光电效应-2023学年高二物理考点高分突破（人教版选择性）

4.2光电效应

一：知识精讲归纳

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，能使金属中的曳工从表面逸出的现象.

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丕(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.

1

(3)存在遏止电压:使光电流减小到0的反向电压〃，且满足不加=

(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

1.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b的光的能量子为立匕，其

中方为普朗克常量.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,用先表示.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：hv=&+必或E^=hv—Wo.

⑵物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是左上，在这些能量中，一部分大小为掰

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&

(3)〃与入幽的关系

①表达式：U=-v

cee

②图像：〃一iz图像是一条斜率为4勺直线.

e

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.

⑵光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光.

⑶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T光子数目多T发射光电子多T光电流大；

⑵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=hv-^.

⑵最大初动能与遏止电压的关系：Ek=eUc.

⑶逸出功与极限频率的关系＜=/7vQ.

技巧归纳二：光电效应图象四类图象

由图线直接(间接)得到的物理

图象名称图线形状

量

①极限频率：图线与/轴交点

的横坐标vc

叼

②逸出功：图线与”轴交点的

最大初动能丘与入射

纵坐标的值的绝对值w0=|—

光频率/的关系图线

“IE\=E

③普朗克常量：图线的斜率〃

=h

①遏止电压〃：图线与横轴的

颜色相同、强度不同[/强光(黄)交点

忤光(黄)

的光，光电流与电压②饱和光电流/m:光电流的最

的关系Ucou大值

③最大初动能：E.e&

①遏止电压〃、必

颜色不同时，光电流-黄光②饱和光电流

一----蓝光

与电压的关系③最大初动能£ki=eUd,&=

uclU电。U

eUc2

①极限频率心：图线与横轴的

交点

②遏止电压〃：随入射光频率

遏止电压”与入射光的增大而增大

频率/的关系图线③普朗克常量力：等于图线的

上VcV

斜率与电子电荷量的乘积，即

力=（注：此时两极之间接反

向电压）

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/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，分别用频率为乙,乙的单色光。、b照射到同种金

属上，测得相应的遏止电压分别为4和5、光电子的最大初动能分别为线。和冬。为普朗克常量。下列

说法正确的是（）

A.若%>/，则一定有B.若匕>以,则一定有心“〈心〃

C.若&<4,则一定有Ek“<Ek〃D.若%>点,则一定有牝，-4>牝-/

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，利用人

从c三束单色光照射同一光电管时所得到的光电流/与光电管两端所加电压U的关系如图所示。已知服c

两条图线与横轴的交点重合，下列说法正确的是（）

A.6照射光电管时，逸出光电子的最大初动能最大

B.。光频率比c光大

C.增大。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，。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,普朗克常量为心开始时滑片P、P，上下对齐.现用频率为口的光照射阴极K,能发生光电效应，

贝I（）

A.该光电管阴极材料的逸出功为加

B.若加在光电管两端的正向电压为U,则到达阳极A的光电子的最大动能为/%-配+eU

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—一时,电流计G的示数恰好为0

e

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,用频率为口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

动能稣与入射光频率□的关系图象，图线与横轴的交点坐标为（。，0）,与纵轴的交点坐标为（0，-份，下列说

法中正确的是（）

A.普朗克常量为九=二

a

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S与入射光频率v之间的关

系图线如图所示，已知光电子的电荷量为e,则下列说法正确的是（）

A.普朗克常量力=五

V。

,v

B.普朗克常量％=术n

U0

C.入射光的频率为V。时，产生的光电子的最大初动能为

D.入射光的频率为2V。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上与入射光频率丫的关系的电

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,调节滑片尸测出遏止电压，并描绘U/关系

图如图乙所示。已知三种光的频率分别设为匕、匕、匕，光子的能量分别为L8eV、2.4eV、3.0eV,测得

甲乙

A.普朗克常量可表达为〃=

B.图乙中频率为匕的光对应的遏止电压。3=2.0V

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，仍用频率为乙的光照射阴极K时，将滑片尸向右滑动一些，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580nm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/与电势差UAK满足图乙所示

规律，已知普朗克常量/?=6.63X10-34J.S，电子的电荷量约为L6xl0*c,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.入射光波长大于580nm

C.每秒钟阴极逸出的光电子数约为4x1012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A、K两极之间的电压以K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接到油的正

中间固定不动：①用频率为匕的光照射光电管，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用频率为忆的光照射光电管，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4

D.若已知电子电荷量为e,由①②可求得普朗克常量

忆一匕

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2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8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・山东荷泽・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4随射入光频率口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

