光电效应例题汇总
最新光电效应练习题(含答案)
光电效应规律和光电效应方程一、选择题1．下列关于光电效应实验结论的说法正确的是()A．对于某种金属，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．对于某种金属，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．对于某种金属，超过极限频率的入射光强度越大，所产生的光电子的最大初动能就越大D．对于某种金属，发生光电效应所产生的光电子，最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 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，与入射光的强度、光照时间无关，所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故A正确，B错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光强度无关，故C错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，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，故D错误．2．在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大【解析】选AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W0＝21mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确．3．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开了一个角度，如图所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电精品文档【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应，锌板上有电子逸出，锌板带正电，验电器指针也带正电，故B正确4．关于光电效应有如下几种叙述，其中叙述正确的是()A．金属的逸出功与入射光的频率成正比B．饱和光电流与入射光强度有关C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大D．光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于金属本身，故A错误；逸出的光电子数与入射光的强度有关，即饱和光电流与入射光的强度有关，故B正确；由光电效应方程E k＝hν－W0 可知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，红外线的频率小于可见光的频率，所以用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能较小，C错误；光电效应几乎是瞬时发生的，D正确．5．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量)()A．hν B.21NhνC．NhνD．2Nhν【解析】选C. 据光子说可知，光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν( h为普朗克常量)，N个光子的能量为Nhν，所以选项C 正确．6．用绿光照射一光电管，产生了光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，下列做法可取的是()A．改用红光照射B．增大绿光的强度C．增大光电管上的加速电压D．改用紫光照射【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν＝W0+21mv2，在逸出功一定时，只有增大光的频率，才能增加最大初动能，与光的强度无关，D对．7．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的()A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k＝hν－W0 可知：Ek只精品文档与频率ν有关，故选项B、C、D错误，选项A正确8．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应现象．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是()A．单位时间内逸出的光电子数B．反向截止电压C．饱和光电流D．光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定，所以可能相同，故A、C错误；用同一种单色光照射，光电子的能量相同，不同金属的逸出功不同，根据光电效应方程E k ＝hν－W0 可得光电子的最大初动能一定不同，D正确；再根据E k ＝eU c知，反向截止电压一定不同，B正确9．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A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是()【解析】选C. 虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以遏止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C.10．在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb。
