高中物理 光电效应习题及解析
(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。
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
高中物理光电效应课后习题答案及解析
高中物理光电效应课后习题答案及解析练习与应用1．在光电效应实验中，如果入射光的波长确定而强度增加，将产生什么结果？如果入射光的频率增加，将产生什么结果？解析：如果入射光的波长确定而强度增加，则光电效应时，单位时间内逸出的光电子会增多（光的频率大于金属极限频率），若原入射光的频率小于金属极限频率，则强度增加时仍不会有光电子逸出。
如果入射光的频率增加，根据E km=hν-W0可知逸出光电子的最大初动能会增大。
2．金属A在一束绿光照射下恰能发生光电效应，现用紫光或红光照射时，能否发生光电效应？紫光照射A、B 两种金属都能发生光电效应时，为什么逸出金属表面的光电子的最大速度大小不同？解析：紫光光子频率大于绿光光子频率，紫光光子能量大于绿光光子能量，红光光子频率小于绿光光子频率，红光光子能量小于绿光光子能量。
因此，用紫光照射时能发生光电效应，用红光照射时不能发生光电效应。
由光电效应方程E k=hν-W0可知,A、B两种金属的截止频率不同，故用同种光照射时，逸出的光电子最大初动能不同，光电子的最大速度大小不同。
3．铝的逸出功是4.2 eV，现在将波长为200 nm 的光照射铝的表面。
1/ 32 / 3（1）求光电子的最大初动能。
（2）求截止电压。
（3）求铝的截止频率。
解析：（1）根据爱因斯坦光电效应方程得：光电子的最大初动能为 Ek=hcλ−W 0=3.3×10-19J（3）当光电子逸出时的动能为零时，再减小照射光的频率便不1015Hz ．4．根据图4.2-1所示的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）频率已知的光来进行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。
解析：在此电路的光电管上施加反向电压，用已知频率为ν1的光照射阴极K ，调节电压大小，直到光电管刚好无电流通过，测出此时的遏止电压U 1，用另一已知频率为ν2的光照射，测出遏止电压U 2，根据光电效应方程得：E k1=h ν1-W 0=eU 1，E k2=h ν2-W 0=eU 2，联立两式解得：h==e(U 1−U 2)ν1−ν2。
光电效应习题(有答案)..
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ε叫做能量子．(2)能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.63×10－34J·s.2、光子说：(1)定义：爱因斯坦提出的大胆假设。
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ε＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10－34J·s.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定C．光子的能量与光的频率成正比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→光子能量大→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→光子数目多→产生的光电子多→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．二、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；(2)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W0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＝E km由光电效应方程知E km ＝hν－W 0由以上二式得E km ＝0.6 eV ，W 0＝1.9 eV.2、如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0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λ1(λ1>λ0)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λ2(λ2<λ0)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λ0的光照射阴极K ，电路中有光电流，说明入射光的频率ν＝c λ0大于金属的极限频率，换用波长为λ1的光照射阴极K ，因为λ1>λ0，根据ν＝c λ可知，波长为λ1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a4、 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。
高二物理光电效应试题答案及解析
高二物理光电效应试题答案及解析1.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为v，则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2v0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hvC．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【答案】AB【解析】因为某金属产生光电效应的极限频率为v0，则存在W=hv，故当用频率为2v的单色光照射该金属时，一定能产生光电子，A正确；且此时所产生的光电子的最大初动能为Ek =2hv－W= hv，故B也正确；逸出功是电子从材料表面逸出所需的最小能量，它不随光照频率的变化而变化，故C错误；根据爱因斯坦的光电效应方程得Ek=hv－W，可见，当v增大一倍，则光电子的最大初动能并不能增大一倍，D错误。
【考点】光电效应。
2.（6分）在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ。
已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h。
