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 解析版

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

【答案】A

【详解】A．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，借鉴了普朗克的量子观点，提出了光子说的理论，成功的解释了

光电效应的规律，故A正确；

B．根据爱因斯坦的光电效应方程

EkhvW

可知，光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系，不是正比关系，故B错误；

C．极限频率的存在，光的波动性不能解释的，但并不能否定光的粒子说，故C错误；

D．只有直接从金属表面逃逸出来的电子，克服内部原子核的引力及阻力所做的功最小，这个最小功称为逸出功，

故D错误。

故选A。

【点睛】本题重点考查光电效应实验的结论、规律以及爱因斯坦的光子说，考查考生的物理观念。

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

【答案】D

【详解】A．开始时，验电器带负电，用紫外线照射锌板后，锌板发生光电效应，锌板带正电，结果使验电器负电

荷中和后带正电，锌板带电荷量先减少后增加，所以验电器指针张角先减小后增大，故A错误；

B．验电器带正电是由于验电器上的电子转移到锌板上，锌板上的正电荷未转移，故B错误；

C．发生光电效应时，锌板有光电子逸出，失去电子，故C错误；

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，故D正确。

故选D。

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

【答案】D

【详解】根据光电效应的公式

EkmaxhW0

可知，要使光电子逸出从而产生光电流让电磁继电器工作，只能增大照射光的频率，则增加或减小黄光的强度都不

能使继电器工作；红光的频率小于黄光，也不能使继电器工作，蓝光的频率大于黄光，可使继电器工作，故D正确，

ABC错误。

故选D。

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2，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（）

111

A．vB．C．D．

234

【答案】B

【详解】根据光电效应方程可知，用频率为ν的光照射时，有

ν

EkhW0

用频率为2的光照射时，有

3Ek2hW0

两式联立可得

1

Wh

02

而

h0=W0

解得截止频率为

1

02

故选B。

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

W

B．铷的极限频率为0

h

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-W0

【答案】B

【详解】A．根据发生光电效应的条件可知，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，能否发生

光电效应与入射光的强度无关，故A错误；

B．铷的极限频率为

W

ν0

0h

故B正确；

C．光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，不影响发射出光电子的时间间隔，故C错误；

D．若用频率为的光照射铷发生光电效应，则逸出光电子最大初动能为h-W0，故D错误。

故选B。

6．（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

【答案】A

【详解】AB．根据光电效应方程，遏止电压与入射光频率的关系

-

eUcEkhvW0

入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大；光线2的遏止电压大于光线1的遏止电压，所以光线2的频率大于光