(完整版)光电效应练习题(含答案)
光电效应规律和光电效应方程一、选择题1．下列关于光电效应实验结论的说法正确的是()A．对于某种金属，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．对于某种金属，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．对于某种金属，超过极限频率的入射光强度越大，所产生的光电子的最大初动能就越大D．对于某种金属，发生光电效应所产生的光电子，最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 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，与入射光的强度、光照时间无关，所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故A正确，B错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光强度无关，故C错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，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，故D错误．2．在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大【解析】选AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W0＝21mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确．3．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开了一个角度，如图所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应，锌板上有电子逸出，锌板带正电，验电器指针也带正电，故B正确4．关于光电效应有如下几种叙述，其中叙述正确的是()A．金属的逸出功与入射光的频率成正比ssB ．饱和光电流与入射光强度有关C ．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大D ．光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于金属本身，故A 错误；逸出的光电子数与入射光的强度有关，即饱和光电流与入射光的强度有关，故B 正确；由光电效应方程E k ＝hν－W 0 可知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，红外线的频率小于可见光的频率，所以用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能较小，C 错误；光电效应几乎是瞬时发生的，D 正确．5．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )A ．hν B.21Nhν C ．Nhν D ．2Nhν 【解析】选C. 据光子说可知，光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν ( h 为普朗克常量)，N 个光子的能量为Nhν，所以选项C 正确．6．用绿光照射一光电管，产生了光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，下列做法可取的是( ) A ．改用红光照射 B ．增大绿光的强度C ．增大光电管上的加速电压D ．改用紫光照射【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν＝W 0+21mv 2，在逸出功一定时，只 有增大光的频率，才能增加最大初动能，与光的强度无关，D 对．7．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( ) A ．频率 B ．强度 C ．照射时间 D ．光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k ＝hν－W 0 可知：Ek 只与频率ν有关，故选项B 、C 、D 错误，选项A 正确8．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应现象．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是( )A ．单位时间内逸出的光电子数B ．反向截止电压C ．饱和光电流D ．光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定，所以可能相同，故A 、C 错误；用同一种单色光照射，光电子的能量相同，不同金属的逸出功不同，根据光电效应方程E k ＝hν－W 0 可得光电子的最大初动能一定不同，D 正确；再根据E k ＝eU c 知，反向截止电压一定不同，B 正确9．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A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )【解析】选C. 虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以遏止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C.10．在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb。
