人教版 (2019)选择性必修 第三册2 光电效应背景图课件ppt

4.2.1光电效应  同步练习

一、单选题

1．（2022·河南·焦作市第一中学高二期中）像增强器是能够把亮度很低的光学图像变为足够亮度图像的真空光电管。像增强器的简化原理如下：光照射光电管阴极时，由于光电效应而产生光电子，光电子经过相同电压加速，最后到达荧光屏上，引起荧光材料发光（电子能量越大，材料发光越强），形成图像。根据以上信息和所学知识判断下列说法正确的是（　　）

A．照射光的波长越小，荧光材料发出的光越亮

B．热成像夜视仪也利用了光电效应的原理

C．同一种光使阴极发生光电效应后，光电子到达荧光屏时的动能相等

D．射到光电管阴极的任何光都能使阴极金属发生光电效应

【答案】A

【解析】A．照射光的波长越小，频率越大，逸出光电子的初动能越大，经相同电压加速后到达荧光屏时的能量越大，荧光材料发出的光越亮，故A正确；

B．热成像夜视仪利用了热物体比冷物体的红外辐射强的原理，故B错误；

C．同一种光使阴极发生光电效应后，逸出光电子的最大初动能相等，但不一定所有光电子的初动能都相等，所以光电子最后到达荧光屏时的动能也不一定相等，故C错误；

D．只有频率大于阴极截止频率的光射到光电管阴极时才能使阴极金属发生光电效应，故D错误。故选A。

2．（2022·广东·模拟预测）分别使用光束做研究光电效应规律的实验，得到光电流随光电管两端电压的变化关系如图所示。正确的分析是（　　）

A．b与c光的频率相同

B．a比b光的遏止电压大

C．b与c光的强度相同

D．a与c光照射阴极产生的光电子最大初动能相同

【答案】A

【解析】ABD．由图可知，、两种光的遏止电压相等，光比、两种光的遏止电压小，根据爱因斯坦光电方程

以及

可得

可得

故A正确，BD错误；

C．由图可知：光的饱和光电流大于光的饱和光电流，可知b光的强度大于c光的强度，故C错误。故选A。

3．（2022·广东广州·二模）如图，电路中所有元件完好。当光照射光电管时，灵敏电流计指针没有偏转，其原因是（　　）

A．电源的电压太大 B．光照的时间太短

C．入射光的强度太强 D．入射光的频率太低

【答案】D

【解析】A．如图所示，电源正负极的连接使得光电子在电场中做加速运动，故无论电源电压多大不会让灵敏电流计指针没有偏转，A错误；

B．光电效应的发生是瞬间的，与入射光的照射时间无关，B错误；

CD．灵敏电流计指针未发生偏转，可能是未发生光电效应现象，即入射光的频率小于金属的截止频率（入射光的波长大于金属的极限波长），与光照强度无关，C错误，D正确。故选D。

4．（2022·安徽省桐城中学高三阶段练习）如图所示是研究光电效应的电路图，对于某金属用某一频率的黄光照射时，电流表指针发生偏转。则以下说法正确的是光束（　　）

A．通过电流表电流的方向是从下往上

B．将变阻器滑片向右移动，电流表的示数一定增大

C．将电源的正负极调换，变阻器滑片向右移动一些，电流表的读数可能不为零

D．若照射光采用频率较小的红光，经过长时间的照射，也一定会发生光电效应

【答案】C

【解析】A．光电子从下向上通过电流表，所以通过电流表电流的方向从上向下，故A错误；

B．将滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和光电流，则电流表的示数可能不变，故B错误；

C．将电源的正负极调换，仍用相同的黄光照射时，将滑动变阻器滑片向右移动一些，若此时的电压仍小于遏止电压，则电流表有示数，故C正确；

D．若采用红光照射，由于红光频率小于黄光，不一定能发生光电效应，故D错误；故选C。

5．（2021·广东·肇庆市实验中学高二期中）如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是（　　）