线1的频率，由

c

可知，光线1的波长大于光线2的波长，故A正确，B错误；

C．同一种金属，截止频率是相同的，故C错误；

D．在入射光频率相同的情况下，光强越大，饱和电流越大；光线1和光线2频率不同，光线1的光照强度不一定

大于光线2的光照强度，故D错误。

故选A。

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

19

I与电势差UAK满足图乙所示规律，电子的电荷量约为1.610C，关于该实验说法正确的是（）

A．光电子的最大初动能为0.64eV

B．每秒钟阴极逸出的光电子数约为41012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

【答案】B

【详解】A．由题图乙知，遏止电压为0.6V，则最大初动能为0.6eV，选项A错误；

B．由题图乙知，饱和电流为0.64μA，则一秒内逸出的光电子数约为

0.64106

n个41012个

1.61019

选项B正确；

C．由甲图可知，滑动变阻器滑片从图示位置向右滑动，光电管AK两极间电压增大，向左的场强增大，光电子受

到向右的电场力增大，若未达到饱和光电流，则电流计示数会增大，若已达到饱和光电流，则电流计示数不会增大，

选项C错误；

D．饱和光电流取决于单位时间内入射的光子数，改用紫光照射阴极后，若紫光的光照强度减弱，单位时间内光子

数可能比绿光少，饱和光电流也可能减小，选项D错误。

故选B。

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2.4×10-19J

D．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

【答案】C

【详解】A．若将滑片右移，加在光电管上的正向电压变大，由于光电流饱和后不再增加，所以光电流有可能增大，

有可能不变，故A错误；

B．若将电源反接，加在光电管上的电压变为反向电压，若反向电压小于遏止电压，则电路中仍有光电流产生，故

B错误；

C．从n=4能级向n=2能级跃迁时，辐射的光子能量为

hE4E22.55eV

若阴极的逸出功为1.05eV，则逸出的光电子最大初动能为

1919

EkmhW01.5eV1.51.610J2.410J

故C正确；

D．从n=4能级向n=2能级跃迁时，辐射的光子能量为2.55eV，依题意，说明阴极的逸出功为小于2.55eV，根据跃

迁规律，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时共辐射6种能量的光子，分别为0.66eV、2.55eV、12.75eV、

1.89eV、12.09eV、10.20eV，其中至少有4种大于阴极的逸出功，所以至少有4种光子能使阴极K发生光电效应，

故D错误。

故选C。

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<Ekb

B．两种光的频率νa>νb

C．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

【答案】A

【详解】A．由题图可得b光照射光电管时反向截止电压大，其逸出的光电子最大初动能大，即

EkaEkb

故A正确；

B．由光电效应方程

EkmhW0

可得b光照射光电管时反向截止电压大，其频率大，即

ab

故B错误；

C．金属的逸出功由金属本身决定，与光的频率无关，故C错误；

D．b光的频率大，光子能量大，若b光可以让处于基态的氢原子电离，则a光有可能让基态氢原子电离，并不是

一定可以，故D错误。

故选A。

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甲丙乙

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

【答案】C

【详解】A．根据图像可知，遏止电压关系有

Uc2Uc1

根据

eUcEkmaxhW0

可知

甲丙乙

故A错误；

B．截止频率由金属材料自身决定，由于用同一光电管，可知甲光对应的截止频率等于乙光对应的截止频率，故B

错误；

C．根据

eUcEkmaxhW0

可知甲、丙两种光所产生的光电子的最大初动能相同，故C正确；

D．光电子的动能在0Ekmax之间变化，可知甲、丙两种光所产生的光电子的动能不一定相同，故D错误。

故选C。

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0

D．阴极K材料的逸出功为5.75eV

【答案】D

【详解】A．由图丙可知，a光的遏止电压最大，即a光的频率最大，则a光照射光电管产生的光电子最大初动能

比c光大，但动能不一定比c光大，故A错误；

B．发出光的频率个数

2

nC46

可知该氢原子共发出6种频率的光，故B错误；

C．当加速电压为零时，由于光电子有动能，仍能进入电路，电流表示数不一定为0，故C错误；

D．a光是由能级4跃迁到能级1产生的光

haE4E112.75eV

根据光电效应方程

EkhaW0eU

阴极K材料的逸出功为

W05.75eV

故D正确。

故选D。

12．（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

c

D．光源S发出光的波长小于

0

【答案】D

【详解】A．发生光电效应的条件与光频率有关，与光照强度无关，A错误；

B．根据光电效应方程

Ekmhh0

可知，探测器探测到烟雾时，光电子的最大初动能与光源S发出的光的频率呈线性关系但不成正比，B错误；

C．若用极限频率更低的材料取代钠，则入射光的频率大于光电管阴极材料的极限频率，则探测器仍然可以工作，C

错误；

D．光照射到钠表面产生光电子，那么光源S发出的光的频率大于钠的极限频率ν0，根据光速、波长和频率的关系

c

c

则光源S发出光的波长小于，D正确。

0

故选D。

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Uc。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1的入射光照射时，也一定能发生光电效应

