高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册光电效应习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册光电效应习题，共49页。试卷主要包含了光电效应的实验规律，爱因斯坦的光电效应理论，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
考点一、光电效应的实验规律
1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象．
2．光电子：光电效应中发射出来的电子．
3光电效应的实验规律
(1)存在截止频率：当入射光的频率低于截止频率时不(填“能”或“不”)发生光电效应．
(2)存在饱和电流：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大．
(3)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压Uc，且满足eq \f(1,2)mevc2＝eUc.
(4)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的．
考点二、爱因斯坦的光电效应理论
光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，其中h为普朗克常量．这些能量子后来称为光子．
2．逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的最小值，用W0表示．不同种类的金属，其逸出功的大小不相同(填“相同”或“不相同”)．
3．爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.
(2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的初动能Ek.
(3)Uc与ν、W0的关系
①表达式：Uc＝eq \f(h,e)ν－eq \f(W0,e).
②图像：Uc－ν图像是一条斜率为eq \f(h,e)的直线．
技巧归纳一：光电效应现象和光电效应方程的应用
(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率.
(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光.
(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关.
(4)光电子不是光子，而是电子.
2.两条对应关系
(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.
3.三个关系式
(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.
(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.
(3)逸出功与极限频率的关系W0＝hνc.
技巧归纳二： 光电效应图象四类图象
二：考点题型归纳
题型一：光电效应的规律
1．（2021秋·高二单元测试）光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。下列判断正确的是（ ）
A．锌板带正电，验电器带负电
B．将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角变大
C．使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板，验电器指针偏角变大
D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器指针偏角变大
2．（2022春·湖南益阳·高二校联考期末）研究光电效应的电路图如图1所示。某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电压的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图2所示，则下列说法正确的是（ ）
A．光电效应现象说明光具有波动性 B．甲光与乙光的频率不相同
C．丙光照射时金属的逸出功大于甲光照射时金属的逸出功 D．丙光的波长小于乙光的波长
3．（2022春·四川自贡·高二统考期末）关于光电效应，下列表述正确的是（ ）
A．光照时间越长，光电流越大B．不同的金属逸出功都是一样的
C．入射光足够强，就可以有光电流D．入射光频率大于极限频率时就能产生光电子
题型二：爱因斯坦的光电效应理论
4．（2023春·辽宁·高二校联考期中）在光电效应实验中，分别用频率为，的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为和、光电子的最大初动能分别为和。为普朗克常量。下列说法正确的是（ ）
A．若，则一定有B．若，则一定有
C．若，则一定有D．若，则一定有
5．（2023春·河北邯郸·高二涉县第二中学校联考期中）某探究小组的同学在研究光电效应现象时，利用a、b、c三束单色光照射同一光电管时所得到的光电流I与光电管两端所加电压U的关系如图所示。已知a、c两条图线与横轴的交点重合，下列说法正确的是（ ）
A．b照射光电管时，逸出光电子的最大初动能最大
B．a光频率比c光大
C．增大c光的光照强度，逸出光电子的最大初动能增大
D．若b光照射某金属发生光电效应，a光照射该金属也一定发生光电效应
6．（2023春·重庆沙坪坝·高二重庆南开中学校考期中）研究光电效应现象的实验电路如图所示，A，K为光电管的两个电极，电压表V、电流计G均为理想电表．已知该光电管阴极K的极限频率为，元电荷电量为e，普朗克常量为h，开始时滑片P、P′上下对齐．现用频率为的光照射阴极K，能发生光电效应，则（ ）
A．该光电管阴极材料的逸出功为
B．若加在光电管两端的正向电压为，则到达阳极A的光电子的最大动能为
C．若将滑片P向右滑动，则电流计G的示数一定会不断增大
D．若将滑片P′向右滑动，则当滑片P、P′间的电压时，电流计G的示数恰好为0
题型三：光电效应的函数图像问题
7．（2021春·广东江门·高二江门市培英高级中学校考期中）用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率的关系图象，图线与横轴的交点坐标为，与纵轴的交点坐标为，下列说法中正确的是（ ）
A．普朗克常量为
B．断开开关S后，电流表G的示数不为零
C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大
D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变
8．（2022春·贵州贵阳·高二统考期末）在某次光电效应实验中，测得遏止电压与入射光频率之间的关系图线如图所示，已知光电子的电荷量为，则下列说法正确的是（ ）
A．普朗克常量
B．普朗克常量
C．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
9．（2022春·江西九江·高二校联考期末）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2.6eV
D．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
题型四：不同的色光照射是否能发生光电效应
10．（2023春·河北邯郸·高二邯郸一中校考期中）赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现了光电效应现象，这一现象引起许多科学家关注并进行了研究。如图甲是研究光电效应规律的实验装置图，用波长580的黄光照射时恰好发生光电效应，现在用某种颜色的光照射阴极K，实验测得电流I与电势差满足图乙所示规律，已知普朗克常量，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0.64
B．入射光波长大于580
C．每秒钟阴极逸出的光电子数约为个