A．锌板带正电，验电器带正电

B．锌板带负电，验电器带负电

C．若改用红光照射锌板，验电器的指针一定也会偏转

D．若改用频率更低的紫外线照射锌板，验电器的指针一定会偏转

【答案】A

【解析】AB．用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电，B错误A正确；

C．红光的频率小于紫外线的频率，根据光电效应的条件可知若改用红光照射锌板，不一定能发生光电效应，所以验电器的指针不一定会发生偏转，C错误；

D．若改用频率更低的紫外线照射锌板，根据光电效应的条件可知频率更低的紫外线照射锌板不一定能发生光电效应，所以验电器的指针不一定会发生偏转，D错误。故选A。

6．（2022·湖北武汉·高三阶段练习）在研究光电效应的实验中，用a、b两束光分别照射同一光电管的阴极，得到两条光电流随电压变化的关系图线，如图所示a、b两光比较（　　）

A．a光的频率大

B．a光照射时阴极的逸出功大

C．a光照射时产生的饱和光电流大

D．a光照射时产生的光电子最大初动能大

【答案】C

【解析】AD．由图可知，a光的遏止电压小，根据

可知a光的最大初动能小，根据光电效应方程

可知a光的频率小，故AD错误；

B．同种金属的逸出功相同，与照射的光无关，故B错误；

C．由图可知，a光照射时产生的饱和光电流大，故C正确。故选C。

7．（2022·山西·长治市第一中学校高二期中）研究光电效应现象的实验装置如图（a）所示，用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K时测得相应的遏止电压分别为U1和U2，产生的光电流随光电管两端电压U的变化规律如图（b）所示。已知电子的质量为m，电荷量为-e，黄光和蓝光的频率分别为v1和v2，且v1<v2。则下列判断正确的是（　　）

A．U1>U2 B．图（b）中的乙线是对应黄光照射

C．根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率 D．用蓝光照射时，光电子的最大初动能为eU2

【答案】D

【解析】A．遏止电压越大，所对应的入射光频率越高，由光电效应方程

可知，入射光子频率越高，产生光电子最大初动能越大，则，A错误；

B．遏止电压越大，所对应的入射光频率越高，由光电效应方程

可知，入射光子频率越高，产生光电子最大初动能越大，所以乙线对应蓝光照射，B错误；

C．用蓝光照射时

用黄光照射时

联立可解出阴极K金属的逸出功，由

可算出阴极金属的K极限频率，C错误；

D．用蓝光照射时，光电子最大初动能

D正确。故选D。

8．（2022·河北·高三阶段练习）“微光夜视仪”是利用光电效应原理工作的一种仪器。被视物体反射的红外辐射照射在“银氧铯”阴极上激发出光电子，电子的电荷量大小为e，下列说法正确的是（　　）

A．红外辐射的频率可以很低，但辐射强度必须足够大才能发生光电效应

B．向右调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数将随电压表示数的增大而增大

C．保持红外辐射强度不变，提高红外辐射的频率，则饱和电流值将减小

D．调换电源正负极，调节滑动变阻器，电压表示数为时，电流表示数恰为零，则光电子逸出金属表面时的初动能为

【答案】C

【解析】A．若发生光电效应，入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率，故A错误；

B．电流表的示数会随着电压的增大而增大，但达到饱和电流值后，电压继续增大，但电流表示数不再变化，故B错误；

C．保持红外辐射强度不变但提高频率时，阴极上单位时间单位面积上接收到的光子数将减少，故而饱和电流变小，故C正确；

D．为光电子逸出金属表面时的最大初动能，但光电子的实际初动能可能小于，故D错误。故选C。

9．（2022·山西太原·二模）在研究光电效应中电子的发射情况与照射光的强弱、光的颜色的关系时，将a、b、c三束光照射到同一光电管的阴极上，得到的光电流与电压的关系如图所示，可知（　　）

A．a光的频率高于c光的频率

B．c光的频率高于b光的频率

C．单位时间内，c光入射的光子数大于b光入射的光子数

D．a光照射时逸出光电子的最大初动能可能比b光照射时的大

【答案】C

【解析】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，a光的频率等于c光的频率，c光的频率低于b光的频率，故AB错误；

C．由图可得，c光对应饱和光电流大于b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，所以单位时间内c光入射的光子数大于b光入射的光子数，故C正确；

D．因为最大初动能为，所以a光照射时逸出光电子的最大初动能一定比b光照射时的小，故D错误。

故选C。

10．（2022·安徽省舒城中学模拟预测）如图所示，分别用1、2两种材料作为K极进行光电效应探究，其截止频率，若保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像正确的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】A

