2022-2023學年魯科版選擇性6.1光電效應及其解釋練習

6.1光電效應及其解釋練習

一、單選題

1.在圖示的光電效應實驗中，將滑動觸頭P移到。端。用單色光M照射陰極K時，電流計G的指針不會

發(fā)生偏轉；將滑動觸頭P移到人端，用單色光N照射陰極K時，電流計G的指針會發(fā)生偏轉，則下列說法

正確的是（）

A.M光的強度一定小于N光的強度

B.M光的頻率一定大于N光的頻率

C.用N光照射陰極K時將P移到。端，電流計G的指針一定會發(fā)生偏轉

D.用M光照射陰極K時將P移到C處，電流計G的指針可能會發(fā)生偏轉

2.某種金屬發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能與與入射光頻率丫的關系如圖所示，從w為己知量。

由圖線信息可知（）

A.逸出功Wa=E

B.圖像的斜率表示普朗克常量的倒數

C.圖中E與吻的值與入射光的強度、頻率均有關

D.若入射光頻率為3血，則光電子的最大初動能為3E

3.用如圖所示的裝置研究光電效應現象，當用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時，電流表G的讀數

為0.2mA,移動變阻器的觸點c,當電壓表的示數大于或等于0.7V時，電流表讀數為0,則（）

A.光電管陰極的逸出功為1.8eV

B.電鍵K斷開后，沒有電流流過電流表G

C.光電子的最大初動能為2.5eV

D.改用能量為1.5eV的光子照射，電流表G也有電流，但電流較小

4.利用如圖甲所示的實驗裝置觀測光電效應，已知實驗中測得某種金屬的遏止電壓S與入射頻率〃之間

的關系如圖乙所示，電子的電荷量為e,則（）

A.普朗克常量為h

B.該金屬的逸出功隨入射光頻率的增大而增大

C.若用頻率是2匕的光照射該金屬，則最大初動能為

D.若要測該金屬的遏止電壓，則電源右端為負極

5.如圖甲是光電效應的實驗裝置圖，圖乙是光電流與加在陰極K和陽極A上的電壓的關系圖像，下列說

法正確的是（）

A.只要增大電壓，光電流就會一直增大

B.不論哪種顏色的入射光，只要光足夠強，就能發(fā)生光電效應

C.由圖線①、③可知在光的顏色不變的情況下，入射光越強，飽和光電流越大

D.由圖線①、②、③可知對某種確定的金屬來說，其遏止電壓只由入射光的強度和頻率決定

6.分別用心仄c三種顏色的光照射某金屬板，當用b光照射時，發(fā)現從金屬表面有光電子逸出，已知三

種光的波長關系是＜乙＜4，則下列判斷正確是

A.用c光照射這個金屬板時，一定不會有光電子逸出

B.用。光照射這個金屬板時,可能沒有光電子逸出

C.如果人光的照射強度越強，相同時間內從金屬表面逸出的光電子數目就會越多

D.如果6光的照射強度越強,從金屬表面逸出的光電子的動能就會越大

7.利用如圖所示的裝置觀察光電效應現象，將光束照射在金屬板上，發(fā)現驗電器指針沒有張開。欲使指針

張開，可（）

A.改用逸出功更大的金屬板材料

驗電器金屬板

B.改用頻率更大的入射光束

C.增加該光束的照射時間

D.增大該光束的強度

二、多選題

8.用相同強度、相同頻率的兩束紫外線分別照射兩種不同金屬表面，產生光電效應時，下列說法正確的是

()