高中光电效应试题及答案
高中光电效应试题及答案一、选择题1. 光电效应是指光照射到金属表面时，金属会释放出电子的现象。
这种现象最早是由哪位科学家发现的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 波尔答案：B2. 光电效应的实验验证了光的粒子性，下列关于光电效应的描述中，哪一项是错误的？A. 光照射到金属表面，金属会释放出电子B. 光的频率越高，释放出的电子动能越大C. 光的强度越大，释放出的电子数量越多D. 光电效应的产生与光的频率有关，与光的强度无关答案：C3. 根据光电效应方程，电子的最大动能与入射光的频率成正比。
这个方程是：A. Kmax = hν - φB. Kmax = hν + φC. Kmax = hν / φD. Kmax = φ - hν答案：A二、填空题4. 光电效应的实验中，当入射光的频率大于金属的______时，才会发生光电效应。
答案：极限频率5. 光电效应实验表明，电子的发射与光的______有关，而与光的______无关。
答案：频率；强度三、简答题6. 简述光电效应的基本原理。
答案：光电效应是指当光照射到金属表面时，金属中的电子吸收了光子的能量，如果光子的能量大于金属的逸出功，电子就能克服金属的束缚力，从金属表面逸出，形成光电子流。
7. 为什么说光电效应实验验证了光的粒子性？答案：光电效应实验表明，光子的能量与光的频率成正比，而与光的强度无关。
这与光的波动理论相矛盾，因为波动理论认为光的能量应该与光的强度有关。
因此，光电效应实验支持了光的粒子性，即光是由一系列粒子（光子）组成的。
四、计算题8. 假设一束频率为5.0×10^14 Hz的光照射到金属表面，金属的逸出功为4.7 eV。
求电子的最大动能。
答案：首先，将频率转换为能量，使用公式E = hν，其中h为普朗克常数（6.626×10^-34 Js），ν为频率。
计算得到E = 6.626×10^-34 Js × 5.0×10^14 Hz = 3.313×10^-19 J。
光电效应习题
• (1)0.6 eV (2)1.9 eV
• 某金属的逸出功为W,现将波长为λ的光照射 该金属，发生了光电效应，已知真空中的 光速为c普朗克常量为h,电子的电荷量为e ⑴求该金属的截止频率。 ⑵求光电子的最大初动能。 ⑶求遏止电压。
• (1)截止频率fz=W/h (2)最大初动能，Emax=hc/λ-W (3)遏制电压即当电子跨越这个电压差的电 场时，光电效应刚好不发生。 也即Emax=Wz Wz为电子克服电场所做的功 Wz=hc/λ-W=eU U=Wz/e=(hc/λ
高中物理 光电效应习题及解析
A. 用光束1照射时，不能产生光电子
B. 用光束3照射时，不能产生光电子
C. 用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多
D. 用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大
【答案】AC
【解析】
【详解】A、B、依据波长与频率的关系：
因λ1＞λ2＞λ3，那么 ；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而光束3照射时，一定能产生光电子；故A正确，B错误．C、D、用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程： ，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关；故C正确，D错误．故选AC．
阴极K金属的极限频率νc= = ，C正确．
2、计算题
14.如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e，求：
（1）光电子的最大初动能
（2）从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能．
9.（多选）现用某一光电管进行光电效应实验，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. 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
B. 入射光的频率变高，饱和光电流变大
C. 入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
D. 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
C、根据 结合乙的逸出功比甲大可以知道，若 相等，则照射甲金属的光的频率要比照射乙金属的光的频率小，故C错误；
D、逸出功： ，根据图象可知,乙的极限频率比甲大，故乙的逸出功比甲大，故D错误。
高中物理 光电效应习题及解析
A. 1.9eVB. 0.6eVC. 2.5eVD. 3.1eV
光电流的大小与入射光的时间无关，入射光的强度越大，饱和光电流越大，故A错误；发生光电效应时，能否发生光电效应与入射光的强度无关，减小入射光的强度，光电流不能消失，故B错误；用频率为v的光照射时，有光电流产生，用频率小于v的光照射，光电效应现象不一定消失，还要看入射光的频率是否小于极限频率．故C错误；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，故D正确；
光电效应
