研究光电效应的实验原理图，用不同频率的光照射同一光电管的阴极K时，得到遏止电压。和入射光频率v关系的图像如图乙，e为元电荷。下列说法正确的是（）

A．从图乙可知遏止电压大小与入射光的频率成正比B．用频率为的入射光照射时，也一定能发生光电效应C．普朗克常量D．阴极K的逸出功为14．（21-22高二下·江西九江·期末）图甲为研究某金属材料的遏止电压与入射光频率的关系的电路图。用不同频率的光分别照射甲图中同一光电管的阴极K，调节滑片P测出遏止电压，并描绘Uc-关系图如图乙所示。已知三种光的频率分别设为、、，光子的能量分别为1.8eV、2.4eV、3.0eV，测得遏止电压分别为、、（图乙中未知）。则下列说法正确的是（）A．普朗克常量可表达为B．图乙中频率为的光对应的遏止电压C．该阴极K金属材料的逸出功为2.6eVD．将电源的正负极对换，仍用频率为的光照射阴极K时，将滑片P向右滑动一些，电流表示数变大15．（21-22高二下·河南郑州·期末）甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的函数关系分别如图所示。下列判断正确的是（）A．甲金属的极限频率大乙B．图像纵轴截距由入射光强度决定C．图中两图像的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系D．用相同的光照射甲、乙两种金属材料发生光电效应时，从两种材料逸出的光电子其反向遏止电压相等题型六：饱和光电流问题16．（22-23高二下·江苏淮安·期末）如图所示，为研究光电效应的装置，若用频率v的光照射光电管，阴极K有光电子逸出，则滑动变阻器的滑片P向a端移动的过程中（）

A．若开关接1时，光电流一直变大 B．若开关接1时，光电流一直减小，最终可能为零C．若开关接2时，光电流一直变大 D．若开关接2时，光电流一直减小，最终可能为零17．（22-23高二下·江苏南京·期末）利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则（

）

A．用红外线照射时，电流表一定没有电流通过B．用强度相同，频率更大的光照射，电流表示数变大C．频率为不变时，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过D．频率为不变时，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变18．（22-23高二下·辽宁大连·期末）利用图甲所示装置做光电效应实验，用a、b两种波长的光分别照射同一光电管，测得光电流和电压的关系如图乙所示。下列说法正确的是（

）

A．a光的波长小于b光的波长B．a光与b光的光子能量之比等于Uc₁:Uc₂C．在光的频率不变的情况下，所加正向电压越大，光电流就一定越大D．在光照条件不变的情况下，所加电压为零时，光电流并不等于零题型七：遏止电压问题19．（22-23高二下·贵州黔东南·期末）图甲是探究“光电效应”实验电路图，某光电管遏止电压随入射光频率v的变化规律如图乙所示。下列判断正确的是（

）

A．入射光的频率v不同，遏止电压相同B．入射光的频率v不同，光照强度不同，图像的斜率相同C．图甲所示电路中，当电压增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流D．增大入射光的光照强度，光电子的最大初动能一定增大20．（22-23高二下·河南郑州·期末）在光电效应实验中，小明用如图甲所示电路，研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射，得到了三条光电流和电压之间的关系曲线，如图乙所示。则下列说法正确的是（）

A．研究遏止电压时，电源左端应为负极B．三种光的波长关系C．三种光所对应的截止频率D．三种光所产生光电子的最大初动能21．（22-23高二下·重庆江津·期末）强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识，用强激光照射金属，一个电子极短时间内能吸收到多个光子而从金属表面逸出，如图为实验室进行光电效应实验装置。用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为v的强激光照射阴极k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压，在k、A之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大反向电压，当电压为U时，光电流恰好减小到零。（其中W0为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）下列说法正确的是（）

