光電效應(yīng)習(xí)題(有答案)

1、黑體輻射和能量子的理解一、基礎(chǔ)知識(shí)1、能量子(1)普朗克認(rèn)為，帶電微粒輻射或者吸收能量時(shí)，只能輻射或吸收某個(gè)最小能量值的整數(shù)倍即能量的輻射或者吸收只能是一份一份的這個(gè)不可再分的最小能量值叫做能量子(2)能量子的大?。篽，其中是電磁波的頻率，h稱為普朗克常量h6.631034 Js.2、光子說：(1)定義：愛因斯坦提出的大膽假設(shè)。內(nèi)容是：空間傳播的光的能量是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子光子的能量為h，其中h是普朗克常量，其值為6.631034 Js. 二、練習(xí)1、下列可以被電場(chǎng)加速的是 ( B )A光子 B光電子 CX射線 D無線電波2、關(guān)于光的本性，下列說法中不正確的是（ B ）

2、A光電效應(yīng)反映光的粒子性 B光子的能量由光的強(qiáng)度所決定C光子的能量與光的頻率成正比D光在空間傳播時(shí)，是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子對(duì)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的理解一、基礎(chǔ)知識(shí)（用光電管研究光電效應(yīng)的規(guī)律）1、常見電路(如圖所示)2、兩條線索(1)通過頻率分析：光子頻率高光子能量大產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大(2)通過光的強(qiáng)度分析：入射光強(qiáng)度大光子數(shù)目多產(chǎn)生的光電子多光電流大3、遏止電壓與截止頻率(1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc.(2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的極限頻率(3)逸出功：電子從金屬中逸出所需做功

3、的最小值，叫做該金屬的逸出功二、練習(xí)1、如圖所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零(1)求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大??；(2)求該陰極材料的逸出功 答案(1)0.6 eV(2)1.9 eV解析設(shè)用光子能量為2.5 eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ekm，陰極材料逸出功為W0當(dāng)反向電壓達(dá)到U00.60 V以后，具有最大初動(dòng)能的光電子達(dá)不到陽極，因此eU0Ekm由光電效應(yīng)方程知EkmhW0由以上二式得Ekm0.6

4、eV，W01.9 eV.2、如圖所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長(zhǎng)為0的光照到陰 極K上時(shí)，電路中有光電流，則(說明:右側(cè)為正極)()A若換用波長(zhǎng)為1(10)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒 有光電流B若換用波長(zhǎng)為2(20，根據(jù)可知，波長(zhǎng)為1的光的頻率不一定大于金屬的極限頻率，因此不一定能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；同理可以判斷，B正確；光電流的大小與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下，光電流與電壓之間的關(guān)系為：開始時(shí)，光電流隨電壓U的增加而增大，當(dāng)U增大到一定程度時(shí)，光電流達(dá)到飽和值，這時(shí)即使再增大U，在單位時(shí)間內(nèi)也不可能有更多的光電子定向移動(dòng)，光電流也就不會(huì)再增加，即飽和光電流是在一

5、定頻率與強(qiáng)度的光照射下的最大光電流，增大電源電壓，若光電流達(dá)到飽和值，則光電流也不會(huì)增大，C錯(cuò)誤；將電源極性反接，若光電子的最大初動(dòng)能大于光電管兩極間電場(chǎng)力做的功，電路中仍有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤3、(雙選)如圖所示, 在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中, 發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時(shí), 電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn), 而用另一頻率的B單色光照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)(AC) A. A光的頻率大于B光的頻率B. B光的頻率大于A光的頻率C. 用A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流方向是a流向bD. 用A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流方向是b流向a4、 如圖所示，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰

6、極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上電鍵K，調(diào)節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為（ A）A1.9 eV B0.6 eV C2.5 eV D3.1 eV5、2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德博伊爾和喬治史密斯主要 成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖象傳感器他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理如圖3所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極理想電流計(jì)可檢測(cè)通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓現(xiàn)接通電源，用光子能量為105 eV的光照射陰