一、选择题
1.用如图所示装置做光电效应实验，下述正确的是（ ）
A.光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的
B.实验现象揭示了光具有波动性
C 实验中，光电子从锌板逸出，验电器带正电
D.实验中，若用可见光照射锌板，也能发生光电效应
【答案】C
【解析】
【详解】A、光电效应是由赫兹首先发现的，故A错误．B、光电效应现象揭示了光具有粒子性，故B错误．C、光电效应现象中，光电子从锌板逸出，验电器带正电，故C正确．D、光电效应中应该用紫外线照射锌板，当用可见光时，频率降低，小于极限频率，则不满足光电效应反生条件．故D错误．故选C．
8.在光电效应实验中，分别用频率为va、vb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb．h为普朗克常量．下列说法正确的是（）
A. 若va＞vb，则一定有Ua＜Ub
B. 若va＞vb，则一定有Eka＜Ekb
光电效应练习题(含详解)
光电效应练习题(含详解)题目1一束波长为400 nm的光照射到金属表面，下列说法中正确的是：A. 金属中的自由电子所受的引力将电子束反射回光源B. 电子从金属中逸出所需的能量与光束的频率无关C. 光电效应是指金属在光照射下产生的电磁波D. 光电效应的实验证明了光是由微粒组成的正确答案：B解析：根据光电效应的基本原理，光照射到金属表面时，能量传递给金属中的电子，使其逸出金属，形成光电流。
根据爱因斯坦的光电效应理论，逸出金属所需的最小能量与光的频率有关，而与光的强度无关。
因此，选项B是正确的。
题目2以下哪一项是光电效应的应用之一？A. 太阳能电池B. 望远镜C. 激光器D. X射线机正确答案：A解析：太阳能电池是利用光电效应将光能转化为电能的装置，因此是光电效应的一种应用。
选项B的望远镜和选项C的激光器并没有直接与光电效应相关，而选项D的X射线机是利用X射线的特性进行成像和诊断的，与光电效应不同。
题目3下列哪个物理学家对光电效应做出了重要贡献？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 麦克斯韦D. 狄布罗意正确答案：B解析：爱因斯坦是对光电效应做出了重要贡献的物理学家。
他提出了能量子概念，并根据实验观测结果提出了光电效应的理论解释，被称为光电效应的创立者。
选项A的牛顿是光的色散等问题的研究者，与光电效应不直接相关；选项C的麦克斯韦是电磁学方程的发现者，与光电效应不直接相关；选项D的狄布罗意是波粒二象性理论的提出者，对光电效应的研究没有直接的贡献。
题目4光电效应中，光子的能量与下列哪个物理量成正比？A. 光的波长B. 光的频率C. 光的强度D. 光的速度正确答案：B解析：根据光电效应的基本原理，光子的能量与光的频率成正比，与光的波长无关。
光的频率越大，光子的能量越大，逸出金属所需的能量也越大。
因此，选项B是正确的。
光电效应例题及习题解析共33页文档
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人Байду номын сангаас话。——笛卡儿
光电效应例题及习题解析
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
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光电效应经典例题解析
例题精选【典型例题1】已知LC振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化曲线如图所示，则：（A）a、c两时刻电路中电流最大，方向相同（B）a、c两时刻电路中电流最大，方向相反（C）b、d两时刻电路中电流最大，方向相同（D）b、d两时刻电路中电流最大，方向相反分析与解：应理解LC振荡电路电磁振荡时，电容两板电量最多时，是两板间电压最高，板间电场能最大的时刻，在放电结束（两极电量为零时）瞬间是线圈中电流最大，磁场能最大的时刻，b时刻是将要反向充电时刻，d时刻是将要正向充电时刻，因此选项D是正确的，在解题时不妨在电路上画出a时刻1极板带正电情况以帮助分析放电、充电的振荡电流方向情况．【典型例题2】要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是：（A）自感系数L和电容C都增大一倍．（B）自感系数L和电容C都减小一半．（C）自感系数L增大一倍，而电容C减小一半．（D）自感系数L减小一倍，而电容C增大一倍．分析与解：由于LC振荡电路频率一般较高，周期很短，用周期多少秒很不方便，因此在LC振荡电路中通常用频率公式而不象单摆振动用周期公式，这是应当注意区别的，此题问周期，则可将改写成进行讨论就方便了，显然正确答案应为A．【典型例题3】设是两种单色可见光1．2在真空中的波长，若，则这两种单色光相比（A）单色光频率较小（B）玻璃对单色光1折射率较大（C）在玻璃中，单色光1的传播速度较大（D）单色光1的能量较大分析与解：应掌握电磁波（光波）频率、波速、波长关系：（真空中），由题意及此式，可判断出，即单色光1频率较小．媒质折射率随频率增大而增大，因此说法B错误，值得注意的是光进入媒质后频率不变（颜色不变）但波速改变，由知，即频率越高，折射率越大、波速越小，说法C正确，光子能量，单色光1频率低，能量较小，因此说法D错误，此题正确答案应为A、C．【典型例题4】关于光谱，下面说法中正确的是（A）炽热的液体发射连续光谱（B）太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素（C）明线光谱和暗线光谱都可用于对物质成分进行分析（D）发射光谱一定是连续光谱分析与解：显然，这是一个考查对光谱知识了解情况的问题，考生在复习时，应知道的基本物理常识要重视，不能以为简单就可以不认真复习掌握了．