D．滑动变阻器滑片从图示位置向右滑动，电流计示数一定增大
11．（2022春·辽宁·高二校联考阶段练习）研究光电效应的电路图如图所示。某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流与、两极之间的电压的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等
B．对于不同种金属，若照射光频率不变，则逸出光电子的最大初动能与金属的逸出功呈线性关系
C．甲光照射光电管发出光电子的初动能一定小于丙光照射光电管发出光电子的初动能
D．单位时间内甲光照射光电管发出光电子比乙光的少
12．（2022春·河南·高二校联考阶段练习）如图所示是研究光电效应的实验装置，其中阴极K接到ab的正中间固定不动：①用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流，调节滑动变阻器使电流表示数恰好为零，此时电压表示数为；②用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流，调节滑动变阻器滑片使电流表示数恰好为零，此时电压表示数为。则（ ）
A．对情况①，滑片P向右滑动，电流表示数可减小为零
B．对情况②，滑片P向左滑动，电流表示数增大
C．电压表示数
D．若已知电子电荷量为e，由①②可求得普朗克常量
题型五：饱和光电流
13．（2021秋·高二单元测试）如图所示是光电效应实验的原理图。当频率为的可见光照射到阴极K上时，灵敏电流计中有电流通过，则下列正确的是（ ）
A．若换一束波长大一点的光照射，灵敏电流计一定没有电流通过
B．若换一束波长小一点的光照射，灵敏电流计一定有电流通过
C．将滑动触头P逐渐由A端移向B端时，灵敏电流计示数变大
D．调换电源两极，将滑动触头P逐渐由A端移向B端，灵敏电流计示数变大
14．（2022春·广东揭阳·高二统考期末）如图所示，用一光电管进行光电效应的实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生，下列说法正确的是（ ）
A．截止电压的大小与入射光的频率无关，仅与入射光的光强有关
B．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，饱和光电流变大
C．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
D．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大
15．（2022春·山东菏泽·高二期末）某实验小组的同学为了研究光电效应现象，设计了如图甲所示的电路，现用强度一定的某种色光照射K板，反复移动滑动变阻器的滑动触头，记录多组电压表（电压表的0刻度在表盘的正中央位置）以及电流表的示数，将得到的数据描绘在图中，得到的图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．欲测量饱和光电流大小应使滑动触头向左移动
B．K板的逸出功为0.6eV
C．光电子的最大初动能为0.6eV
D．如果仅增加光的强度，则图像与横轴的交点向左移动
题型六：额止电压
16．（2022春·四川广元·高二广元中学校考阶段练习）如图甲，在光电效应实验中，某同学用相同频率但光照强度不同的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压随射入光频率变化的函数关系图像。对于这两个光电管，下列判断正确的是（ ）
A．因为是相同频率的光，所以两次实验中遏制电压相同
B．甲图中开关断开时，不会产生光电流
C．两个光电管的图像的斜率相同
D．甲图中开关闭合时，将滑动变阻器滑片向右滑动，可能出现饱和电流
17．（2023秋·新疆哈密·高二校考期末）某同学在研究某金属的光电效应现象时，发现该金属逸出光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图所示。若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为和，已知电子所带电荷量为，由图线可以得到（ ）
A．该金属的逸出功为零
B．普朗克常量为，单位为·
C．当入射光的频率为时，逸出光电子的最大初动能为
D．当入射光的频率为时，遏止电压为
18．（2022春·山东威海·高二期末）某同学用如图甲所示电路研究光电效应中截止电压与入射光频率的关系，图像如图乙所示。电子的电量为e，下列说法正确的是（ ）
A．普朗克常量
B．该金属的逸出功为
C．入射光频率越高，金属的极限频率越高
D．入射光的频率为，电压表示数为时，增加入射光的强度，则电流表有示数
三：课堂过关精练
一、单选题
19．（2023春·湖北十堰·高二郧西县第一中学校联考阶段练习）在光电效应实验中，小明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的关系曲线甲、乙、丙，如图所示，下面分析正确的是（ ）

A．甲光的频率比乙的大B．乙光的频率比丙的大
C．甲光的频率比丙的大D．三种光的频率相等
20．（2023春·江苏南通·高二统考阶段练习）图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用a、b、c光照射光电管得到的图线。下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率大于c光的频率
B．b光的波长大于c光的波长
C．当开关断开时，电流表的示数为零
D．若光照强度相同，A、K间的正向电压一定，b光照射时饱和电流最小
21．（2023春·重庆沙坪坝·高二重庆一中校考期中）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
22．（2023春·陕西咸阳·高二统考期中）在研究光电效应规律的试验中，用三束光分别照射同一光电管得到三条光电流和电压的关系图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．光电子的最大初动能
B．光电子的最大初动能
C．三种光的频率关系是
D．三种光的频率关系是
23．（2023春·江苏盐城·高二江苏省响水中学校考阶段练习）在利用光电管探究光电效应规律的实验中，当用不同波长的光照射光电管的阴极时，测出光电管的遏止电压与对应入射光的波长。以遏止电压为纵坐标，人射光波长倒数为横坐标，作出图像如图所示。已知a、b为已知量，光电子的电荷量为e，光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A．光电管阴极材料的逸出功为be
B．普朗克常量为
C．波长的光照射光电管的阴极时，产生的光电流与成正比
D．波长的光照射光电管的阴极时，一定能发生光电效应
24．（2023春·山东青岛·高二青岛二中校考期中）如图所示，某同学用一定频率的入射光照射锌板来研究光电效应，则（ ）
A．任意光照射锌板都有光电子逸出
B．若发生光电效应，入射光频率越高，光电子的最大初动能越大
C．电子吸收光子的能量，需要积累能量的时间
D．入射光越强，单位时间内逸出的光电子数目一定越多
25．（2023春·江苏南京·高二南京市第一中学校考期中）从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压U与入射光频率，作出如图乙所示的图像，图像与横轴的交点坐标为（a，0），其反向延长线与纵轴的交点坐标为（0，-b），由此算出普朗克常量h。并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。下列说法正确的是（ ）
A．入射光的频率越大，a的值越大B．入射光的频率越大，b的值越大
C．图甲中极板A连接电源的正极D．由乙图可求出普朗克常量
四：高分突破精练
一、单选题
26．（2021秋·高二单元测试）在光电效应实验中，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，下列判断正确的是（ ）
A．三种光的强度甲>乙>丙
B．三种光的波长λ甲>λ乙>λ丙
C．三次实验中对应的逸出功W甲=W乙