①该金属的逸出功为________；②若用波长为λ（λ<λ）的单色光做该实验，则其遏止电压为．【答案】①②【解析】①若金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为：若用波长为的单色光做该实验，则逸出光电子的最大初动能为：其遏制电压满足解得：【考点】本题考查光电效应。
3.如右图所示，该装置是利用光电管产生光电流的电路。
下列说法中正确的是（）A．K为光电管的阳极B．通过灵敏电流计G的电流方向从b到aC．若用黄光照射能产生光电流，则用红光照射也一定能产生光电流D．若用黄光照射能产生光电流，则用紫光照射也一定能产生光电流【答案】D【解析】A、电子从K极出来后向A极运动，受到向左的电场力，所以K为光电管的负极，A错误；通过灵敏电流计G的电流方向从a到b，B错误；红光的频率比黄光低，若用黄光照射能产生光电流，则用红光照射不一定能产生光电流，C错误；紫光的频率比黄光高，若用黄光照射能产生光电流，则用紫光照射也能产生光电流，D正确；故选D。
高中物理选修三6.1光电效应及其解释练习5(含答案)
鲁科版（2019）高中物理（选择）必修第三册 6.1光电效应及其解释 同步练习一、多选题1．对某种金属的光电效应，其遏止电压U c 与入射光频率v 的关系图象如图所示．则由图象可知A ．当入射光的频率为012v 时，有光电子逸出 B ．入射光的光照强度增大时，遏止电压增大C ．若已知电子电量e ，就可以求出普朗克常量hD ．入射光的频率为2v 0时，产生的光电子的最大初动能为hv 0二、单选题2．图甲为氢原子的能级图，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，用辐射出的光照射图乙中光电管的阴极K ，阴极K 的材料为钨，钨的逸出功是4.54eV 。
则下列说法正确的是（ ）A ．能使钨发生光电效应的光有4种B ．若将滑动变阻器的滑片右移，电路中的光电流一定增大C ．若将电正、负极反接，电流表示数一定为0D ．逸出的光电子的最大初动能为8.21eV3．为防范新冠病毒的蔓延，额温枪成为重要的防疫装备。
有一种红外测温仪的原理是：任何物体在高于绝对零度（273℃）以上时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，计算出温度数据。
已知人体温正常时能辐射波长为10μm 的红外光，如图甲所示，用该红外光照射光电管的阴极K 时，电路中有光电流产生，得到的电流随电压变化图像如图乙所示，已知346.6310J s h -=⨯⋅，191.610C e -=⨯，则下列说法错误的是（ ）A ．将图甲的电反接，可能不会产生电信号B ．由图乙数据可知该光电管的阴极金属逸出功约为0.01eVC ．波长10μm 的红外光在真空中的频率为13310Hz ⨯D ．若人体温度升高，则辐射红外线的强度增强，光电管转换成的光电流增大三、解答题4．某真空光电管的金属阴极的逸出功是4.0×10－19J ，某种单色光的能量恰好等于这种金属的逸出功.(1)求这种单色光的频率；(2)在光电管的阳极和阴极间加30V 的加速电压，用这种单色光照射光电管的阴极，光电子到达阳极时的动能有多大？5．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm 的绿光照射阴极K ，实验测得流过G 表的电流I 与AK 之间的电势差U AK 满足如图乙所示规律，取h ＝6.63×10﹣34J•s ．结合图象，求：（以下所求结果均保留两位有效数字）（1）每秒钟阴极发射的光电子数；（2）光电子飞出阴极K 时的最大动能为多少焦耳；（3）该阴极材料的极限频率．6．用金属钠作阴极的光电管，如图所示连入电路，已知能使电路中有光电流的最大波长为λ0，若用波长为λ(λ＜λ0)的紫外线照射阴极，求：(已知电子质量为m，电量为e，普朗克常量为h，光速为c.)(1)阴极所释放光电子的最大初动能为多少?(2)要使光电管中的光电流为0，滑片C应向左移还是向右移？当O、C间的电压U1为多大时，电流表中的电流为零？7．如图所示,当双刀双掷开关空置时,若用一平行单色光照射光电管阴极K,发生了光电效应,现将双刀双掷电键拨向bb′,用同样的光照射光电管,并使变阻器的片P自左向右移动,当电压表示数为3.1V时,电路中的电流恰为零,若将电键拨向aa′并移动变阻器的滑片P,使电压表示数变为4.5V,求电子到达A极的最大动能．四、填空题8．用频率均为 但强度不同的甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，__________（选填“甲”或“乙”）光的强度大。
高中物理-专题 光电效应(非选择题)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-5）第六部分 原子物理 专题6.5 光电效应（非选择题）非选择题1.（北京市海淀区2019届高三查缺补漏物理试题）在玻尔的原子结构理论中，氢原子由高能态向低能态跃迁时能发出一系列不同频率的光，波长可以用巴耳末—里德伯公式22111()R k n λ=-来计算，式中λ为波长，R 为里德伯常量，n 、k 分别表示氢原子跃迁前和跃迁后所处状态的量子数，对于每一个k ，有n =k +1、k +2、k +3….其中，赖曼系谱线是电子由n >1的轨道跃迁到k =1的轨道时向外辐射光子形成的，巴耳末系谱线是电子由n >2的轨道跃迁到k =2的轨道时向外辐射光子形成的.（1）如图所示的装置中，K 为一金属板，A 为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，S 为石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板K 上.实验中：当滑动变阻器的滑片位于最左端，用某种频率的单色光照射K 时，电流计G 指针发生偏转；向右滑动滑片，当A 比K 的电势低到某一值U c （遏止电压）时，电流计G 指针恰好指向零.现用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验.若用赖曼系中波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U 1；若用巴耳末系中n =4的光照射金属时，遏止电压的大小为U 2.金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸.电子要从金属中挣脱出来，必须克服这种阻碍做功.使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功.已知电子电荷量的大小为e ，真空中的光速为c ，里德伯常量为R .