光电效应习题有答案

1、黑体辐射和能量子的理解、基础知识 1能量子(1) 普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值叫做能量子.34能量子的大小：尸hv,其中v是电磁波的频率，h称为普朗克常量.h= 6.63X 10 J s：2、光子说: (1)定义：爱因斯坦 提出的大胆假设。内容是：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子.光子的能量为= h v其中h是普朗克常量，其值为6.63X 101534J S：二、练习1、下列可以被电场加速的是(BA .光子B .光电子2、关于光的本性，下列说法中不正确的

2、是(A .光电效应反映光的粒子性B. 光子的能量由光的强度所决定C. 光子的能量与光的频率成正比)C. X射线D .无线电波B )D. 光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子对光电效应实验的理解一、基础知识(用光电管研究光电效应的规律)1常见电路(如图所示)2、两条线索(1) 通过频率分析：光子频率高 t光子能量大t产生光电子的最大初动能大.(2) 通过光的强度分析：入射光强度大T光子数目多T产生的光电子多 T光电流大.3、遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc.截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率).

3、不同的金属对应着不同的极限频率.(3) 逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功.、练习1、如图所示，当开关 S断开时，用光子能量为 2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表 读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于V时，电流表读数为零.(1)求此时光电子的最大初动能的大小;求该阴极材料的逸出功.答案 (1)0.6 eV (2)1.9 eV解析设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为Wo当反向电压达到 Uo= 0.60 V以后，具有最大初动能的光电子达不到

4、阳极，因此eUo =Ekm由光电效应方程知 Ekm = hv- Wo 由以上二式得 Ekm = 0.6 eV, Wd= 1.9 eV.2、如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为?o的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则(说明：右侧为正极)A 若换用波长为 M乃砂的光照射阴极 K时，电路中一定没 有光电流B .若换用波长为 烈?2力）的光照射阴极 K时，电路中一定有 光电流C.增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大D 若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生 答案 B解析用波长为的光照射阴极K，电路中有光电流，说明入射光的频率尸大于金/0属的极限频率，换用波长为入的光照射阴极K，因为入 b

5、根据v= C可知，波长为 入入的光的频率不一定大于金属的极限频率，因此不一定能发生光电效应现象，A错误；同理可以判断，B正确；光电流的大小与入射光的强度有关，在一定频率与强度的光照射下，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U的增加而增大，当 U增大到一定程度时，光电流达到饱和值， 这时即使再增大 U ,在单位时间内也不可能有更多 的光电子定向移动，光电流也就不会再增加， 即饱和光电流是在一定频率与强度的光照 射下的最大光电流，增大电源电压，若光电流达到饱和值，则光电流也不会增大，C错误；将电源极性反接，若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功，电路中仍有光电流产生，D错误.3

6、、（双选）如图所示,在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的 A单色光照射光电管时电流表指针会发生偏转B单色光照射时不发生光电效应(AC )A.A光的频率大于B光的频率B.B光的频率大于A光的频率C.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向bD.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a,而用另一频率的4、 如图所示，当电键 K断开时，用光子能量为 2.5 eV的一束光照射 阴极P,发现电流表读数不为零。合上电键 K，调节滑线变阻器，发现当 电压表读数 小于0.60 V时，电流表读数仍不为零； 当电压表读数大于或等 于0.60 V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为（

7、A）A . 1.9 eVB. 0.6 eVC. 2.5 eVD. 3.1 eV5、 2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德博伊尔和乔治史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件 （CCD）图象传感器他们的发明利用了 爱因斯坦的光电效应原理.如图3所示电路可研究光电效应规律. 中标有A和K的为光电管，其中 K为阴极，A为阳极.理想电流计可检测通过光电管的电流， 理想电压表用来指示光电管两端的电压. 现接通电源，用 光子能量为10. 5 eV的光照射阴极 K，电流计中有示数；若将滑动变阻器的滑片 P缓 慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为 6.0 V

8、;现保持滑片 P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为，若增大入射光的强度，电流计的读数（选填“为零”或“不为 零”）.（说明：左侧为正极）答案 4.5 eV 为零解析根据当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为U =6.0 V，由动能定理得eU = Ek；由爱因斯坦光电效应方程有Ek= E W,解得光电管阴极材料的逸出功为 Wo= 4.5 eV;若增大入射光的强度，电流计的读数仍为零.6、（2010江苏单科12C（1）研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极 A吸收，在电路中形成光电流.下列光电流I与

9、A、K之间的电压Uak的关系图象中，正确的是 7 如 O % ABCD解析 由于光的频率相同，所以对应的反向截止电压相同，选项A、B错误；发生光电效应时，在同样的加速电压下， 光强度越大，逸出的光电子数目越多， 形成的光电流越 大，所以选项C正确，D错误.答案 C7、（2010浙江理综16）在光电效应实验中， 飞飞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. 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D .甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初 动能答案 B

10、解析 由题图可知，甲、乙两光对应的反向截止电压均为Uc2，由爱因斯坦光电效应方程Ekm= hv Wo及一eUc2= 0 Ekm可知甲、乙两光频率相同， 且均小于丙光频率， 选项A、C均错；甲光频率小，则甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，选项D错误；乙光频率小于丙光频率，故乙光的波长大于丙光的波长，选项B正确.8、（2010天津理综8）用同一光电管研究 a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示则这两种光（）A 照射该光电管时 a光使其逸出的光电子最大初动能大B 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝

