2022-2023学年鲁科版选择性6.1光电效应及其解释练习

6.1光电效应及其解释练习

一、单选题

1.在图示的光电效应实验中，将滑动触头P移到。端。用单色光M照射阴极K时，电流计G的指针不会

发生偏转；将滑动触头P移到人端，用单色光N照射阴极K时，电流计G的指针会发生偏转，则下列说法

正确的是（）

A.M光的强度一定小于N光的强度

B.M光的频率一定大于N光的频率

C.用N光照射阴极K时将P移到。端，电流计G的指针一定会发生偏转

D.用M光照射阴极K时将P移到C处，电流计G的指针可能会发生偏转

2.某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与与入射光频率丫的关系如图所示，从w为己知量。

由图线信息可知（）

A.逸出功Wa=E

B.图像的斜率表示普朗克常量的倒数

C.图中E与吻的值与入射光的强度、频率均有关

D.若入射光频率为3血，则光电子的最大初动能为3E

3.用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数

为0.2mA,移动变阻器的触点c,当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0,则（）

A.光电管阴极的逸出功为1.8eV

B.电键K断开后，没有电流流过电流表G

C.光电子的最大初动能为2.5eV

D.改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小

4.利用如图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压S与入射频率〃之间

的关系如图乙所示，电子的电荷量为e,则（）

A.普朗克常量为h

B.该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大

C.若用频率是2匕的光照射该金属，则最大初动能为

D.若要测该金属的遏止电压，则电源右端为负极

5.如图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像，下列说

法正确的是（）

A.只要增大电压，光电流就会一直增大

B.不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应

C.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大

D.由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的强度和频率决定

6.分别用心仄c三种颜色的光照射某金属板，当用b光照射时，发现从金属表面有光电子逸出，已知三

种光的波长关系是＜乙＜4，则下列判断正确是

A.用c光照射这个金属板时，一定不会有光电子逸出

B.用。光照射这个金属板时,可能没有光电子逸出

C.如果人光的照射强度越强，相同时间内从金属表面逸出的光电子数目就会越多

D.如果6光的照射强度越强,从金属表面逸出的光电子的动能就会越大

7.利用如图所示的装置观察光电效应现象，将光束照射在金属板上，发现验电器指针没有张开。欲使指针

张开，可（）

A.改用逸出功更大的金属板材料

验电器金属板

B.改用频率更大的入射光束

C.增加该光束的照射时间

D.增大该光束的强度

二、多选题

8.用相同强度、相同频率的两束紫外线分别照射两种不同金属表面，产生光电效应时，下列说法正确的是

()

A.两束光的光子能量相同

B.在单位时间里逸出的电子数相同

C.两金属逸出的光电子最大初动能相同

D.从两金属表面几乎同时逸出光电子

9.用如图所示的装置研究光电效应现象.所用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上

时发生了光电效应，电流表G的示数不为零。移动变阻器的触点c,发现当电压表的示

数大于或等于1.7V时，电流表示数为0,则下列说法正确的是（）

A.光电管阴极的逸出功为1.05eV

B.电键S断开后，没有电流流过电流表G

C.光电子的最大初动能为1.05eV

D.保持入射光强度不变，改用能量为2.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小

E.改用能量为2.5eV的光子照射，移动变阻器的触点c,电流表G中也可能有电流

10.如图甲是某小组的同学在探究光电效应现象时的电路，分别用频率为匕、%的单色光照射真空管的阴

极，阴极发射出的光电子最大速度之比为1：2。电路中形成的两条光电流与电压之间的关系曲线如图乙所

示，普朗克常量用力表示。则以下说法正确的是（）

A.遏止电压之比为U甲：（/乙=4：1

B.乙线对应的光强大于甲线对应的光强

C.该金属的逸出功为4〃匕一"二

3

D.甲线对应入射光的频率为vi

11.如图所示.是某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率v的关系图象.则由图

象可知（）

A.遏止电压与入射光的频率无关

B.该金属的逸出功等于hvo

C.图象的斜率表示普朗克常量h

D.入射光的频率为3Vo时，产生的光电子的最大初动能为2hvo

12.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象.当用某一频率的光照射光电管的阴极K时，会

发生光电效应现象，电流计中有电流通过.闭合电键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好为零，此时电压表的电压值称为反向截止电压.现

用频率为丫的绿光照射阴极，测量到反向截止电压为U,设电子电量为，普朗克常量为/2,则（）

A.逸出的光电子的最大初动能为eU

B.阴极K的逸出功W=

C.如改用紫光照射，则光电子的最大初动能一定增大

D.如改用紫光照射，则阴极K的逸出功一定增大

13.一定强度的激光S（含有两种频率的复色光）以相同的角度

同时从O点沿SO方向射入同一块横截面为半圆形玻璃柱体，其

透射光线从圆弧上射出A、B两束光，如图甲所示。现让A、B、

甲乙

S三束光分别照射相同的光电管的阴极（如图乙所示），其中A光照射恰好有光电流产生，下列说法正确的

有（）

A.B光折射率比A光折射率小

B.B光照射光电管的阴极，一定有光电子打出

C.A光穿过玻璃砖所用的时间比B光穿过玻璃砖所用的时间长

D.S光和A光分别照射光电管的阴极时，A光打出的光电子的最大初动能较大

三、解答题

14.钙的逸出功是3.2eV，现在用波长100，访的光照射钙的表面.