A.兩束光的光子能量相同

B.在單位時間里逸出的電子數相同

C.兩金屬逸出的光電子最大初動能相同

D.從兩金屬表面幾乎同時逸出光電子

9.用如圖所示的裝置研究光電效應現象.所用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上

時發(fā)生了光電效應，電流表G的示數不為零。移動變阻器的觸點c,發(fā)現當電壓表的示

數大于或等于1.7V時，電流表示數為0,則下列說法正確的是（）

A.光電管陰極的逸出功為1.05eV

B.電鍵S斷開后，沒有電流流過電流表G

C.光電子的最大初動能為1.05eV

D.保持入射光強度不變，改用能量為2.5eV的光子照射，電流表G也有電流，但電流較小

E.改用能量為2.5eV的光子照射，移動變阻器的觸點c,電流表G中也可能有電流

10.如圖甲是某小組的同學在探究光電效應現象時的電路，分別用頻率為匕、%的單色光照射真空管的陰

極，陰極發(fā)射出的光電子最大速度之比為1：2。電路中形成的兩條光電流與電壓之間的關系曲線如圖乙所

示，普朗克常量用力表示。則以下說法正確的是（）

A.遏止電壓之比為U甲：（/乙=4：1

B.乙線對應的光強大于甲線對應的光強

C.該金屬的逸出功為4〃匕一"二

3

D.甲線對應入射光的頻率為vi

11.如圖所示.是某金屬在光的照射下產生光電效應，其遏止電壓Uc與入射光頻率v的關系圖象.則由圖

象可知（）

A.遏止電壓與入射光的頻率無關

B.該金屬的逸出功等于hvo

C.圖象的斜率表示普朗克常量h

D.入射光的頻率為3Vo時，產生的光電子的最大初動能為2hvo

12.某同學采用如圖所示的實驗裝置來研究光電效應現象.當用某一頻率的光照射光電管的陰極K時，會

發(fā)生光電效應現象，電流計中有電流通過.閉合電鍵S,在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調節(jié)

滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰好為零，此時電壓表的電壓值稱為反向截止電壓.現

用頻率為丫的綠光照射陰極，測量到反向截止電壓為U,設電子電量為，普朗克常量為/2,則（）

A.逸出的光電子的最大初動能為eU

B.陰極K的逸出功W=

C.如改用紫光照射，則光電子的最大初動能一定增大

D.如改用紫光照射，則陰極K的逸出功一定增大

13.一定強度的激光S（含有兩種頻率的復色光）以相同的角度

同時從O點沿SO方向射入同一塊橫截面為半圓形玻璃柱體，其

透射光線從圓弧上射出A、B兩束光，如圖甲所示?，F讓A、B、

甲乙

S三束光分別照射相同的光電管的陰極（如圖乙所示），其中A光照射恰好有光電流產生，下列說法正確的

有（）

A.B光折射率比A光折射率小

B.B光照射光電管的陰極，一定有光電子打出

C.A光穿過玻璃磚所用的時間比B光穿過玻璃磚所用的時間長

D.S光和A光分別照射光電管的陰極時，A光打出的光電子的最大初動能較大

三、解答題

14.鈣的逸出功是3.2eV，現在用波長100，訪的光照射鈣的表面.

（1）求光電子的最大初動能；

（2）求遏止電壓；

（3）求鈣的極限頻率.

15.鋁的逸出功是3.0eV,現在用波長為300nm的光照射鋁的表面有光電子逸出，其中普朗克常量

〃=6.63x10.34J.S，電子的電荷量為e=i.6xio*c。求:

（1）光電子的最大初動能？

(2)金屬鋁的遏止電壓？

(3)鋁的截止頻率？

16.從1907年起，美國物理學家密立根開始以精湛的技術測量光電效應中的幾個重要物理量。表是按照密

立根的方法進行實驗時得到的某金屬的遏止電壓”和入射光的頻率v的幾組數據。

UJV0.540.640.710.810.88

v/1014Hz5.645.896.106.306.50

(1)在給出的坐標紙中作出Uc-V圖象;

(2)根據所作圖象求出該金屬的截止頻率“；(結果保留三位有效數字)

(3)根據圖象求出普朗克常量的值。(結果保留兩位有效數字)

參考答案

1.C

【詳解】

A.能否發(fā)生光電效應與光的強度無關，故A錯誤；

D.滑動觸頭P移到。端時，A極的電勢高于K極的電勢，用〃光照射時電流計G的指針不會發(fā)生偏轉，

說明M光不能使陰極K發(fā)生光電效應，即M光的頻率低于陰極K的極限頻率，因此尸移到任何位置，電

流計G的指針均不會發(fā)生偏轉，故D錯誤；

B.滑動觸頭P移到。端時，A極的電勢低于K極的電勢，用單色光N照射陰極K時電流計G的指針會發(fā)