7、極K，電流計(jì)中有示數(shù)；若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0 V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為_，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)_(選填“為零”或“不為零”)(說明:左側(cè)為正極)答案4.5 eV為零解析根據(jù)當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U6.0 V，由動(dòng)能定理得eUEk；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程有EkEW0，解得光電管陰極材料的逸出功為W04.5 eV；若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)仍為零6、(2010江蘇單科12C(1)研究光電效應(yīng)的電路如圖所示用頻率相同、

8、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是_解析由于光的頻率相同，所以對(duì)應(yīng)的反向截止電壓相同，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，在同樣的加速電壓下，光強(qiáng)度越大，逸出的光電子數(shù)目越多，形成的光電流越大，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤答案C7、(2010浙江理綜16)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示則可判斷出()A甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D甲

9、光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能答案B解析由題圖可知，甲、乙兩光對(duì)應(yīng)的反向截止電壓均為Uc2，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkmhW0及eUc20Ekm可知甲、乙兩光頻率相同，且均小于丙光頻率，選項(xiàng)A、C均錯(cuò)；甲光頻率小，則甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；乙光頻率小于丙光頻率，故乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)，選項(xiàng)B正確8、(2010天津理綜8)用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖所示則這兩種光 ()A照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大B從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角

10、大C通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大D通過同一玻璃三棱鏡時(shí)，a光的偏折程度大答案BC解析由題圖知，EkmaEkmb，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)同一光電管，由光電效應(yīng)方程EkmhW0，知aCb，故選項(xiàng)B正確；由x及知，頻率越小，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，間距越大，即xaxb，故選項(xiàng)C正確；因anb，頻率ab，因此a光照射金屬時(shí)恰能逸出光電子，b光照射時(shí)則不能逸出光電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤根據(jù)臨界角公式sin C知兩束光的臨界角Ca|E5E2|，故選項(xiàng)D正確Ek圖象的考查一、基礎(chǔ)知識(shí)1、 愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0h：光電子的能量W0：逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功Ek：光電子的最大初

11、動(dòng)能2、由Ek圖象(如圖1)可以得到的信息(1)極限頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)c.(2)逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值EW0.(3)普朗克常量：圖線的斜率kh. 二、練習(xí)1、如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖象由圖象可知 ()A該金屬的逸出功等于EB該金屬的逸出功等于hcC入射光的頻率為2c時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為ED入射光的頻率為時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為答案ABC解析由題圖并結(jié)合EkhW0得，EkhE，故逸出功W0E，故選項(xiàng)A對(duì)；當(dāng)Ek0時(shí)，c，故Ehc，故選項(xiàng)B對(duì)；2c時(shí)，可得出EkE，故選項(xiàng)C對(duì)；當(dāng)入射光的頻率為時(shí)，不發(fā)生光電效應(yīng)，

12、故選項(xiàng)D錯(cuò)2、如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5)由圖可知 ()A該金屬的截止頻率為4.271014 HzB該金屬的截止頻率為5.51014 HzC該圖線的斜率表示普朗克常量D該金屬的逸出功為0.5 eV解析圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程EkhW0可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為W0hc eV1.77 eV，D錯(cuò)誤答案AC光電效應(yīng)方程簡(jiǎn)單的計(jì)算1、已知鋅的逸出功為3.34 eV，用某單色紫外線照射鋅板時(shí)，逸出光電子的最大速度為106 m/s，求該紫外線

13、的波長(zhǎng)(電子質(zhì)量me9.111031 kg，普朗克常量h6.631034 Js,1 eV1.601019 J)答案2.01107 m解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程W0mev2所以2.01107 m.2、下表給出了一些金屬材料的逸出功.材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功(1019 J)3.04.35.96.26.6現(xiàn)用波長(zhǎng)為400 nm的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有幾種(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s)()A2種B3種C4種D5種答案A解析要發(fā)生光電效應(yīng)，則入射光的能量必須大于金屬的逸出功，由題可算出波長(zhǎng)為400 nm的光的能量為Ehh6.631034 J4.971019 J，大于銫和鈣的逸出功所以A選項(xiàng)正確3、紫光在真空中的