最大初动能心与入射光频率〃的关系如图所示。若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为。和-6,已知电

子所带电荷量为e,由图线可以得到（）

A.该金属的逸出功为零

B.普朗克常量为2b,单位为J-Hz

a

C.当入射光的频率为2“时，逸出光电子的最大初动能为2万

D.当入射光的频率为3。时，遏止电压为二2b

e

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上与入射光频率〃的

关系，4-口图像如图乙所示。电子的电量为e,下列说法正确的是（）

%-匕

B.该金属的逸出功为旦必

C.入射光频率越高，金属的极限频率越高

D.入射光的频率为七，电压表示数为q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•高二哪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。、6、c光照射光电

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/与电势差4K满足图乙所示规律，电子的电荷量约为L6X10—9C,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4x10“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稣甲=或丙＜舔乙

B.光电子的最大初动能七甲=5丙＞4乙

C.三种光的频率关系是腺＞1/乙＞喋

D.三种光的频率关系是％=廿丙＞吃

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Uc与对应入射光的波长4。以遏止电压Uc为

纵坐标，人射光波长倒数J为横坐标，作出图像如图所示。已知。、6为已知量，光电子的电荷量

A4

B.普朗克常量为-空

ac

C.波长2〈工的光照射光电管的阴极时，产生的光电流与彳成正比

a

D.波长彳的光照射光电管的阴极时，一定能发生光电效应

a

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（）

验电器锌板光源

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。与入射

光频率1/,作出如图乙所示的&-丫图像，图像与横轴的交点坐标为Q,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鼠并与普朗克根据黑体辐射测出的场相比较，以检验爱因斯坦光电

)

A.入射光的频率越大,a的值越大B.入射光的频率越大，6的值越大

b

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/z='e

a

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（）

B.三种光的波长入用>4z>4丙

C.三次实验中对应的逸出功卬听Wz<W丙

D.三次实验中光电子最大初动能双尸百

27.（2021春.江苏南京・高二南京外国语学校校考期末）图甲是探究“光电效应”实验电路图，光电管遏制电

压。。随入射光频率口的变化规律如图乙所示，下列判断正确的是（）

光束—八窗口

A.入射光的频率口不同，遏制电压S相同

B.入射光的频率□不同，U’-iz图像的斜率相同

C.图甲所示电路中，当电压表增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流

D.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

28.（2022春・山东泰安•高二期末）疫情期间，额温枪（红外测温仪）成为重要的防疫装备，其测温原理是:

任何物体都会向外发出红外线，额温枪通过红外线照射到温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电

信号，间接得出温度数据。已知人体温正常时能辐射波长为lOFim的红外线，如图甲所示，用该红外线照

射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，该光电流随电压变化的图象如图乙所示，己知/z=6.63xl034j$

e=1.6xlO19C,电磁波在真空或空气中波速c=3xl08m/s则由图乙可知该光电管的阴极金属逸出功最接近于

A.0.1eVB.0.2eVC.0.3eVD.0.4eV

29.（2021.高二单元测试）如图所示，甲为演示光电效应的实验装置；乙图为服b、c三种光照射下得到

的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极

限频率关系。以下说法正确的是（）

光束逾口

f/eV

0

-0.54

-0.85

-1.51

-3.4

金

-13.6

o

图甲图乙图丙

几种金属逸出功和极限频率

金属Wo/eVV/1014HZ

钠2.295.33

钾2.255.44

枷2.135.15

A.若b光为绿光，a光可能是紫光

B.若。光为绿光，c光可能是紫光

C.若c光光子能量为2.81eV,用它照射由金属锄构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去

撞击大量处于〃=3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光

D.若c光光子能量为2.81eV,用它直接照射大量处于〃=2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光

30.（2022春・辽宁抚顺•高二校联考期末）紫外线光电管是利用光电效应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，其中A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到K极时，c、d端

才会有电压信号输出。已知明火中的紫外线波长主要在200nm〜280nm之间，下列说法正确的是（）

A.要实现有效报警，照射光电管的紫外线波长应大于280nm

B.当明火照射光电管的时间很短时，c、1端可能没有电压输出

C.只要可见光照射光电管的时间足够长，c、d端就会有电压输出

D.火灾报警时，照射光电管的紫外线波长越短，逸出光电子的最大初动能越大

二、多选题

31.（2023春•宁夏银川•高二校考期中）探究光电效应规律的实验装置图如图甲所示，在实验中测得截止电

压。。与人射光频率v之间的关系如图乙所示，已知电子的电荷量为e,下列说法正确的是（）

A.光电子的最大初动能与入射光频率成正比

B.电源的左端为正极

C.该金属的极限频率为V2

D.普朗克常量为

七一匕

32.（2023春・山东青岛•高二统考期中）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制成，如光敏电阻、微光夜视仪等。如图甲是某校兴趣小组用光电效应测阴极材料