A．用频率为v的普通光源照射阴极k，只要时间足够长也有光电子从k表面逸出B．阴极k的截止频率小于vC．电子的最大初动能可能为2hv-W0D．遏止电压U可能为【专题强化】一、单选题22．（23-24高二上·江苏扬州·期末）某种捕蚊器采用蚊子喜爱的紫外线诱捕蚊子，它发射的紫外线的频率为，波长为，光子的能量为，EUV光刻机产生的极深紫外线频率为，波长为，光子的能量为。已知，则（）A． B． C． D．23．（21-22高二下·天津南开·期末）紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到阴极K时，电压表才有示数且启动报警装置。已知太阳光中紫外线频率主要在7.5×1014Hz~9.5×1014Hz，而明火中紫外线频率主要在1.1×1015Hz~1.5×1015Hz。下列说法正确的是（）A．为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于1.5×1015HzB．明火中紫外线的强度越大，电压表的示数越大C．电源左边为正极有利于提高报警装置的灵敏度D．只有明火照射到K极的时间足够长，电压表才会有示数24．（22-23高二下·内蒙古呼和浩特·期末）a、b、c不同频率光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，测得3条电流随电压变化的图像如图乙所示，则下列推断正确的是（）

A．色光c的频率最小、光强最大B．色光a的频率最大、光强最弱C．若色光b的强度减为原来的一半，则可能不再会发生光电效应D．色光a产生照射时，光电子的初动能最大25．（22-23高二下·广东广州·期末）用如图所示的实验装置研究光电效应现象。用光子能量为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，移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于时，电流表示数为零，则在该实验中（）

A．光电管阴极的逸出功为B．光电子的最大初动能为C．若开关S闭合，当滑动触头向a端滑动时，电流表G示数可能增大D．若开关S断开，用光子能量为的强光照射，电流表G可能满偏26．（22-23高二下·辽宁·期末）图甲是探究“光电效应”实验的电路图，光电管遏止电压随入射光频率的变化规律如图乙所示。下列判断正确的是（）

A．入射光的频率不同，遏止电压相同B．只要入射光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同C．如图甲所示的电路中，当电压增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流D．入射光的频率不同，光照强度不同，图像的斜率相同27．（22-23高二下·辽宁·期末）光电倍增管是进一步提高光电管灵敏度的光电转换器件。管内除光电阴极和阳极外，两极间还放置多个瓦形倍增电极。使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此来加速电子。如图所示，光电阴极受光照后释放出光电子，在电场作用下射向第一倍增电极，引起电子的发射，激发出更多的电子，然后在电场作用下飞向下一个倍增电极，又激发出更多的电子，如此电子数不断倍增，使得光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多，可用来检测微弱光信号。下列说法错误的是（）

A．光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上都发生了光电效应B．光电倍增管中增值的能量来源于相邻两倍增电极间的加速电场C．图中标号数字较大的倍增电极的电势要高于标号数字较小的电极的电势D．适当增大倍增电极间的电压有利于探测更微弱的信号28．（22-23高二下·陕西宝鸡·期末）如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（

）

A．光电子的最大初动能为B．光电管阴极K金属材料的逸出功为C．这些氢原子跃迁时共发出6种频率的光D．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极29．（22-23高二下·浙江嘉兴·期末）一群处于基态的氢原子，在大量电子的碰撞下可跃迁至不同的激发态，处于不同激发态的氢原子又在向低能级跃迁时产生不同频率的光子。如图甲所示，氢原子从能级跃迁到能级产生可见光I，从能级跃迁到能级产生可见光Ⅱ。图乙是光Ⅰ、光Ⅱ对同种材料照射后发生光电效应产生的光电流与电压关系图。已知元电荷电量为e，下列说法正确的是（）

A．图乙的图线a对应光IB．图乙中的U1、U₂满足关系C．使处于基态的氢原子跃迁至能级的电子动能D．使处于基态的氢原子跃迁至高能级的电子是实物粒子，没有波动性30．（22-23高二下·北京丰台·期末）图甲是研究光电效应的电路图，K极金属的逸出功为2．30eV。图乙为氢原子能级图。下列说法正确的是（

）

A．当P移至与最左端时，电流表示数一定变为0B．电压表示数增大，电流表示数一定增大C．氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级，放出光子D．从n=5能级跃迁到n=3能级产生的光能让图甲中的K极金属发生光电效应31．（22-23高二下·山东聊城·期末）光电传感器是一种将光信号转换为电信号的装置，很多光电传感器都利用了光电效应原理，如光敏电阻等。图甲是某校兴趣小组用光电效应测量阴极材料逸出功的电路图，实验中调节滑动变阻器滑片的位置使电流表示数恰好为零，记录下此时入射光的频率ν和电压表示数U。改变入射光的频率，重复上述步骤获取多组数据，做出如图乙所示U-ν图像，已知电子的电荷量为e。下列说法正确的是（）