（1）求光电子的最大初动能；

（2）求遏止电压；

（3）求钙的极限频率.

15.铝的逸出功是3.0eV,现在用波长为300nm的光照射铝的表面有光电子逸出，其中普朗克常量

〃=6.63x10.34J.S，电子的电荷量为e=i.6xio*c。求:

（1）光电子的最大初动能？

(2)金属铝的遏止电压？

(3)铝的截止频率？

16.从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的几个重要物理量。表是按照密

立根的方法进行实验时得到的某金属的遏止电压”和入射光的频率v的几组数据。

UJV0.540.640.710.810.88

v/1014Hz5.645.896.106.306.50

(1)在给出的坐标纸中作出Uc-V图象;

(2)根据所作图象求出该金属的截止频率“；(结果保留三位有效数字)

(3)根据图象求出普朗克常量的值。(结果保留两位有效数字)

参考答案

1.C

【详解】

A.能否发生光电效应与光的强度无关，故A错误；

D.滑动触头P移到。端时，A极的电势高于K极的电势，用〃光照射时电流计G的指针不会发生偏转，

说明M光不能使阴极K发生光电效应，即M光的频率低于阴极K的极限频率，因此尸移到任何位置，电

流计G的指针均不会发生偏转，故D错误；

B.滑动触头P移到。端时，A极的电势低于K极的电势，用单色光N照射阴极K时电流计G的指针会发

生偏转，说明N光照射时会产生光电效应，即N光的频率高于极限频率，因此M光的频率低于N光的频

率，故B错误；

C.滑动触头P移到。端时，加的是正向电压，用N光照射阴极K时电流计G的指针一定会发生偏转，故

C正确。

故选C。

2.A

【详解】

A.根据爱因斯坦光电效应方程知耳=/川-%，纭=0时有

牝-叫=（）

所以逸出功

由图可得，当〃=0时

-E=0-叫

所以胸=区A正确；

B.根据爱因斯坦光电效应方程&=/^-％,任何一种金属的逸出功Wo一定，说明/随频率V的变化

而变化，且成线性关系（与y=ax+b类似），直线的斜率表示普朗克常量，B错误；

C.根据A的分析可以知道，E等于金属的逸出功，所以图中E与a的值与入射光的强度、频率均无关，C

错误；

D.根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hv-W[},若入射光频率为3%,则光电子的最大初动能为2E,D错

误。

故选Ao

3.A

【详解】

AC.由于光子的能量为2.5eV,当加反向电压为0.7V时，电流表的读数为0,即遏止电压=0.7V,反向

电压对光子的功等于光子的最大初动能，即

EkSHeV

根据光电效应方程E=纥„,+叱），有

eUc=hv-WQ

在本题中将各参数代入后得

0.7eV=2.5eV-%

可得逸出功

叱）=1.8eV

故A正确，C错误；

B.电键K断开后，光电效应还在发生，所以电路中还有电流，故B错误；

D.当入射光的能量小于1.8eV时不发生光电效应，所以改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G没有电流

流过，故D错误。

故选Ao

4.C

【详解】

A.由爱因斯坦光电效应方程有

E.=hv-W0

在光电管中减速，根据动能定理有

—eUc=0-4

联立解得

ee

知题图乙图线的斜率

匕e

则普朗克常量

h,=——叫L

匕

该金属的逸出功为

叱）=hvx=eU、

故A错误；

B.金属的逸出功与入射光的频率无关，故B错误；

C.若用频率是2匕的光照射该金属，则最大初动能为

5=2仪—％=叫

故C正确；

D.要测该金属的遏止电压，应加反向电压，电源右端为正极，故D错误。

故选Co

5.C

【详解】

A.增大电压，当电压增大到一定值，电流达到饱和电流，不再增大，故A错误；

B.发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与入射光的强度无关，故B错误。

C.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故C正确；

D.根据光电效应方程知

Ekm=hv-Wa=eUc

可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率

有关，与入射光的强度无关，故D错误；

故选Co

6.C

【解析】A、B、波长关系为人〈人<九，则由4=£可知，%>%>".6光束照射某种金属时，能发生光电

/

效应，根据光电效应的条件入射光的频率大于极限频率，c光照射可能发生光电效应，a光照射一定能发生

光电效应.故A错误，B错误；C、相同时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度有关，如果人

光的照射强度越强，相同时间内从金属表面逸出的光电子数目就会越多，故C正确.D、根据光电效应方程：

叱），知释放出的光电子的最大初动能与光的强度无关•故D错误•故选C.

【点睛】解决本题的关键掌握光电效应的条件，光电效应方程及单位时间内放出光电子的数目由入射光的

强度决定.

