光电效应习题(有答案)..

1、1黑体辐射和能量子的理解一、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.能量子的大小：s=hvs=hv，其中 v是电磁波的频率，力称为普朗克常量.力=6.63X 1034J-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.光子的能星为=如，其中力是普朗克常量，其值为 6.63X10 FJs.二、练习1、下列可以被电场加速的是(B )A.光子B.光电子C. X射线D.无线电波2、关于光的

2、本性，下列说法中不正确的是(B )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左C.光子的能疑与光的频率成正比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7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)U常见电路(如图所示)2、两条线索(1)通过频率分析：光子频率高一光子能量大一产生光电子的最大初动能大通过光的强度分析：入射光强度大_光子数目多一产生的光电子多一光电流大.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 0.(2) 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).不同的金属对应

3、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.二.练习1、如图所示，当开关 S断开时，用光子能咼为 2 5cV的一朿光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上开关，调肖滑动变阻器，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 0.60 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；(2)求该阴极材料的逸出功. 答案(1)0.6 eV 1.9cV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 Ekmr阴极林科逸出功为 Wb当反向电压达到 S 二 0.60 V以后r具有最大初动能的

4、光电子达不到阳极,因此Ekm由光电效应方程知 Ekm二力必3由以上二式得 Ekm= 0.6 eV，呢）二 1.9 eV.2、如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为 2。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. 若换用波长为山加）的光照射阴极 K时，电路中一立没 有光电流B. 若换用波长为 A2（；.2qj）的光照射阴极 K时，电路中一左有 光电流C. 增加电路中电源电压，电路中光电流一左增大D. 若将电源极性反接，电路中一泄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 v 二二大于金属的极限频率，换用波长为 2,的光照射阴极

5、K ,因为几也r根据 v 二：可知，波长为 2,的光的频率不一定大于金属的极限频率r因此不一定能发生光电效应现象，A错误；同理可以判断冷正确；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r光电流与电压之间的关系为：开始时r光电流随电压U U的增加而增大，当増大 到一走程度时，光电流达到饱和值，这时即使再增大u u,在单位时间内也不可能有更多 的光电子走向移动，光电流也就不会再增加,即饱光电流是在一走频率与强度的光照 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

6、，D错误.3、（双选）如图所示.在硏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，而用另一频率的 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 a44、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 0.60V时， 电流表读数仍不为零： 当电压表读数大于或等于 0.60V时，电流

7、表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为（A）A.1.9 eVB 0 6cVC 2.5 eVD 3cV5、2009年诺贝尔物理学奖得主威拉徳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.图 中标有A和 K的为光电管，英中 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笛两端的电 压现接通电源，用光子能量为 10 5 eV 的光照射阴极 K,电流讣中有示数：若将滑动变阻器的滑片P P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位宜时电流讣的读数恰好为零，读出此时电

8、压表的示数为 6.0 V；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 U = =6.0 V ,由动能走理得 也二瓦；由爱因斯坦光电效应方程有价二肌，解得光电管阴极材料的逸出功为 IK,=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）,钠极板发射岀的光电子被阳极 A吸收，在

9、电路中形成光电流.下列光电流I I与 A. K 之间的电压”AK 的关系图象中，正确的是_ 5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6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 I 上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

10、光电子最大初 动能答案 B解析 由题图可知，甲、乙两光对应的反向截止电压均为 02 ,由爰因斯坦光电效应方程 Ekm =hvhv- Wi）及-eUeUC C2 2= 0 - Eon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r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；乙光濒率小于丙光顼率r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）用同一光电管研究心 b 两种单色光产生的 光电效应，得到光电流/与光电管两极间所加电压U U的关系如 图所示.则这两种光（）A.照射该光电管时“光使艮逸出的光电子最大初动能大B.从同

11、种玻璃射入空气发生全反射时，“光的临界角大C.通过同一装宜发生双缝干涉，“光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时，“光的偏折程度大答案 BC 解析 由题图知,EEEEkmbkmb,故选项 A错误；对同一光电管,由光电效应方程 Ekm二hvhv - -Wo ,知v va avQ ,故选项 B正确；由心二.及久二扶 Q ,频率越小，波 长越长，间距越大，即AAPAM,故选项 C 正确；因“5 ,所以通过三棱镜时，b b的偏折程度大，故选项 D错误对光电效应规律的理解一、基础知识71、光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表而逸出的现象，叫做光电效应，发射出 来的电子叫做光电子.2