A．当电流表示数变为零后，增加入射光的强度，电流表示数将不再为零B．阴极材料的逸出功为eU1C．根据图像可知普照朗克常量D．根据图像可知普朗克常量二、多选题32．（22-23高二下·河北唐山·期末）如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（）

A．电子的最大初动能为7eV，光电管阴极K金属材料的逸出功为5.75eVB．电子的最大初动能为5.75eV，光电管阴极K金属材料的逸出功为7eVC．增加入射光的光照强度，丙图中光电流的最大值变大D．增加入射光的光照强度，丙图中遏止电压值变大33．（22-23高二下·山东威海·期末）如图所示为研究光电效应的实验装置，当用能量为的光照射涂有某种金属的阴极K时，电流表有示数。若阴极K与阳极A间的电势差，电流表示数刚好为零，电子的电荷量为e。下列说法正确的是（）

A．从金属表面逸出的光电子的最大初动能为B．此金属的逸出功为C．将P向右移动，电流表的示数可能先增大后不变D．将P向右移动，从金属表面逸出的光电子的最大初动能增加34．（22-23高二下·辽宁丹东·期末）“微光夜视仪”是利用光电效应工作的一种仪器，当夜间物体反射的低亮度的光，照到阴极时产生光电子，这些光电子经过几十万倍的放大后投射到荧光屏上成像，便于夜间侦察、观测等工作。产生光电子的原理如图所示，阴极K由逸出功为W0的某金属构成，当某一频率的光照射到阴极时，微安表有示数，普朗克常量为h，下列说法正确的是（）

A．只有光照强度足够大才能发生光电效应B．若增大入射光频率，微安表示数一定增大C．若光照频率小于，则不能发生光电效应D．阴极K接电源正极，微安表示数可能不为零35．（22-23高二下·辽宁沈阳·期末）如图甲为氢原子的能级图，现用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为的三条谱线，现用这三种频率的光去照射图乙的光电效应的实验装置，其中只有a、b两种光能得到图丙所示的电流与电压的关系曲线，已知图乙中的阴极材料是图丁所给材料中的一种，丁图是几种金属的逸出功和截止频率。已知以下说法正确的是（）

A．一定有B．图乙中的阴极材料一定是钾C．图丙中的b光照射阴极时每秒射出的光电子数大约个D．a光是从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光36．（22-23高二下·天津·期末）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于的激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有a、b两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测量得到的光电流I与电压U的关系曲线如图丙所示，则（）

A．a光光子的能量大于b光光子的能量 B．b光产生的光电子的最大初动能C．阴极K的逸出功 D．a光的反向遏止电压37．（22-23高二下·山东潍坊·期末）如图所示，A、K为光电管的两个电极，阴极K由极限频率为的钾制成，电压表V、电流计G均为理想电表。现用波长为的光照射阴极K发生光电效应，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，电子的电荷量为e。则下列说法正确的是（）

A．阴极K能发生光电效应，说明光具有粒子性B．若电源N端为正极，将滑片P缓慢向右滑动，从K板逸出的光电子最大初动能一定增大C．若电源M端为正极，电压表示数为时，则电流表的示数恰好为0D．若光电管两端的正向电压为U，则光电子到达A的最大动能为三、填空题38．（22-23高二下·陕西宝鸡·期末）研究光电效应实验的电路如甲图所示，实验中光电流与电压的关系如乙图所示。乙图中①、②两束入射光较强的是光束（选填“①”或“②”）；光束①比光束③的频率（选填“大”或“小”或“相等”）；用光束①照射K极时，逸出的光电子的最大初动能Ek=(已知电子电量为e)；若把光束①换成光束③照射K极，则K极的逸出功(选填“变大”或“变小”或“不变”)。39．（22-23高二下·河南焦作·期末）某同学要探究“光电效应”的实验规律，根据实验需要设计了部分电路如图1所示。图中A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的截止频率为ν0，元电荷为e，普朗克常量为h。

（1）请你将该同学的电路图连接