正确答案应为A、C．【典型例题5】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，应（A）改用红光照射（B）增大绿光强度（C）增大光电管上的加速电压（D）改用紫光照射分析与解：此题也只是考查了光电效应实验中的实验规律及光子论解释，显然要增大光电子初动能，只能增大入射光子的频率，正确答案应为D．【典型例题6】使金属钠产生光电效应的光的最长波长是5000埃，因此，金属钠的逸出功J，现在用频率在Hz到Hz范围内的光照射钠，那么，使钠产生光电效应的频率范围是从__________Hz到__________Hz．（普朗克恒量J·s）．分析与解：按照光子论对光电效应的解释，逸出功等于截止频率光子的能量，即由题给条件，可求出J，在给出频率范围中，只有大于截止频率的光，才能使金属钠产生光电效应，因Hz，故能使金属钠产生光电效应的频率范围为Hz到Hz，题目难度虽不大，但要求准确理解光电效应的有关知识，特别是应注意幂指数运算问题不要出错．【典型例题7】玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有（A）原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量．（B）原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的．（C）电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子．（D）电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率．分析与解：本题检查学生是否知道玻尔模型的三个重要假设，正确答案为A、B、C．【典型例题8】Th（灶）经过一系列和衰变，变成Pb（铅）（A）铅核比钍核少8个质子（B）铅核比钍核少16个中子（C）共经过4次衰变和6次衰变（D）共经过6次衰变和4次衰变分析与解：应掌握原子核符号脚标意义，以及衰变时根据电量与质量守恒列出关系式，在多次衰变时，可设经历x次衰变与y次衰变，再列式就容易解答了，此题答案应为A、B、D．【典型例题9】在卢瑟福的粒子散射实验中，有极少数粒子发生大角度偏转，其原因（A）原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上（B）正电荷在原子中是均匀分布的（C）原子中存在着带负电的电子（D）原子只能处于一系列不连续的能量状态中分析与解：粒子散射实验是建立“原子核式结构”理论的重要实验，极少数粒子发生大角度偏转，说明粒子受到很大的库仑斥力，极“少数”意味着粒子接近核的机会很少，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的粒子上．选项A正确．【典型例题10】右图中给出氢原子最低的四个能级．氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有__________种，其中最小的频率等于__________赫．（保留两个数字）分析与解：氢原子中电子根据吸收光子能量不同，可以跃迁至任一较高能级，当氢原子处于较高能级时，也可能因释放光子能量不同，跃迁至不同较低能级，因而在题给四个较低能级间跃迁时，存在多种可能性．可以从最高能级逐级向下考虑：当时，有、、三种可能性；当时，有、二种可能性；当时，只有一种可能性．故有释放六种频率光子可能性．其中频率最小的光子相应能量也最小，即从跃迁至．由公式可求出最小频率为Hz．【典型例题11】裂变反应是目前核能利用中常用的反应．以原子核U为燃料的反应堆中，当U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：U ＋n →Xe ＋Sr ＋n235.o439 1.0087 138.9178 93.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）．已知lu的质量对应的能量为MeV，此裂变反应释放出的能量是______________MeV．分析与解：重核裂变时有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，相应的质量亏损对应释放的能量．应先计算质量亏损：（u）由题给lu的质量对应的能量为MeV可得：MeV MeV【典型例题12】一束光从空气射向折射率的某种玻璃的表面，如图1所示，i代表入射角，则：（A）当时会发生全反射现象（B）无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°（C）欲使折射角，应以的角度入射（D）当入射角时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直分析与解：此题综合检查了反射定律、折射定律、全反射现象等知识，难度不很大，但要求准确掌握有关知识，全反射发生条件是从媒质射向空气，因此说法A错误．根据折射定律：有，入射角最大不超过90°，因此，，即折射角不会超过45°，所以 B是正确的．当时，，故，说法C亦正确．为了分析说法D是否正确，应先画图分析一下，在图2中可以看出，如果反射光线跟折射光线恰好互相垂直，从几何关系可以得到，所以，代入折射定律公式有：因此，说法D正确，此题为多选题，正确答案为B．C、D．【典型例题13】为了观察门外的情况，有人在门上开了一个小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直，如图所示．