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丫

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，做出如图乙所示的U-IZ图像，已知

电子的电荷量为e,普朗克常量为限下列说法正确的是（）

B.阴极材料的逸出功为e4

C.增大入射光的频率丫，图像的斜率不变

D.增大入射光的频率口，图像的斜率变大

33.（2023春・广东深圳•高二翠园中学校考期中）图1为研究某种金属光电效应的电路图，通过改变入射光

的频率，得到图2中光电流与电压的两条关系图线B与C。图3中EFG”为半圆柱体玻璃的横截面，EH

为直径，将图2中的8、C都沿OE方向从真空射入玻璃，形成两束折射光。下列说法正确的是（）

雷n

图1图2图3

A.B光线若增大光强，则图2中Up的位置向左移动

B.B光线沿着E尸方向前进，C光线沿着EG方向前进

C.若有一。光线波长小于B光线，则。光线不一定能使该金属发生光电效应

D.光线在玻璃中传播的时间灰=左

34.（2023春・陕西咸阳•高二统考期中）1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应

中几个重要的物理量，检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法进行实验时得到了某金属

的4和v的几组数据，并作出如图所示的图像，电子的电荷量大小e=1.6xl（）T9c。由图像可知，以下说

法不正确的是（)

4.04.55.05.56.06.57.0v/（xlOl4Hz）

A.该金属的截止频率约为4.27x1014Hz

B.该金属的逸出功约为0.48eV

C.可以求得普朗克常量约为6.5X103J.S

D.若用波长为500nm的紫光照射该金属，不能使该金属发生光电效应

35.（2023春•宁夏银川•高二校考阶段练习）以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子极短

时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出.强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照

射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这

已被实验证实.光电效应实验装置示意如图。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U,即将阴极k接电源正

极，阳极A接电源负极，在k、A之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U,光电流会逐渐减小；

当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，〃为普朗克常量，e为电子

电量）（）

36.（2022春.高二单元测试）某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光

电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S,在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑

动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止

电压，可以计算出光电子的最大初动能E,现分别用频率为V7和V2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分

别为历和3,设电子质量为相、电荷量为e,则下列关系式中正确的是（）

用频率为的光照射时，光电子的最大初速度、学

A.V7V

Vm

阴极K金属的逸出功印产幽造二四止

B.

匕一岭

C.阴极K金属的极限频率丫=

Ul~U2

_e（U、一UJ

D.普朗克常量//=q%一-”-

37.（2022春.山东泰安•高二山东省泰安英雄山中学期末）图甲为研究某金属材料的遏止电压上与入射光

频率丫的关系的电路图。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,

并描绘关系图如图乙所示。已知三种光的频率分别设为L、丫2、口3,光子的能量分别为1.8eV、2.4eV、

3.0eV,测得遏止电压分别为Q=0.8V、Uz=L4V、U3（图乙中未知）。则下列说法正确的是（）

,U.-U.

A.普朗克常量可表达为-L

忆一匕

B.图乙中频率为的光对应的遏止电压4=2.0V

C.该阴极K金属材料的逸出功为LOeV

D.将电源的正负极对换，仍用频率为V2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

38.（2022春・甘肃庆阳•高二期末）图1是光电效应的实验装置图，图2是通过改变电源极性得到的光电流

与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像，下列说法正确的有（)

光束、八窗口

——/—11---------%Uc2OUN

图1图2

A.由图1可知，增大照射光的强度，电流计的示数增大

B.由图1可知，光照一定时，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，在电压表的示数增大到某一值后,