【解析】根据光电效应方程，有

光电管两端电压对光电子做负功，有

联立，可得

易知，图像的斜率为，截距为，依题意，入射光相同，且，可得

即实验所得两种材料的图线斜率小于零，相互平行，且材料1对应的图线的纵轴截距较大。故选A。

二、多选题

11．（2022·河南省浚县第一中学高二阶段练习）用如图所示的装置演示光电效应现象，当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表的读数为，若改用更高频率的光照射，此时（　　）

A．将电池正的极性反转，则光电管中没有光电子产生

B．将电键S断开，则有电流流过电流表

C．将变阻器的触点向移动，光电子到达阳极时的速度必将变小

D．只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点向端移动，电流表的读数必将一直变大

【答案】BC

【解析】A．电流表有示数说明发生了光电效应，有光电子产生，光电管左侧是正极，右侧是负极，电场线向右，产生的光电子受向左的电场力，逸出后做加速运动，将电池正的极性反转，光电子逸出后做减速运动，也可能到达左极板，A错误；

B．将电键S断开，更高频率的光照射产生的光电子初动能更大，会匀速运动到左侧，有电流流过电流表G，B正确；

C．将变阻器的触点c向b移动，光电管两侧电压减小，电场力做功减小，光电子到达阳极时的速度变小， C正确；

D．当光强一定，光电流达到饱和时，即使再增大电管两端的电压，光电流也不会再增加，故即使电源的电动势足够大，将变阻器的触点c向a端移动，电流表G的读数不一定变大，D错误。故选BC。

12．（2022·北京·101中学高二期中）研究光电效应的实验规律的电路如图所示，加正向电压时，图中光电管的A极接电源正极，K极接电源负极；加反向电压时，反之。当有光照射K极时，下列说法正确的是（　　）

A．K极中有无光电子射出与入射光频率无关

B．光电子的最大初动能与入射光频率有关

C．光电管加反向电压时，可能也会有光电流

D．光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大

【答案】BC

【解析】A．K极中有无光电子射出与入射光频率有关，只有当入射光的频率大于K极金属的极限频率时才有光电子射出，A错误；

B．根据光电效应的规律，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，B正确；

C．光电管加反向电压时，只要反向电压小于截止电压，就会有光电流产生，C正确；

D．在未达到饱和光电流之前，光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大，达到饱和光电流后，光电流的大小与正向电压无关，故D错误；故选BC。

13．（2022·宁夏·青铜峡市宁朔中学高二期中）如图是研究光电效应的装置，用某一频率的光束照射金属板，有粒子逸出，则（　　）

A．逸出的粒子带正电

B．改变光束的频率，金属的逸出功随之改变

C．减小光束的光强，逸出的粒子初动能不变

D．减小光束的频率，金属板可能没有粒子逸出

【答案】CD

【解析】A．逸出的粒子是光电子，即电子，带负电，A错误；

B．金属的逸出功只有金属本身决定，与入射光无关，改变光束的频率，金属的逸出功保持不变，B错误；

C．根据光电效应方程可知逸出的粒子初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，减小光束的光强，逸出的粒子初动能不变，C正确；

D．减小光束的频率，可能使入射光的频率小于极限频率，故可能不会发生光电效应，则金属板可能没有粒子逸出，D正确。故选CD。

14．（2022·北京·北方交大附中第二分校高二期中）在光电效应实验中，小明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（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（　　）

A．甲光的频率大于乙光的频率

B．乙光的波长大于丙光的波长

C．乙光对应的截止电压大于丙光的截止电压

D．甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能

【答案】BD

【解析】A．分析I-U图像可知，图像与横轴的交点为截止电压，根据光电效应方程和动能定理可得

因此入射光的频率越高，对应的截止电压越大，对应的光电子最大初动能就越大，由图可知甲、乙光的截止电压相同，故甲、乙光频率相同，故A错误；

B．丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，根据波长与频率的关系可知，丙光的波长小于乙光的波长，故B正确；

C．由图可知丙光的截止电压大于乙光的截止电压，故C错误；

D．根据光电效应方程可知，入射光频率大的，逸出的光电子的最大初动能就大，丙光的频率大于甲光，因此丙光对应的光电子最大初动能大于甲光的光电子最大初动能，故D正确。

故选BD。