2

UUe

C．普朗克常量hc2c1

21

eUU

D．阴极K的逸出功为c12c21

21

【答案】C

【详解】A．从图乙可知遏止电压大小与入射光的频率为一次函数，不是正比例函数，故选项A错误；

B．用频率为1的入射光照射，不一定发生光电效应现象，故选项B错误；

2

C．根据光电效应方程得

EkmhW0

EkmeUc

得

hW

U0

cee

由乙图可得斜率为

hUU

c2c1

e21

故选项C正确；

D．根据光电效应方程得

eUc1h1W0

eUc2h2W0

解得

eUc21Uc12

W0

21

故选项D错误。

故选C。

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Uc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1、2、3，光子的能量分别为1.8eV、2.4eV、3.0eV，测得遏止电压分别为U10.8V、

U21.4V、U3（图乙中未知）。则下列说法正确的是（）

UU

A．普朗克常量可表达为h21

21

B．图乙中频率为3的光对应的遏止电压U32.0V

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2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

【答案】B

【详解】A．由光电效应方程

eUchW

可求得

eUeU

h21

21

故A错误；

C．由

eUchW

代入数据，得

W1.8eV0.8eV1.0eV

故C错误；

B．由

eU3h3W

代入数据，得

eU33.0eV1.0eV2.0eV

故B正确；

D．将电源的正负极对换，用频率为2的光照射阴极K时，加在光电管上的电压会使光电子加速，将滑片P向右滑

动一些，加速电压变大，电流表示数可能增大，也可能不变，故D错误。

故选B。

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

【答案】C

【详解】A．根据光电效应方程得

EkhvW0

当最大初动能为零时，恰好发生光电效应，甲金属的极限频率小于乙金属的极限频率，故A错误；

B．图像纵轴截距的大小为光电子的最大初动能，根据光电效应方程，图像纵轴截距由入射光频率决定，故B错误；

C．图像斜率大小为普朗克常量，与入射光和金属材料均无关系，故C正确；

D．用相同的光照射甲、乙两种金属材料发生光电效应时，根据光电效应方程，甲金属逸出的光子的最大初动能大

于乙金属逸出的光子的最大初动能，根据

eUcEk

可知

Uc甲Uc乙

故D错误。

故选C。

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

【答案】D

【详解】AB．若开关接1时，光电管加正向电压，滑片P向a端移动的过程中光电流可能先增大，达到饱和电流

后再不变，故AB错误；

CD．若开关接2时，光电管加反向电压，滑片P向a端移动的过程中，光电管两端反向电压增大，光电流一直减

小，最终可能为零，故C错误，D正确；

故选D。

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

【答案】D

【详解】A．红外线的频率与光电管极限频率的关系未知，所以用红外线照射时，电流表可能有电流通过，故A错

误；

B．若此时已达到饱和电流，则用强度相同，频率更大的光照射，电流表示数不会变大，故B错误；

C．频率为不变时，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中也有电流通过，故C错误；

D．若此时已达到饱和电流，则频率为不变时，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数不变，故D

正确；

故选D。

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:Uc₂

C．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

【答案】D

【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程结合动能定理可知

1

eUmv2hvW

c20

入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，由题图可知，a光的遏止电压大于b光的遏止电压，a光的波长大于

b光的波长，A错误；

B．根据爱因斯坦光电效应方程结合动能定理可知

1

eUmv2hvW

c2m0

a光与b光的光子能量之比不等于Uc₁:Uc₂，B错误；

C．在光的频率不变的情况下，所加正向电压越大，电流越大，当达到饱和电流后，再增加电压电流也不会增加，C

错误；

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，D正确。

故选D。

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Uc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Uc相同

B．入射光的频率v不同，光照强度不同，Ucv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

【答案】B

【详解】A．根据

EkmhW0

可知入射光的频率不同，电子的最大初动能不同，又

EkmeUc

所以

hνW

U0

cee

因此入射光的频率不同，遏止电压不同，故A错误；

h

B．Uv图像的斜率为，与入射光的频率和光照强度无关，故B正确；

ce

C．图甲所示电路中，必须把电源正负极反接过来，才能来验证光电流与电压的关系，即当电压增大到一定数值时，

电流计将达到饱和电流，故C错误；

D．根据

EkmhW0

可知光电子的最大初动能与光照强度无关，故D错误。

故选B。

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acb

C．三种光所对应的截止频率v0av0bv0c

D．三种光所产生光电子的最大初动能EkaEkbEkc

【答案】B

【详解】A．光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为遏止电压，光电子做减速运动，电源左端应为正极，右端