电流表的示数将不再增大

C.由图2可知，光线③光子的频率小于光线①光子的频率

D.由图2可知，①②是同种颜色的光，①的光强比②的大

三、实验题

39.（2023春•湖南长沙•高二长沙一中校考期中）小明用实验观测光电效应现象，已知普朗克常量

/?=6.63xIO'J.s。

（1）实验中加入反向电压，探究遏止电压与入射光频率的关系，请同学们在图甲中把电路图补充完整

（2）实验中测得的遏止电压S与入射光频率v之间的关系如图乙所示，则金属物的截止频率

匕=Hz,逸出功叱）=J（保留3位有效数字）；

（3）如果实验中入射光的频率〃=7.00x10"Hz,则产生的光电子的最大初动能可=J（保留

3位有效数字）。

40.(2023春•河南三门峡•高二灵宝市第一高级中学校考阶段练习)如图所示是研究光电管产生的光电流的

电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的截止频率为v,元电荷为e,普朗克常量为〃，

现将频率为v(大于v)的光照射在阴极上，贝U：

(2)将A、K间的电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是0

(3)为了阻止所有光电子到达阳极，应对调A、K间电压正负，加上U=的反向电压。

(4)下列方法一定能够增加饱和电流的是o

A.照射光频率不变，增加光强

B.照射光强度不变，增加光的频率

C.增加A、K电极间的电压

D.减小A、K电极间的电压

41.(2022春.高二单元测试)某学习小组决定探究“光电效应”的实验规律，采用如图所示的实验电路，用

稳定的黄色强光照射光电管的阴极板：

(1)要描绘光电管的伏安曲线，开关闭合前，滑动变阻器的滑片尸应该在______端(选填"。或加')。

(2)实验过程中发现，实验室提供的微电流传感器G(电阻为4=1995。)量程太小了，该小组同学决定

把量程放大400倍，应该给微电流传感器联一个Q的电阻。

（3）滑动滑片P,读出电压表示数U,微电流传感器示数//，并换算成光电管的实际电流/弼，如表:

U(V)05101520253035404550556065

I示(X1O1OA)0.010.070.110.140.170.190.210.230.250.260.280.290.290.29

I实际

428445668768492100104112116116116

(xlOloA)

通过所采集的数据描出光电管的伏安曲线，实验证实：随着电压的增大，电流有饱和值的存在。

（4）在上述探究“光电效应”中的“饱和电流”实验中，电路图中电源的负极为端（选填或M）。

每个光电子带电量为e=1.6xl0i9c,则在第（3）步的实验中每秒钟阴极板上被光照射而逸出的光电子个数

约为个。（结果保留3位有效数字）

42.（2022春•河北张家口•高二统考期末）如图甲所示，一验电器与锌片相连，在。处用一紫外线灯照射

锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角。

（1）现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将（选填“增大”“减小”或“不变”）;

（2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那么，若改

用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针（选填“有”或“无”）偏转；

（3）为了进一步研究光电效应的规律，设计了如图乙所示的电路，图中A和K为光电管的两极，其中K

为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为9.3eV的光照射阴极K,电流计中有示数，若将滑动变阻

器的滑片尸缓慢向右滑动，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6.0V,则光电管阴极材料的逸出功为eVo

乙

四、解答题

43.(2023春•湖北十堰•高二哪西县第一中学校联考阶段练习)如图所示，一光电管的阴极用极限频率为2

的钠制成。用波长为；I的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U,光电流的饱和值为

I,普朗克常量为〃，真空中光速为c,电子的电荷量为e。

(1)求光电子逸出时的最大初动能和到达A极时的最大动能；

(2)反向遏止电压

(3)若每入射N个光子会产生1个光电子，求紫外线照射阴极时产生饱和光电流/需要的照射功率P。

44.(2023春•江苏南通•高二统考阶段练习)如图为光电管的工作电路图，A、K分别是光电管的阳极和阴

极.闭合开关，A、K之间的电压为U.已知阴极K材料的选出功为叱,，普朗克常量为力，光速为c,电

子电荷量为e。

(1)若光束的波长为4,求光电子到达A时的最大动能

(2)若光束为发光功率恒定的激光器发出，频率为〃，全部照射在K上，回路中形成电流，且每入射N

个光子会产生一个光电子，所有的光电子都能到达A,通过电流表的电流强度为I,求激光器的发光功率P。

光束窗口

45.(2022春•高二单元测试)可利用如图1所示的电路研究光电效应中电子的发射情况与光照的强弱、光

的频率等物理量间的关系。K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子，K与

A之间的电压大小可以调整，电源的正负极也可以对调。

(1)a.电源按图1所示的方式连接，且将滑动变阻器中的滑片置于中央位置附近，试判断：光电管中从K

发射出的电子由K向A的运动是加速运动还是减速运动？

b.现有一电子从K极板逸出，初动能忽略不计，已知电子的电量为e,电子经电压U加速后到达A极板，

求电子到达A极板时的动能Ek；

(2)美国物理学家密立根为了检验爱因斯坦光电效应方程的正确性，设计实验并测量了某金属的遏止电

压Uc与入射光的频率〃。根据他的方法获得的实验数据绘制成如图2所示的图线。已知电子的电量

6=1.6x10-19。求普朗克常量瓦(将运算结果保留1位有效数字)