从圆柱体底面中心看出去，可以看到门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角．已知该玻璃的折射率为n，圆柱体长为l，底面半径为r，则视场角是A、 B、C、 D、分析与解：根据题意作出如图所示的光路示意图，其中视场角边缘的两条光线射到玻璃的左表面上，经折射后到玻璃右表面的中轴线O处，即到达眼睛所在处．图中角i即为视场角．根据光的折射定律，，由几何关系知：，因此 sin i=n sinβ，得：i=．本题的答案是B．【典型例题14】在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿色），这时A、只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B、红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D、屏上无任何光亮分析与解：干涉现象是两列波长相等的光叠加而产生的现象，现在一条缝只能透过红色，另一条缝只能透过绿色，这两束光的波长不相等，不能发生干涉现象，因此任何双缝干涉条纹都不存在，但两缝分别透过了红色和绿色，屏上仍然有光亮．本题的正确答案是C．(本题考查对光的干涉现象及其产生的条件进行考查，对于平时学习只死记一些结论的考生，解答此题会出现一些困难，因为课本上没有讲过这类问题．但如果学习时能够真正理解干涉现象的产生条件，回答此题就不会有困难．)【典型例题15】图1中AB表示一直立的平面镜，是水平放置的米尺（有刻度的一面朝着平面镜，MN 是屏，三者互相平行．屏MN上的ab表示一条竖直的缝（即a、b之间是透光的）．某人眼睛紧贴米尺上的小孔S（其位置见图），可通过平面镜看到米尺的一部分刻度．试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位，并在上把这部分涂以标志．分析与解：在分析人眼在确定位置可看到范围时，通常可运用光路可逆原理，设想人眼处有一点光源，该点光源发出光束能照射到的区间，也是能射入人眼光线的范围．本题中分析能观察到平面镜中尺子像的范围，有两种方法：一是作出尺子与障碍屏的像，考虑人眼处点光源发出光束能照射到镜中尺子的区间；二是作出人眼处点光源的像，考虑镜中人眼处点光源发出光束能照射到尺子的区间，分别如图2、图3所示，在作图时特别需要注意障碍屏缺口两端对光线的限制．【典型例题16】现有m=0.90kg的硝酸甘油（C3H5（NO3）3）被密封于体积V0=4.0×10-3m3的容器中，在某一时刻被引爆，瞬间发生激烈的化学反应，反应的产物全是氮、氧…等气体．假设：反应中每消耗1kg硝酸甘油释放能量U=6.00×106J/kg；反应产生的全部混合气体温度升高1K所需能量Q=1.00×103J/K；这些混合气体满足理想气体状态方程(恒量)，其中恒量C=240J/K．已知在反应前硝酸甘油的温度T0=300K．若设想在化学反应后容器尚未破裂，且反应释放的能量全部用于升高气体的温度．求器壁受到的压强．分析与解：化学反应完成后，硝酸甘油释放的总能量：W=mU,设反应后气体的温度为T，根据题意，有W=Q(T-T0)，器壁所受的压强：p=CT/V0．解以上三式并代入数据进行计算，得p=3.4×108Pa．（本题是比较典型的“信息题”，题目中涉及到了硝酸甘油爆炸的激烈的化学反应，但仔细读过此题后，可以看出解答这个题并不需要了解具体的化学反应过程，也不需要记住气体状态方程的具体形式（题目中给出了一定质量理想气体的状态方程的形式），但此题对考生的理解能力要求较高，其中“反应产生的全部混合气体温度升高1K所需能量Q=1.00×103J/K”这句话很重要，这里我们要联系物体温度升高吸收的热量的公式：Q吸=cmΔT，这里c是物质的比热、m是物质的质量，本题给出的Q值实际上是c、m的乘积，它称为“热容量”，把Q吸换成W，就得到W=Q(T-T0)的关系式．）。
光电效应习题（有答案）
光电效应习题（有答案）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.⑵能量子的大小：尸h v其中V是电磁波的频率，h称为普朗克常量.h= 6.63X 10「34 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.光子的能量为尸hv,其中h是普朗克常量，其值为 6.63X 10一34 J 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、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U c.(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0.60V时，电流表读数为零.(1)求此时光电子的最大初动能的大小；⑵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E km,阴极材料逸出功为W o当反向电压达到U0= 0.60 V以后，具有最大初动能的光电子达不到阳极，因此eU0 = 由光电效应方程知E km = hb W彳I- 吩—由以上—式得E km = 0.6 eV, W0= 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0(0> 0)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0( 0< 0)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Bc解析用波长为0的光照射阴极K，电路中有光电流，说明入射光的频率=0大于金属的极限频率，换用波长为0的光照射阴极K，因为0> 0,根据v= ￡可知，波长为0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、(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 )表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。