12、、光电效应规律(1 )每种金属都有一个极限频率.(2) 光子的最大初动能与入射光的輕无关，只随入射光的翅更增大而增大.(3) 光照射到金属表而时，光电子的发射几乎是瞬时的.(4) 光电流的强度与入射光的强度成正比.二、练习1、关于光电效应的规律，下列说法中正确的是()A. 只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C.发生光电效应的反应时间一般都大于 107sD. 发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比 答案 D解析 由二hvhv = =巧如当入射光波长小于金属的极限波长时发生光电效应故 A 错由EkEk = =

13、 hvhv- Wo知，最大初动能由入射光频率决走，与入射光强度无关，故 B 错发生光电效应的时间一般不超过 10 - 9 s ,故 C 错.2、用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的描施是(C )A. 改用频率更小的紫光照射B.改用强度更大的原紫外线照射C.改用 X射线照射D. 延长原紫外线的照射时间3、关于光电效应，下列说法正确的是(A )A. 极限频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C.从金属表面岀来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D. 入射光的光强一泄时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多4、光

14、电效应的实验结论是：对于某种金属()A. 无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C.超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D.超过极限频率的入射光频率越髙，所产生的光电子的最大初动能就越大答案 AD8解析 根据光电效应规律可知，选项 A正确；根据光电效应方程hvhv = =如谥十 Wo 知，频率!越高,初动能就越大，选项 D正确.5、 （双选）光电效应实验中，下列表述正确的是（CD）A. 光照时间越长光电流越大B. 入射光足够强就可以有光电流C. 遏止电压与入射光的频率有关D. 入射光频率大于极限

15、频率才能产生光电子6、 入射光照射到某金属表而上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，下列说法中正确的是（）A.有可能不发生光电效应B.从光照射到金属表面上至发射岀光电子之间的时间间隔将明显增加C.逸出的光电子的最大初动能将减小D.单位时间内从金属表而逸出的光电子数目将减少答案 D解析 由光电效应方程EkEk = = hvhv - -Wo 可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光强没有关系，但入射光的强度减，单位时间内从金属表面逸岀的光电子数目将减 少，选项 A、C 错，D对；光电效应具有瞬时性，B 错.7、 入射光照射到某金属表而上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频

16、率保持不变，则（ ）A.从光照至金属表而上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸岀的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表而逸岀的光电子数目将减小D.有可能不发生光电效应答案 C解析 光电效应瞬时（10-丿 s）发生，与光强无关，A错；能否发生光电效应，只取决于 入射光的频率是否大于极限频率,与光强无关，D 错；对于某种特走金属,光电子的最大初 动能只与入射光频率有关,入射光频率越大，最大初动觥大，B 错；光电子数目多少与入 射光强度有关（可理解为一个光子能打岀一个电子），光强减弱,逸出的电子数目减少，C对.8、 用光照射某种金属，有光电子从金属表而逸岀，如果光的频率不变，而减弱

17、光的强度，则A.逸岀的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B.逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小9C.逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D.光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了答案 A解析 光的频率不变,表示光子能呈不变，仍会有光电子从该金属表面逸出,逸出的光 电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项 A正确.9、 （双选）一金属表而，爱绿光照射时发射出电子，受黄光照射时无电子发射.下列有色光照射到这金属表而上时会引起光电子发射的是（BD ）A.橙光B.紫光C.红光D.蓝光10、对光电效应的理解正确的是（）A. 金属钠的每个电子可以吸收一个或一

18、个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就 能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小 功，便不能发生光电效应C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同答案 BD解析 按照爰因斯坦的光子说,光子的能臺由光的频率决走，与光强无关，入射光的频 率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大但要使电子离开金属，须使 电子具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于入射光的光子能量，且电子只能吸 收一个光子，不能吸收多个光子电子从金属逸出时只

19、有从金属表面向外逸出的电子克 服原子核的引力所做的功最小综上所述，选项 B、D正确.对光电效应方程的考査一、基础知识光电效应方程1、 根据能量守恒左律，光电子的最大初动能跟入射光子的能量加，和逸出功肌的关系为：爱因斯坦光电效应方程hvhv = = mvmv；u u+W+W: :2、 遏止电压 5 与光电子最大初动能的关系eUeU0 0=mv=mv；n n二、练习1、 入射光照射到某金属表而上发生光电效应，若入射光的强度减弱而频率保持不变，则(C)A. 从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B. 逸出的光电子的最大初动能将减小10C. 单位时间内从金属表而逸出的光电子数目将减少