参考答案:

1.c

【详解】A.发生光电效应时，锌板失去电子带正电，验电器也带正电，故A错误；

B.因为发生光电效应时，锌板失去电子带正电，用带负电的金属小球与锌板接触，验电器电量要减小，

故B错误；

C.改用强度更大的紫外线灯照射锌板，单位时间内发出的光电子数目增多，则所带的正电增多，验电器

指针偏角增大，故c正确；

D.改用强度更大的红外线灯照射锌板，频率减小，可能不发生光电效应，验电器指针不动，故D错误。

故选Co

2.D

【详解】A.光电效应现象说明光具有粒子性，故A错误；

B.由eUc=配-网，可知甲光、乙光的遏止电压相同，故甲光与乙光的频率相同，故B错误；

C.金属的逸出功由金属自身决定，与入射光无关，故C错误；

D.由eUc=/“-叱），可知丙光的遏止电压比乙光的遏止电压大，故丙光的频率比乙光的频率高，又由

c=/lv,所以丙光的波长小于乙光的波长，故D正确。

故选D。

3.D

【详解】A.若入射光频率小于极限频率，无论光照时间多长都不会有光电流，若入射光频率大于极限频

率，光电流由光强决定与光照时间无关，故A错误；

B.逸出功是由金属材料决定的自身参数，不同金属其逸出功不同，故B错误；

C.是否有光电流取决于入射光的频率是否大于极限频率，与入射光强度无关，故C错误；

D.入射光的频率大于极限频率会发生光电效应现象，光电子是在发生光电效应时产的，故D正确。

故选D。

4.C

【详解】由光电效应方程得

Ek=hv-W0

由动能定理可得

-也=0-七

AB.若乙>为，则有

E3>Ekb,Ua>Ub

第25页共49页

故AB错误；

C.若Ua<Ub,则有

%</

故C正确；

D.同种金属的逸出功不变，则有

网=牝-凡=牝-£。

故D错误。

故选Co

5.A

【详解】AB.由图像可知，光电流为零时，遏止电压的大小关系为

ua=uc=uc2<ub=ucl

根据

eU=Ekm=hv-W

可知，三种光的频率大小关系为

Va=Ve<Vb

b光照射时，逸出光电子的最大初动能最大，故A正确，B错误；

C.增大C光的光照强度，可以使单位时间逸出的光电子数量变多，饱和电流增大，而最大初动能不变，

故C错误；

D.由中分析可知，b光的频率大于。和c,若b光照射某金属发生光电效应，。光照射该金属不一定发

生光电效应，故D错误。

故选Ao

6.D

【详解】A.由于极限频率为2,因此该光电管阴极材料的逸出功为

卬=牝

故A错误；

B.根据光电效应方程

Evo=hv-W

加正向电压时，根据动能定理得

第26页共49页

eU=Ek-Eg

联立可得到达阳极A的光电子的最大动能为

Ek=hv-hv0+eU

故B错误；

C.若将滑片P向右滑动，则电流计G的示数将先逐渐增大到饱和光电流，当达到饱和电流时，则不变,

故C错误；

D.若将滑片F向右滑动，光电管加上反向电压，电流会减小，则有

eUc=Ek0=hv-hv0

解得

此时电流计G的示数恰好为零，故D正确。

故选D。

7.B

【详解】A.根据及后筋死得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于6,当最大初动能为零时，入射

光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为丫尸。，那么普朗克常量为

b

nz=—

a

故A错误；

B.电键S断开后，因光电效应现象中，光电子存在最大初动能，因此电流表G的示数不为零，故B正确；

C.根据光电效应方程可知，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关，故C错误；

D.若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小，单位时间通过电流表的电荷量减小，故

电流表G的示数会变小，故D错误。

故选B。

8.D

【详解】AB.根据爱因斯坦光电效应方程

hv=W+Ekm

又

eU

c=£km

联立两式可得

第27页共49页

即图像斜率

kU上

%e

可得普朗克常量

卜=也

%

故AB错误；

CD.由题图知，当入射光的频率为V。时，5=0,则此时产生的光电子的最大初动能为

eUc=Ekm=O

可得金属逸出功为

W=牝

当入射光的频率为2V。时，根据爱因斯坦光电效应方程有

h-2v0=h-