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右图中，锌板带正电，验电器也带正电。
光电效应中，金属板发射出来的电子叫光电子，光电子的定向移动可以形成光电流。
相关知识：电磁波按照频率依次增大（波长依次减小）的顺序排列：无线电波→红外线→可见光→紫外线→x射线→γ射线可见光又分为7中颜色：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
光的频率和颜色是对应关系，一个频率对应一种光的颜色。
单色光就是单一频率的光。
光照强度：单位时间内照射到单位面积上的光的能量。
（光线和接收面垂直时）通俗讲，光照强度大就是光线密集的意思。
房间里开一盏灯时没有开两盏灯光照强度大。
光电效应的规律：（右图为研究光电效应的电路图）1．光电管中存在饱和电流。
当光照强度、光的颜色一定时，光电流随着AK极之间的电压增大而增大，但是当电压增大到一定程度以后，光电流就不再增大了，光电流能达到的最大值叫饱和电流。
控制光的颜色，饱和电流与光照强度有关，光照越强则饱和电流越大。
2．光电管两端存在着遏止电压。
当A、K极之间电压为零时，光电流并不为零。
当在A、K极加反向电压时，即A极为负极板，K极为正极板时，光电子在两极之间减速运动。
反向电压越大，光电流越小，当反向电压达到某一值时，光电流消失，能够使光电流消失的反向电压叫遏止电压，用U C表示。
遏止电压与光照强度无关，只与入射光的频率有关，频率越大则遏止电压越大。
右图中，甲乙丙三种光的频率大小关系？甲、乙的光照强度大小关系？乙、3．金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与光照强度和光照时间无关。
当入射光的频率低于某一值时，无论光照多强，时间多长都不会发生光电效应。
而这一值叫做截止频率，又叫极限频率，用νc表示。
4．如果入射光的频率超过了截止频率，无论光照强度多么弱，发生光电效应仅需10-9s。
爱因斯坦为了解释光电效应，提出了光子说：1．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量E=hν。
ν指光的频率。
2．金属中的自由电子吸收光子能量时，必须是一次只能吸收一个光子，而且不能累计吸收。
3．光子不能再分，自由电子吸收光子时要么是全部吸收，要么不吸收。
4．自由电子吸收光子仅需10-9s。
光子说对光电效应的解释：1．当光照颜色一定时，光照越强，则单位时间内照射到金属上的光子数越多，光子数越多则发射出来的光电子数越多。
所以光电流就越大。
当A、K极间的电压大到一定程度后，所有的光电子都能从K极到达A极，出现了饱和电流。
光照越强，光子数、光电子数相应越多，则饱和电流增大。
2．自由电子吸收了光子能量后，能够从金属内部逃逸出来。
自由电子从金属中逃逸出来的过程中，要克服原子核对它的引力做功。
自由电子从金属中逃逸出来的过程中所要克服引力所做功的最小值，叫金属的逸出功，用W0表示。
逸出功是由金属本身决定的，不同的金属有不同的逸出功。
若要自由电子能够从金属中逃逸出来，则自由电子吸收的光子能量E=hν必须大于金属的逸出功W0。
因此金属存在着截止频率，hνc= W0。
当光子能量hν> W0时，才能发生光电效应。
电子从金属中逃逸出来后剩余的动能，由能量守恒定律可知：E K=hν-W，其中W指自由电子逃逸过程中克服引力做的功，当W最小时，电子剩余的动能则越大，所以，电子的最大初动能E Km=hν-W0。
3．在光电管中，当在、K极加反向电压时，电场力对电子做负功，当反向电压达到遏止电压U C时，光电子恰好不能到达A 极。
如右图，A极接电源负极。
则遏止电压U C满足：-eU C=0-E Km= hν-W0，所以，遏止电压只与入射光的频率有关，与光照强度和光照时间无关。
玻尔氢原子理论：产生背景：原子的发光光谱是线状谱，即，原子发出的光的频率（或波长）只能是一些不连续的特定值。
每一种原子都有自己独特的线状谱，就好像每一个人都有属于自己独特的指纹一样。
玻尔为了解释原子光谱的规律，提出了玻尔氢原子理论。
1．轨道量子化假设：原子核外的电子只能在一些不连续的、特定的轨道上绕核匀速圆周运动。
好像这些轨道是由上帝安排好的一样。
2．定态假设：电子在那些特定轨道上运动时，不会向外辐射电磁波，整个原子的能量不会减少，原子处于相对稳定状态，简称定态。
3．能量量子化假设：电子在那些特定轨道上运动时，原子的能量也有一些不连续的特定值与之对应。
原子的能量也只能是一些不连续的特定值。
电子的轨道不同，原子的能量也不同。
原子的能量指：电子的动能和电子与原子核系统的电势能。
玻尔认为，电子绕原子核的运动规律与卫星绕地球的运动规律相似。
轨道半径越大，则电子的动能越小，而电势能越大，因为从低轨道到高轨道时引力做负功。
第1轨道第2轨道∞轨道由微积分计算可知，轨道半径增大的过程中，势能增加的多而动能减小的少，所以轨道半径越大时，原子的能量越大。
玻尔以∞轨道为电势能的零点，电子在∞轨道时，动能也是零，所以在∞时原子的能量为零。
以∞轨道为电势的零点，玻尔还计算出电子在第一轨道时，原子的能量为。
电子在第n 轨道时，原子的能量为12n E E n ，其中n 是轨道数，也叫量子数。
4． 能级与跃迁：原子的每一个能量值，叫做原子的能级。