生偏轉，說明N光照射時會產生光電效應，即N光的頻率高于極限頻率，因此M光的頻率低于N光的頻

率，故B錯誤；

C.滑動觸頭P移到。端時，加的是正向電壓，用N光照射陰極K時電流計G的指針一定會發(fā)生偏轉，故

C正確。

故選C。

2.A

【詳解】

A.根據愛因斯坦光電效應方程知耳=/川-%，紜=0時有

牝-叫=（）

所以逸出功

由圖可得，當〃=0時

-E=0-叫

所以胸=區(qū)A正確；

B.根據愛因斯坦光電效應方程&=/^-％,任何一種金屬的逸出功Wo一定，說明/隨頻率V的變化

而變化，且成線性關系（與y=ax+b類似），直線的斜率表示普朗克常量，B錯誤；

C.根據A的分析可以知道，E等于金屬的逸出功，所以圖中E與a的值與入射光的強度、頻率均無關，C

錯誤；

D.根據愛因斯坦光電效應方程Ek=hv-W[},若入射光頻率為3%,則光電子的最大初動能為2E,D錯

誤。

故選Ao

3.A

【詳解】

AC.由于光子的能量為2.5eV,當加反向電壓為0.7V時，電流表的讀數為0,即遏止電壓=0.7V,反向

電壓對光子的功等于光子的最大初動能，即

EkSHeV

根據光電效應方程E=紇?,+叱），有

eUc=hv-WQ

在本題中將各參數代入后得

0.7eV=2.5eV-%

可得逸出功

叱）=1.8eV

故A正確，C錯誤；

B.電鍵K斷開后，光電效應還在發(fā)生，所以電路中還有電流，故B錯誤；

D.當入射光的能量小于1.8eV時不發(fā)生光電效應，所以改用能量為1.5eV的光子照射，電流表G沒有電流

流過，故D錯誤。

故選Ao

4.C

【詳解】

A.由愛因斯坦光電效應方程有

E.=hv-W0

在光電管中減速，根據動能定理有

—eUc=0-4

聯立解得

ee

知題圖乙圖線的斜率

匕e

則普朗克常量

h,=——叫L

匕

該金屬的逸出功為

叱）=hvx=eU、

故A錯誤；

B.金屬的逸出功與入射光的頻率無關，故B錯誤；

C.若用頻率是2匕的光照射該金屬，則最大初動能為

5=2儀—％=叫

故C正確；

D.要測該金屬的遏止電壓，應加反向電壓，電源右端為正極，故D錯誤。

故選Co

5.C

【詳解】

A.增大電壓，當電壓增大到一定值，電流達到飽和電流，不再增大，故A錯誤；

B.發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于極限頻率，與入射光的強度無關，故B錯誤。

C.由圖線①、③可知在光的顏色不變的情況下，入射光越強，飽和電流越大，故C正確；

D.根據光電效應方程知

Ekm=hv-Wa=eUc

可知入射光頻率越大，最大初動能越大，遏止電壓越大，可知對于確定的金屬，遏止電壓與入射光的頻率

有關，與入射光的強度無關，故D錯誤；

故選Co

6.C

【解析】A、B、波長關系為人〈人<九，則由4=￡可知，%>%>".6光束照射某種金屬時，能發(fā)生光電

/

效應，根據光電效應的條件入射光的頻率大于極限頻率，c光照射可能發(fā)生光電效應，a光照射一定能發(fā)生

光電效應.故A錯誤，B錯誤；C、相同時間內從金屬表面逸出的光電子數目與入射光的強度有關，如果人

光的照射強度越強，相同時間內從金屬表面逸出的光電子數目就會越多，故C正確.D、根據光電效應方程：

叱），知釋放出的光電子的最大初動能與光的強度無關?故D錯誤?故選C.

【點睛】解決本題的關鍵掌握光電效應的條件，光電效應方程及單位時間內放出光電子的數目由入射光的

強度決定.

7.B

【詳解】

A.改用逸出功更大的金屬板材料，更不可能發(fā)生光電效應現象，指針不能張開，所以A錯誤；

BCD.發(fā)生光電效應現象的條件是入射光的頻率要大于金屬的極限頻率，與入射光的強度無關，與入射光

的照射時間也無關，則改用頻率更大的入射光束，可以使指針張開，所以B正確；CD錯誤；

故選Bo

8.ABD

【詳解】

根據E=hv知，兩束光的頻率相同，則光子能量相同，故A正確.由于兩束光的強度相同，則產生光電效應，

單位時間內逸出的光電子數目相同，故B正確.根據光電效應方程Ekm=hv-Wo,入射光的頻率相同，兩種

金屬的逸出功不同，則逸出的光電子的最大初動能不相同，故C錯誤.光電效應具有瞬時性，光電子的發(fā)

射幾乎是瞬時的，則從兩金屬表面幾乎同時逸出光電子，故D正確.故選ABD.

【點睛】

解決本題的關鍵掌握光電效應的規(guī)律及光電效應方程，知道發(fā)生光電效應的條件，以及知道入射光的強度

影響單位時間內逸出光電子的數目.