试求： a ．赖曼系中波长最长的光对应的频率ν1； b ．普朗克常量h 和该金属的逸出功W 0.（2）光子除了有能量，还有动量，动量的表达式为p =λh（h 为普朗克常量）.+ 电源ASa ．请你推导光子动量的表达式p =λh；b ．处于n =2激发态的某氢原子以速度v 0运动，当它向k =1的基态跃迁时，沿与v 0相反的方向辐射一个光子.辐射光子前后，可认为氢原子的质量为M 不变.求辐射光子后氢原子的速度v （用h 、R 、M 和v 0表示）. 【名师解析】（1）a ．在赖曼系中，氢原子由n =2跃迁到k =1，对应光的波长最长，波长为1λ.则有 221111()12R λ=- 所以 143Rλ=所以 1134c cR νλ==b ．在巴耳末系中，氢原子由n =4跃迁到k =2，对应光的波长为2λ，频率为2ν.则有222111()24R λ=-, 22cνλ= 设1λ、2λ对应的最大初动能分别为E km1、E km2.根据光电效应方程有 km110E h W ν=-,km220E h W ν=-根据动能定理有 1km10eU E -=-,2km20eU E -=- 联立解得1216()9e U U h cR -=，0121(4)3W e U U =-.（2）a ．根据质能方程有2E mc = 又因为 hcE h νλ== ,p mc =,所以hp λ=.b ．光子的动量34h hRp λ==根据动量守恒定律有0M M p =-v v 解得034hRM =+v v .2.（2019·北京西城区4月模拟）可利用如图l 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E k .(2)在图l 装置中，通过改变电源的正、负极，以及移动变阻器的滑片，可以获得电流表示数与电压表示数U 之间的关系，如图2所示，图中U c 叫遏止电压.实验表明，对于一定频率的光，无论光的强弱如何， 遏止电压都是一样的.请写出爱因斯坦光电效应方程，并对“一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的”做出解释.(3)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U c 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 3所示的图线.已知电子的电量e=1.6xl0-19C ，求普朗克常量h.（将运算结果保留l 位有效数字.）【思路点拨】解决此题的关键有两点：准确理解爱因斯坦光电效应方程的规律及其应用，第二要通过ν~cU 图像找到ν~cU的关系函数.【解析】(1)a.由于A 为电源正极，K 为电源负极，故光电子在A 、K 间做加速运动. b.由动能定理得E k =eU.(2)爱因斯坦光电效应方程0W h E k -=ν遏止电压对应为具有最大初动能的光电子由K 极板运动到A 极板时动能减为0的电压,根据动能定理有: E k =eU c联立解得U c =eW e h-ν 可见,对于确定的金属来说,一定频率的光,无论光的强弱如何,遏止电压都是一样的. (3)由U c =eW e h 0-ν，可知斜率为普朗克常量与元电荷之比 由图像求得斜率k =4×10-15 V·s故普朗克常量h =ke=4×10-15×1.6×10-19 J·s=6×10-34 J·s.【核心素养解读】本题从光电效应的本质属性、内在规律及相互关系的认识上建构理想的功能关系模型，通过综合分析、推理论证等进行科学思维方法的内化；“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素，体现了学科核心素养.3．如果一个中子和一个质量为10 g 的子弹都以103 m/s 的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多少？(中子的质量为1.67×10－27kg)【名师解析】 中子的动量p 1＝m 1v ， 子弹的动量为p 2＝m 2v ，由公式λ＝hp 知，中子和子弹的德布罗意波长分别为λ中＝h p 1和λ子＝h p 2，因此可得到λ中＝h m 1v ，λ子＝hm 2v ，代入数据得：λ中＝4.0×10－10m λ子＝6.63×10－35m 。
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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。
13.（多选）某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象．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，此时电压表的电压值U称为遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m、电荷量为e，则下列说法中正确的是（ ）
3.如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转．则以下说法正确的是（ ）
A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大
B. 如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数
C. 将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大
D. 将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零
【答案】C
【解析】
根据题意，当电压表读数大于或等于 时，即为反向电压为 时，从金属出来的电子，在电场阻力作用下，不能到达阳极，则电流表示数为零；根据动能定理，则有光电子的初动能为： ；根据爱因斯坦光电效应方程有： 故A、B、D错误，C正确．故选C．
【点睛】光电子射出后，有一定的动能，若能够到达另一极板则电流表有示数，当恰好不能达到时，说明电子射出的初动能恰好等于克服电场力做的功，然后根据爱因斯坦光电效应方程即可正确解答．正确理解该实验的原理和光电效应方程中各个物理量的含义是解答本题的关键，注意理解电流表示数为零的含义．
5.关于光电效应，下列说法正确的是
A.光照时间越长光电流越大
B.入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
C.金属中的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属