应为负极，A错误；

B．光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为遏止电压，由于a、c光对应的遏止电压相等，说明a、c光是同一

种光

eUc1haW0

eUc1hcW0

对b光有

eUc2hbW0

由于

Uc1Uc2

可知

acb

即单色光b的频率大于单色光a的频率，则三种光的波长关系acb，B正确；

C．截止频率由发生光电效应的金属板决定，故三种光照射同一极板所对应的截止频率一样，C错误；

D．由爱因斯坦光电效应方程得

EkmhW0eUc

由图像可知三种光所产生光电子的最大初动能EkbEkaEkc，D错误。

故选B。

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v

C．电子的最大初动能可能为2hv-W0

5hW

D．遏止电压U可能为U-0

C2ee

【答案】C

【详解】A．用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，说明入射光的频率过低，即使时间足够长也

不会有光电子从k表面逸出，选项A错误；

B．用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，说明阴极k的截止频率大于v，选项B错误；

C．若阴极吸收2个光子发生光电效应，则电子的最大初动能为

Ekm=2hv-W0

选项C正确；

D．若阴极吸收n个光子发生光电效应，则

EkmUCenhW0

遏止电压

nhW

U0

Cee

因为n取整数，则遏止电压UC不可能为

5hW

U-0

C2ee

选项D错误。

故选C。

【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1，波

＞

长为1，光子的能量为1，EUV光刻机产生的极深紫外线频率为2，波长为2，光子的能量为2。已知21，

则（）

A．12B．12C．12D．12

【答案】A

＞

【详解】AB．由于21，根据能量子公式

εhν

所以有

12

故A正确，B错误；

＞

CD．由于21，由公式

c

所以有

12

故CD错误。

故选A。

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1.5×1015Hz

B．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

【答案】B

【详解】A．太阳光中的紫外线频率主要在7.5×1014Hz~9.5×1014Hz，为避免太阳光中的紫外线干扰，K极材料的截

止频率应大于9.5×1014Hz，故A错误；

B．明火中紫外线的强度越大，产生的光电流越大，由欧姆定律

UIR

可知电压表的示数越大，故B正确；

C．电源左边接正极时，光电管上被施加反向电压，发生光电效应时到达阳极的光电子数减少，因此会降低报警装

置的灵敏度，故C错误；

D．电压表有没有示数与明火的照射时间无关，与明火中紫外线的频率有关，故D错误。

故选B。

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

【答案】D

【详解】AB．由图乙可知a光的遏止电压最大，c光的遏止电压最小，根据光电效应方程eUChW0，可知a光

的频率最大，c光的频率最小；由乙图可知a光的饱和光电流最小，c光的饱和光电流最大，光强大小无法判定，

故AB错误；

C．若色光b的强度减为原来的一半，但是b光的频率不变，则一定能发生光电效应，故C错误；

D．由于色光a的频率最大，由EkmhW0，可知色光a产生照射时，光电子的初动能最大，故D正确。

故选D。

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2.75eV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1.7V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1.05eV

B．光电子的最大初动能为1.05eV

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1.00eV的强光照射，电流表G可能满偏

【答案】A

【详解】B．由题目可知，遏止电压为

Uc1.7eV

故最大初动能为

EkeUc1.7eV

故B错误；

A．根据光电效应方程可知，逸出功为

W0EEk1.05eV

故A正确；

C．电源电压为反向电压，当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电压表示数增大，电流表中电流减小，故C

错误；

D．断开开关S，光电管、电流表、滑动变速器构成闭合回路，但光子能量为1.00eV，小于光电管阴极的逸出功1.05eV，

光电效应不会发生，没有光电流表，故D错误。

故选A。

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Uc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Uc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，Uc图像的斜率相同

