1、2 光电效应与光的量子说1.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，始终有光电流产生答案 AC解析 保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，单位时间内逸出的光电子变多，饱和光电流变大，A 对；据爱因斯坦光电效应方程 h mv2W 可知，入射光的频率变高，光电12子的最大初动能变大，饱和光电流不变，B 错，C 对；当 hW 时没有光电流产生，D 错2.在光电效应实验中，飞
2、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乙光的频率大于丙光的频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能答案 B解析 当光电管两端加上反向遏止电压光电流为零时，有 mvm2eU 0，对同一光电管(逸出12功 W 相同) 使用不同频率的光照射，有 hW mvm2，两式联立可得 hWeU 0，丙光的12反向遏止电压最大，则丙光的频率最大，甲光的频率等于乙光的频率，A、C 错误；由 可知 丙 乙 ，B 正确；又由 hW mvm2 或由 mvm20e
3、U 0 可知丙光对应的最大初动c 12 12能最大，D 错误3.如图所示，用弧光灯照射擦得很亮的锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是( )A用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B用红光照射锌板，验电器指针一定会发生偏转C锌板带的是负电荷D使验电器指针发生偏转的是正电荷答案 AD解析 将擦得很亮的锌板与验电器连接，用弧光灯照射锌板(弧光灯可以发出紫外线) ，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出，锌板带正电，选项 A、D 正确，C 错误红光的频率低于紫外线的频率不一定能使锌板发生光电效应，B 错误4
4、利用光电管研究光电效应实验如图 6 所示，用频率为 的可见光照射阴极 K，电流表中有电流通过，则( )A用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B用红光照射，电流表一定无电流通过C用频率为 的可见光照射阴极 K，当滑动变阻器的滑片移到 A 端时，电流表中一定无电流通过D用频率为 的可见光照射阴极 K，当滑动变阻器的滑动片向 B 端滑动时，电流表示数可能不变答案 D解析 因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射阴极 K 时，电流表中一定有电流通过，选项 A 错误因不知阴极 K 的截止频率，所以用红光照射时，不一定发生光电效应，选项 B 错误即使 UAK0，电流表中也可能有电流通过，所以选项
5、C 错误当滑片向 B 端滑动时，U AK增大，阳极 A 吸收光电子的能力增强，光电流会增大，直至达到饱和光电流若在滑动前，电流已经达到饱和光电流，那么即使增大 UAK，光电流也不会增大，所以选项 D 正确5如图所示是光电效应中光电子的最大初动能 Ek 与入射光频率 的关系图像从图中可知( )AE k 与 成正比B入射光频率必须小于极限频率 0 时，才能产生光电效应C对同一种金属而言，E k 仅与 有关DE k 与入射光强度成正比答案 C解析 由 Ek mv2hW 知 C 正确，A 、B 、D 错误126.如图，用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，则( )A电源右端应为正极B流
6、过电流表 G 的电流大小取决于入射光的频率C流过电流表 G 的电流方向是由 a 流向 bD普朗克解释了光电效应并提出光子能量 h答案 C解析 发生光电效应时，电子从光电管右端运动到左端，电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流表 G 的电流方向是由 a 流向 b；光电管两端可能是正向电压也可能是反向电压，所以电源右端可能为正极，也可能为负极；流过电流表 G 的电流大小取决于入射光的强度，与入射光的频率无关；爱因斯坦解释了光电效应并提出光子能量 h.7.已知能使某金属发生光电效应的截止频率为 0，则( )A当用频率为 20 的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B当用频率为 20 的单色
7、光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为 h0C当入射光的频率 大于 0 时，若 增大，则逸出功增大D当入射光的频率 大于 0 时，若 增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍答案 AB解析 因入射光的频率大于或等于截止频率时会发生光电效应，所以 A 正确；因为金属的截止频率为 0，所以逸出功 Wh 0，再由 mv2hW 得， mv22h 0h 0h 0，B 正12 12确；因为逸出功是光电子恰好逸出时需要做的功，对于同种金属是恒定的，故 C 错误；由Ek mv2hWh h 0h( 0)可得，当 增大一倍时： 2，故 D 错12 EkEk 2 0 0误8在光电效应实验中，某金属的截止频率相
8、应的波长为 0，该金属的逸出功为_若用波长为 (0)的单色光做该实验，则其遏止电压为_已知电子电荷量的绝对值、真空中的光速和普朗克常量分别为 e、c 和 h.答案 hc0 hc0 e0解析 由光电效应方程知，光电子的最大初动能 mv2h W ，其中金属的逸出功12Wh 0，又由 c 知 W .用波长为 的单色光照射时， Ek hc .又因为hc0 hc hc0 0 0eU0E k，所以遏止电压 U0 .Eke hc0 e09.用如图所示的装置研究光电效应现象用光子能量为 2.75 eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表的示数不为零；移动滑动变阻器的滑片，发现当电压表的示数大于或等于
9、1.7 V 时，电流表示数为 0.(1)光电子的最大初动能是多少？遏止电压为多少？(2)光电管阴极的逸出功又是多少？(3)当滑片向 a 端滑动时，光电流变大还是变小？(4)当入射光的频率增大时，光电子最大初动能如何变化？遏止电压呢？答案 (1)1.7 eV 1.7 V(2)Wh mv22.75 eV1.7 eV1.05 eV12(3)变大 (4)变大 变大10(光电效应方程的应用)如图 7 所示，一光电管的阴极用极限波长 0500 nm 的钠制成用波长 300 nm 的紫外线照射阴极，光电管阳极 A 和阴极 K 之间的电势差 U2.1 V，饱和光电流的值(当阴极 K 发射的电子全部到达阳极 A
10、 时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流)I0.56 A.(普朗克常量 h6.6310 34 Js，真空中光速 c3.010 8 m/s，电子电荷量的绝对值 e1.610 19 C，结果均保留两位有效数字)图 7(1)求每秒由 K 极发射的光电子数目(2)求电子到达 A 极时的最大动能(3)如果电势差 U 不变，而照射光的强度增大到原值的三倍，此时电子到达 A 极的最大动能是多大？答案 (1)3.510 12 个 (2)6.010 19 J(3)6.01019 J解析 (1)设每秒内发射的光电子数为 n，则：n 3.510 12 个Ite 0.5610 611.610 19(2)由光电效应方程可知：Ekh Wh h hc ( )c c0 1 10在 A、K 间加电压 U 时，电子到达阳极时的动能为Ekm EkeUhc ( )eU.1 10代入数值得：E km6.010 19 J.(3)根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关如果电势差 U 不变，则电子到达 A 极的最大动能不变，仍为 6.01019 J.