电子在低轨道时，原子的能量值较小，叫低能级状态。
电子在高轨道时，原子的能量值较大，叫高能级状态。
高与低都是相对的。
电子只能在那些特定的轨道上，所以电子从一个轨道到另一轨道时，好像没有中间过程，叫轨道跃迁。
5．基态与激发态：电子在第1轨道上时，原子处于第1能级状态，此时原子最稳定，不会向外辐射能量，叫基态。
电子处在2、3……轨道上时，原子处在相对较高的能级状态，叫激发态。
6．原子从外界吸收能量时，电子会从低轨道向高轨道跃迁，原子就从低能级跃迁到了高能级。
而处于高能级的原子会自发地向低能级跃迁。
当原子从高能级向低能级跃迁时，原子的能级会减小，而减小的能量就以光子的形式辐射出去。
跃迁一次就会发出一个光子。
根据能量守恒可知，原子辐射的光子能量E=h ν=两个能级的差值。
氢原子的能级是一些特定值，所以能级差也是一些不连续的特定值，所以原子发光的光谱是线状谱。
玻尔计算的氢原子的光谱与实际试验观察完全吻合，玻尔因此获得诺贝尔奖。
原子吸收光子的能量时，也是选择一定频率的，不是任意能量的光子都可以吸收。
经典例题：1．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，则( )A ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0C ．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大D ．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍2． 如图所示，当电键K 断开时，用光子能量为 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 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。
由此可知阴极材料的逸出功为（ ）A ． eVB ． eVC ． eVD ． eV3．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4．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子只能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kA 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，h 为普朗克常量，e 为电子电量）（ ） =e w e h -υ B U=ew e h -υ2 C. U=52h w e e υ- D. U=5h w e e υ- 5．已知金属甲发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系如直线1所示。
现用某单色光照射金属甲的表面，产生光电子的最大初动能为E 1，若用同样的单色光照射金属乙表面，产生的光电子的最大初动能E 2，如图所示。
则金属乙发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系图线应是（ ）A ．aB ．bC ．cD ．上述三条图线都有可能6．下列关于光电效应的陈述中，正确的是( )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定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7． 氢原子能级图的一部分如图所示，a 、b 、c 分别表示在不同能级之间的三种跃迁途径，设在a 、b 、c 三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是E E E a b c 、、和λλλa b c 、、，则（ ）A. λλλb a c =+B. 111λλλb a c =+C. λλλb a c =⋅D. E E E b a c =+8． 用能量为12eV 的光子照射处于基态的氢原子时，则下列说法中正确的是（ ）A. 使基态电子电离B. 使电子跃迁到n ＝3的能级C. 使电子跃迁到n ＝4的能级D. 电子仍处于基态9．用总能量为13eV 的一个自由电子与处于基态的氢原子发生碰撞（不计氢原子的动量变化），则电子可能剩余的能量（碰撞中无能量损失）是（ ）A. 10.2eVB.C.D.10．氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有（ ）A. 放出光子，电子动能减少，原子势能增加，且动能减少量小于势能的增加量B. 放出光子，电子动能增加，原子势能减少，且动能增加量与势能减少量相等C. 吸收光子，电子动能减少，原子势能增加，且动能减少量小于势能的增加量D. 吸收光子，电子动能增加，原子势能减少，且动能增加量等于势能的减少量10.光子能量为E 的一束单色光照射到容器中的氢气上，氢原子吸收光子能量后处于激发态，并能发射光子．现测得该氢气发射的光子共有3种，其频率分别为1ν、2ν、3ν ，且321ννν>>，那么入射光光子的能量E 值是（设普朗克常量为h ）（ ） A 、)(321ννν++h B 、)(32νν+h C 、1νh D 、3νh课堂练习：1． 当用具有能量的光子照射n ＝3激发态的氢原子时，氢原子（ ）A. 不会吸收这个光子B. 吸收该光子后被电离，电离后的动能为C. 吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零D. 吸收该光子后不会被电离2．氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光。