【答案】D

【详解】A．根据光电效应方程有

EkmhW0

可知入射光的频率不同，电子的最大初动能不同，又

EkmeUc

所以

hW

U0

cee

因此入射光的频率不同，遏止电压不同，故A错误；

B．根据

EkmhW0

可知光电子的最大初动能与光照强度无关，故B错误

C．图甲所示电路中，必须把电源正负极反接过来，才能来验证光电流与电压的关系，即当电压增大到一定数值时，

电流计将达到饱和电流，故C错误；

h

D．U图像的斜率为，与入射光的频率和光照强度无关，故D正确。

ce

故选D。

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

【答案】A

【详解】A．光电倍增管正常工作时，倍增电极上能释放出更多电子，是被加速后的电子撞击激发后释放出的，并

不是因为光电效应，故A错误；

B．光电倍增管中增值的能量来源于相邻的两个倍增电极间的加速电场，故B正确；

C．在电场力的作用下，电子将向着电势高的位置运动，所以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，故C正确；

D．适当增大倍增电极间的电压，被加速的电子获得的动能更大，更有利于下一级电极上电子的电离，所以有利于

探测更微弱的信号，故D正确。

本题要求选择错误的，故选A。

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n4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12.75eV

B．光电管阴极K金属材料的逸出功为7eV

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

【答案】C

【详解】AB．大量处于n4激发态的氢原子跃迁时，发出的光子中，其中频率最高的光子，对应的能量为

Eh(0.85eV)(13.6eV)12.75eV

由光电效应方程可得

1

eUmv2hW

c2m0

由丙图可知截止电压为7V，代入数据可得光电子的最大初动能为

EkeUc7eV

阴极K金属材料的逸出功为

W05.75eV

故A、B错误；

C．这些氢原子跃迁时发出频率不同的光子种类数为6种，故C正确；

D．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则电子受到的电场力应向左，场强应向右，则可判断图乙中电源左侧

为正极，故D错误。

故选C。

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n4跃迁到能级n2产

生可见光I，从能级n3跃迁到能级n2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I

B．图乙中的U1、U₂满足关系（eU2U1）E4E3

C．使处于基态的氢原子跃迁至n4能级的电子动能EkE₄E₁

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

【答案】B

【详解】A．由能级图可知

E4E2E3E2

则可见光I的能量大于可见光Ⅱ的能量，由于能量更大的光子打到金属上，只要光的频率大于极限频率，就能发生

光电效应，光子能量越大，光电子获得的动能也越大，需要更大的反向电压来实现将光电子的动能转化为电场能，

可知图线a对应光的能量较小，图线b对应光的能量较大，所以图线a对应可见光Ⅱ，故A错误；

B．由光电效应以及能量守恒定律可知

E4E2U2ew0

E3E2U1ew0

由以上两式可得

E4E3e（U2U1）

故B正确；

C．原子吸收电子使处于基态的氢原子跃迁至n=4能级，由波尔能级理论可知，电子动能应满足

EkE4E1

故C错误；

D．使处于基态的氢原子跃迁至高能级的电子是实物粒子，实物粒子也具有波动性，只是不明显，故D错误。

故选B。

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0

B．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

【答案】C

【详解】A．当P移至最左端时，AK极间的电压为零，光电管、电流表组成闭合电路，发生光电效应时，逸出的

光电子具有初动能，会有光电流产生，电流表示数不为零，故A错误；

B．电压表示数增大，电流增大，当电压达到一定值时，电流达到饱和光电流，电流表示数不再增大，故B错误；

C．氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级，由高能级向低能级跃迁，释放出能量，放出光子，故C正确；

D．从n=5能级跃迁到n=3能级，释放的能量为

EE5E30.54eV(1.51eV)0.97eV<2.30eV

所以产生的光不能让图甲中的K极金属发生光电效应，故D错误。

故选C。

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eU1

eU

C．根据图像可知普照朗克常量h2

0

U

D．根据图像可知普朗克常量h