20、D. 有可能不发生光电效应2、1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，英中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象.关于光电效应，下列说法正确的是()A.当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D.某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应见象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故 A、D 正确.根据光电效应方程,最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正 比关系，B错误；根据光电效应现象的实验规律,光电子的最大

21、初动能与入射光强度无 关，C错误.答案 AD3、 下列关于光电效应的陈述中，正确的是(D )A.金属的逸出功与入射光的频率成正比B.光电流强度与入射光强度无关C.用不可见光照射金属一立比用可见光照同种金属产生的光电子最大初动能大D.对任何一种金属，都有一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长才能产生光电效应4、 用绿光照射一光电管能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大就应解析根据光电效,11（C ）A.改用红光照射 B.增大緑光的强度C.改用紫光照射D.增大光电管上的加速电压5、（双选）用频率为刃的单色光照射某种金属表而，发生了光电效应现象.现改为频率为叱 的另一单色光照

22、射该金属表而，下而说法正确的是（AC ）A如果 v2vi，能够发生光电效应B.如果 v2VU 逸岀光电子的最大初动能增大D.如果 v=vx,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，贝 0（ 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 Eg.改用频率为加的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为（力为普朗克常量）（C ）A.E Ekmkm-hv

23、-hvB. 2EkmD. Ekm + 2 加8、（双选）已知能使某金属产生光电效应的极限频率为则（AB ）A. 当用频率为 2“的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B. 当用频率为 2切的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为C. 当照射光的频率卩大于 w时，若 v 增大，则逸岀功增大D. 当照射光的频率丿大于 w时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍9、（双选）用一朿绿光照射某金属，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 ）B.把这束绿光遮住一半，则逸岀的光电子数将减少C.若改用一束黄光照射，则逸岀的光电子数将减少10、（201

24、2-四川理综心两种单色光组成的光朿从介质进入空气时，其折射光束如图所示用小 b两朿光（）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，由此确泄光是横波B.先后照射某金属，“光照射时恰能逸出光电子，则 b光照射时也能逸岀光电子C.从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若 b光不能进入空气，则光也 不能A.把这束绿光遮住一半, 则可能不产生光电效应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12进入空气D.从同一介质以相同方向射向空气，其界而为平而，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，光的偏扳说明光是横波，选项 A错误.由题图可知，光束

25、a的折射角大于光束b b的折射角根据”二弗，知两束光的折射率nannanb b, ,频 率 5 ,因此“光照射金属时恰能逸出光电子，h h光照射时则不能逸出光电子，选项 B 错误根据临界角公式 sinC C = =扶口两束光的临界角C4C4 , ,因此入射角相同时b b光发生 全反射，“光也一走发生全反射，选项 C正确.根据反射走律，反 I 寸角总等于入射角, 所以两束光以相同的入射角射到界面上时，两束光的反射角相等，选项 D错误.11、用波长为 2.0EsEEs- -创，故选项 D正确14E Ek kv v图象的考查一、基础知识U爰因斯坦光电效应方程Ek =hvhv - - WoWohvhv

26、:光电子的能呈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 Vc（2）逸岀珈 图线与 5 轴交点的纵坐标的值=W0.（3）普朗克常量：图线的斜率k=h.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 5 与入射光 频率 V的关系图象.由图象可知（）A. 该金属的逸岀功等于 EB. 该金属的逸出功等于加C. 入射光的频率为 2 比时，产生的光电子的最大初动能为 Ev vr rD入射光的频率为号时，产生的光电子的最大初动能为号答案 ABC解析 由题图并结合=W）得, ,EkEk二h hE E , ,故逸出功WE,WE,故选项 A 对；当5二 0 时rv v = = v vc cr故E E二JgJg , ,故选项 B对；v 二 2vc时，可得出EkEk二E E，故选项 C对；当入射 光的频率为訓r不发生光电效应r故选项 D错2、如图所示是用光照射某种金属时逸岀的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线（直线与横轴的交点坐标为 4.27,与纵轴交点坐标为 0.5）由图可知 （）A. 该金属的截止频率为 4.27 X1014HzB. 该金属的截止频率为 5.5X1014HzC. 该图线的斜率表示普朗克常量