11、干涉，a光的相邻条纹间距大D .通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大答案 BC解析 由题图知，EkmaEkmb，故选项A错误；对同一光电管，由光电效应方程Ekm = h v 1lcW0，知vCb,故选项B正确；由入及 匸-知，频率越小，波ndv长越长，间距越大，即 AXaAxb，故选项C正确；因v v,能够发生光电效应B 如果vv,逸出光电子的最大初动能增大D.如果V2 V1,逸出光电子的最大初动能不受影响6、 （双选 ）发生光电效应时,若保持入射光强度不变,而增大入射光的波长,则（ BD ） A .光电流强度减小，光电子的最大初动能不变B .光电流强度不变，光电子的最大初动能减小C .光电

12、流强度减小，光电子的最大初动能减小D .光的波长增大到一定程度后，就不能发生光电效应7、 频率为V的光照射某金属时， 产生光电子的最大初动能为 Ekm.改用频率为2 v的光照射同 一金属，所产生光电子的最大初动能为 （h 为普朗克常量 ）（ C ）A . Ekm hvB . 2EkmC. Ekm hvD. Ekm2hv8、 （双选）已知能使某金属产生光电效应的极限频率为v,则（AB ）A .当用频率为2v的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B .当用频率为2v的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h vC.当照射光的频率 V大于V时，若V增大，则逸出功增大D .当照射光的频率 V

13、大于V时，若V增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍9、（双选 ）用一束绿光照射某金属，恰能产生光电效应，现在把入射光的条件改变，再照射这种金属.下列说法正确的是（ BD ）A 把这束绿光遮住一半，则可能不产生光电效应B .把这束绿光遮住一半，则逸出的光电子数将减少C.若改用一束黄光照射，则逸出的光电子数将减少D 若改用一束蓝光照射，则逸出光电子的最大初动能将增大10、（2012四川理综18）a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其 折射光束如图所示.用a、b两束光（）A 先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此 确定光是横波b光照射时也能逸出光电子b光不能进入空气，

14、则 a光也B 先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，则C.从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若不能进入空气D从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大答案 C解析光的干涉说明光是一种波，光的偏振说明光是横波，选项A错误由题图可知，光束a的折射角a大于光束b的折射角b.根据n = sin-，知两束光的折射率 nanb,频 sin i率v V,因此a光照射金属时恰能逸出光电子， b光照射时则不能逸出光电子，选项B1错误.根据临界角公式 sin C =和知两束光的临界角 Ca|E5 E2I，故选项D正确.Ek y图象的考查、基础知识 1、爱因斯坦光电效应方

15、程Ek = h v Woh v光电子的能量Wo：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功.Ek :光电子的最大初动能.2、由Ek v图象（如图1）可以得到的信息（1）极限频率：图线与 V轴交点的横坐标 v逸出功：图线与 Ek轴交点的纵坐标的值 E = Wo.（3）普朗克常量：图线的斜率k= h.二、练习1、如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k与入射光频率V的关系图象.由图象可知（）A .该金属的逸出功等于EB .该金属的逸出功等于 h vC.入射光的频率为 2v时，产生的光电子的最大初动能为Ed .入射光的频率为V时，产生的光电子的最大初动能为-答案 ABC

16、解析 由题图并结合 Ek= hv Wo得，Ek = hv E,故逸出功 Wo= E,故选项A对；当Ek= 0时，尸v,故E= h v,故选项B对；v 2 vc时，可得出Ek= E,故选项C对；当入射 光的频率为扌时，不发生光电效应，故选项 D错.2、如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线（直0.5）.由图可知（）线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为1.6X 1016解析图线在横轴上的截距为截止频率,A正确，B错误；由光电效应方程 Ek= hveV= 1.77 eV,D错误.W0可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为W0 = h vc =

17、34146.63 X 10 X 4.27X 10答案 AC1、已知锌的逸出功为m/s,求该紫外线的波长19=1.60 x 10 19 j).光电效应方程简单的计算63.34 eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为10 31 34X电子质量 me= 9.11 x 10 kg,普朗克常量 h = 6.63x 10 J s,1 eV答案 2.01 x 107 m解析 根据爱因斯坦光电效应方程hC= Wo+ mev2入2所以 匸 2.01 x 10_7 m.2、下表给出了一些金属材料的逸出功 .材料铯钙镁铍钛逸出功(1019 j)3.04.35.96.26.6现用波长为400 nm的单

18、色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克一 348常量 h= 6.63 x 10js；光速 c= 3.0 x 10 m/s)()A . 2种B . 3种C . 4种D . 5种答案 A解析要发生光电效应，则入射光的能量必须大于金属的逸出功，由题可算出波长为8C- 343.0 x 10一19400 nm 的光的能量为 E= h v h： = 6.63x 10xj= 4.97x 10 J,大于铯和入400x 10钙的逸出功所以 A选项正确.3、紫光在真空中的波长为4.5x 10 一7 m,问：(1) 紫光光子的能量是多少？用它照射极限频率为v= 4.62 x 1014 Hz的金属钾能否产生光电效应？若