7.B

【详解】

A.改用逸出功更大的金属板材料，更不可能发生光电效应现象，指针不能张开，所以A错误；

BCD.发生光电效应现象的条件是入射光的频率要大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，与入射光

的照射时间也无关，则改用频率更大的入射光束，可以使指针张开，所以B正确；CD错误；

故选Bo

8.ABD

【详解】

根据E=hv知，两束光的频率相同，则光子能量相同，故A正确.由于两束光的强度相同，则产生光电效应，

单位时间内逸出的光电子数目相同，故B正确.根据光电效应方程Ekm=hv-Wo,入射光的频率相同，两种

金属的逸出功不同，则逸出的光电子的最大初动能不相同，故C错误.光电效应具有瞬时性，光电子的发

射几乎是瞬时的，则从两金属表面几乎同时逸出光电子，故D正确.故选ABD.

【点睛】

解决本题的关键掌握光电效应的规律及光电效应方程，知道发生光电效应的条件，以及知道入射光的强度

影响单位时间内逸出光电子的数目.

9.AE

【详解】

AC.该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0,知道光电

子的最大初动能为1.7eV,根据光电效应方程且=〃丫-%可得

W()=1.05eV

故A正确，C错误；

B.电键S断开后，用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电

流流过电流表，故B错误；

D.改用能量为2.5eV的光子照射，2.5eV仍然大于逸出功1.05eV,仍然可以发生光电效应，由于光的强度

相等，而光子的能量减小，则光子的数目增大，打出的光电子的数目增大，所以电流较大，故D错误；

E.改用能量为2.5eV的光子照射，2.5eV仍然大于1.05eV,仍然可以发生光电效应，移动变阻器的触点c,

电流表G中也可能有电流，故E正确.

故选AE„

10.AC

【详解】

AD.甲线对应的遏止电压较大，根据

,,।2

Uce^-mvni

可知，甲线对应的光电子的最大速度较大，则频率为功的单色光；遏止电压之比为

。甲：。乙=唳：嗫=4：1

A正确，D错误;

B.乙线对应的饱和光电流较小，则乙线对应的光强小于甲线对应的光强，B错误;

C.对甲线

U^e=^mv；n2=hv2-W0

对乙线

12

u乙e=5相%=仅一%

该金属的逸出功为

卬一4牝-牝

°3

C正确。

故选AC。

11.BD

【分析】

根据光电效应方程Ekm=hv-W和eUc=EKm得出遏止电压Ue与入射光频率V的关系式，从而进行判断

【详解】

A、根据光电效应方程Ekm=hV-W,对照图象可知，该金属的逸出功W=hVo,由于eUc=EKm,所以遏止电

压Uc=如一如，当入射光的频率大于极限频率V。时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，故A错误，

ee

B正确.

C、因为Uc=如-如，知图线的斜率等于“，故C错误.

eee

D、从图上可知，逸出功W=hv°,根据光电效应方程，Ekm=hv-hv（）可知，入射光的频率为3Vo时，产生的

光电子的最大初动能为2/项，故D正确.

故选：B、D

12.ABC

【解析】

【详解】

A、由于反向截止电压为U,电子逸出后，根据动能定理可得eU=E*,即逸出的电子的最大初动能为eU,

故A正确；

B、根据公式筋=卬+々.可得，阴极K的逸出功卬=加一且，由于eU=E*,则逸出功卬=痴—eU,

故B正确；

C、由于紫光的频率大于绿光的频率，逸出功不变，根据公式法=卬+既可得改用紫光照射，光电子的最

大初动能々一定增加，故C正确；

D、由于金属的逸出功由金属本身决定，与照射光的频率无关，所以改用紫光照射，则阴极K的逸出功不

变，故D错误.

13.AC

【详解】

A.根据几何光学知识可知，S光是含有两种频率的复色光，B光和A光是单色光，由图可知B光的偏折程

度较小，故B光折射率小，频率低，故A正确；

B.A光照射光电管恰好有光电流产生，用8光照射同一光电管，不能发生光电效应，故B错误；

c.A光的折射率大，根据丫=£知，A光在介质中传播的速度较小，在玻璃中传播的时间较长，故C正确；

n

D.S光和A光分别照射光电管的阴极时，打出光电子的最大初动能是相等的，都由A光的频率决定，故D

错误。

故选AC。

1815

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

【分析】

根据爱因斯坦光电效应方程求出光电子的最大初动能，结合eU°=Ek求出遏止电压，根据逸出功与极限频率

的关系公式求出钙的极限频率.

【详解】

(1)由爱因斯坦光电效应方程为：Ek=hv-Wo

c3x108

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

2lOOxlO-9

(2)由eUc=Ek

得遏止电压为：U,="=Mx'：v=9.25V

'e1.6x10-19

(3)由Wo=hv,.得极限频率为：v=3=22卫驾二“7.72x1

ch6.63x10-34

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

【详解】

⑴频率

3xl85