9.AE

【詳解】

AC.該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現當電壓表的示數大于或等于1.7V時，電流表示數為0,知道光電

子的最大初動能為1.7eV,根據光電效應方程且=〃丫-%可得

W()=1.05eV

故A正確，C錯誤；

B.電鍵S斷開后，用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應，有光電子逸出，則有電

流流過電流表，故B錯誤；

D.改用能量為2.5eV的光子照射，2.5eV仍然大于逸出功1.05eV,仍然可以發(fā)生光電效應，由于光的強度

相等，而光子的能量減小，則光子的數目增大，打出的光電子的數目增大，所以電流較大，故D錯誤；

E.改用能量為2.5eV的光子照射，2.5eV仍然大于1.05eV,仍然可以發(fā)生光電效應，移動變阻器的觸點c,

電流表G中也可能有電流，故E正確.

故選AE?

10.AC

【詳解】

AD.甲線對應的遏止電壓較大，根據

,,?2

Uce^-mvni

可知，甲線對應的光電子的最大速度較大，則頻率為功的單色光；遏止電壓之比為

。甲：。乙=唳：囁=4：1

A正確，D錯誤;

B.乙線對應的飽和光電流較小，則乙線對應的光強小于甲線對應的光強，B錯誤;

C.對甲線

U^e=^mv；n2=hv2-W0

對乙線

12

u乙e=5相%=僅一%

該金屬的逸出功為

卬一4牝-牝

°3

C正確。

故選AC。

11.BD

【分析】

根據光電效應方程Ekm=hv-W和eUc=EKm得出遏止電壓Ue與入射光頻率V的關系式，從而進行判斷

【詳解】

A、根據光電效應方程Ekm=hV-W,對照圖象可知，該金屬的逸出功W=hVo,由于eUc=EKm,所以遏止電

壓Uc=如一如，當入射光的頻率大于極限頻率V。時，遏止電壓與入射光的頻率成線性關系，故A錯誤，

ee

B正確.

C、因為Uc=如-如，知圖線的斜率等于“，故C錯誤.

eee

D、從圖上可知，逸出功W=hv°,根據光電效應方程，Ekm=hv-hv（）可知，入射光的頻率為3Vo時，產生的

光電子的最大初動能為2/項，故D正確.

故選：B、D

12.ABC

【解析】

【詳解】

A、由于反向截止電壓為U,電子逸出后，根據動能定理可得eU=E*,即逸出的電子的最大初動能為eU,

故A正確；

B、根據公式筋=卬+々.可得，陰極K的逸出功卬=加一且，由于eU=E*,則逸出功卬=癡—eU,

故B正確；

C、由于紫光的頻率大于綠光的頻率，逸出功不變，根據公式法=卬+既可得改用紫光照射，光電子的最

大初動能々一定增加，故C正確；

D、由于金屬的逸出功由金屬本身決定，與照射光的頻率無關，所以改用紫光照射，則陰極K的逸出功不

變，故D錯誤.

13.AC

【詳解】

A.根據幾何光學知識可知，S光是含有兩種頻率的復色光，B光和A光是單色光，由圖可知B光的偏折程

度較小，故B光折射率小，頻率低，故A正確；

B.A光照射光電管恰好有光電流產生，用8光照射同一光電管，不能發(fā)生光電效應，故B錯誤；

c.A光的折射率大，根據丫=￡知，A光在介質中傳播的速度較小，在玻璃中傳播的時間較長，故C正確；

n

D.S光和A光分別照射光電管的陰極時，打出光電子的最大初動能是相等的，都由A光的頻率決定，故D

錯誤。

故選AC。

1815

14.(1)E,?1.48XWJ(2)UC.=9.25V(3)yf*7.72xlOHz

【分析】

根據愛因斯坦光電效應方程求出光電子的最大初動能，結合eU°=Ek求出遏止電壓，根據逸出功與極限頻率

的關系公式求出鈣的極限頻率.

【詳解】

(1)由愛因斯坦光電效應方程為：Ek=hv-Wo

c3x108

可得：Ek=h--WO=6.63X10-34X----------3.2x1.6xlO-|9J-1.48xlO18J

2lOOxlO-9

(2)由eUc=Ek

得遏止電壓為：U,="=Mx'：v=9.25V

'e1.6x10-19

(3)由Wo=hv,.得極限頻率為：v=3=22衛(wèi)駕二“7.72x1

ch6.63x10-34

15.(1)1.83X10-19J;(2)1.14V；(3)0.7xlO15Hz

【詳解】

⑴頻率

3xl85