D.不同频率的光照射同一种金属时，若均能发生光电效应，则频率越高，光电子的最大初动能越大
【答案】D
11.（多选）在做光电效应的实验时，某种金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能 与入射光的频率 的关系如图所示，由实验图象可求出
A. 该金属的极限频率和极限波长
B. 普朗克常量
C. 该金属的逸出功
D. 单位时间内逸出的光电子数
【答案】ABC
【解析】
【详解】AC．根据 得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于E．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 由 可求得极限波长，故A、C正确．
B． 故B正确．
D．单位时间内逸出的光电子数，与入射光的强度有关，故D错误．
故选ABC．
12.（多选）如图所示是甲、乙两种金属的光电子的最大初动能与入射光频率的关系图象，由图象可知（ ）
A. 无论用什么金属做实验，图象的斜率不变
B. 同一色光照射下，甲金属发射的光电子的最大初动能比乙金属发射的光电子的最大初动能大
B.a光光子的频率小于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度
C.如果使b光的强度减半，则在任何电压下，b光产生的光电流强度一定比a光产生的光电流强度小
D.另一个光电管加一定的正向电压，如果a光能使该光电管产生光电流，则b光一定能使该光电管产生光电流
【答案】D
【解析】
试题分析：由图像可得b光照射光电管时反向截止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以b的频率大，光子的能量大．由图像可知，a光的饱和光电流大于b光，故a的光强大于b光，故AB错误；如果使b光的强度减半，则只是b光的饱和光电流减半，在特定的电压下，b光产生的光电流强度不一定比a光产生的光电流强度小，选项C错误；因b光的频率大于a光，故另一个光电管加一定的正向电压，如果a光能使该光电管产生光电流，则b光一定能使该光电管产生光电流，选项D正确；故选D．
7.如图，当电键S断开时，用光子能量为3.1eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零 合上电键，调节滑动变阻器，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，电流表读数为零 由此可知阴极材料的逸出功为( )
A. 1.9eVB. 0.6eVC. 2.5eVD. 3.1eV
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．
C. 要获得相等的最大初动能的光电子，照射甲金属的光的频率要比照射乙金属的光的频率大
D. 甲金属的逸出功比乙金属的逸出功大
【答案】AB
【解析】A、根据 可以知道， 图象的斜率表示普朗克常量，无论用什么金属做实验，图象的斜率不变，故A正确；
B、同一色光照射,则入射光频率相等，根据 结合乙的逸出功比甲大可知，甲金属发射的光电子的最大初动能比乙金属发射的光电子的最大初动能大，故B正确；
【解析】
A、在发生光电效应的情况下，入射光的强度越高，单位时间内发出光电子的数目越多，光电流才越大，与光照时间长短无关；故A错误．B、入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越少；故B错误．C、每个电子可以吸收一个光子，当它入射光的能量大于逸出功，就能逸出金属；故C错误．D、根据光电效应方程得， ，当频率越高，光电子的最大初动能越大；故D正确．故选D．
D. 若va＞vb，则一定有
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由爱因斯坦光电效应方程 可知，若W0相同，
va＞vb，则Eka＞Ekb，遏止电压用于反映最大初动能的大小；
，则Ua＞Ub，故A错误，B错误；
C．若Ua＜Ub，则Eka＜Ekb，故C正确；
D．W0=hv－Ek，由于金属的逸出功由金属材料本身决定，故D错误．
6.现用某一光电管进行光电效应实验，当用频率为v的光照射时，有光电流产生．下列说法正确的是（ ）
A. 光照时间越长，光电流就越大
B. 减小入射光的强度，光电流消失
C.Hale Waihona Puke 用频率小于v的光照射，光电效应现象消失
D. 用频率为2v的光照射，光电子的初动能变大
【答案】D
【解析】
试题分析：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，根据光电效应方程知，光子频率越大，光电子的最大初动能越大，光强度会影响单位时间内逸出的光电子数目．
故选AC．
【点睛】本题主要考查光电效应．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，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；本题涉及的光电效应知识较多，很多结论都是识记的，注意把握现象的实质，明确其间的联系与区别；平时积累物理知识．
10.（多选）三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1＞λ2＞λ3）．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是（ ）
D．电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移一些，此时的电压可能小于反向截止电压，则电流表仍可能有示数，故D正确．
4.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．下列说法中正确的是( )
A.a光光子的频率大于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据光电效应实验得出的结论：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，故A正确，B错误；
C．根据爱因斯坦光电效应方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C正确；
D．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，保持入射光的光强不变，若低于遏止频率，则没有光电流产生，故D错误．