光電效應(yīng)練習(xí)題(含答案)

1、光電效應(yīng)規(guī)律和光電效應(yīng)方程一、選擇題1.下列關(guān)于光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的說法正確的是 （）A.對(duì)于某種金屬，無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就 不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B.對(duì)于某種金屬，無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能 產(chǎn)生光電效應(yīng)C.對(duì)于某種金屬，超過極限頻率的入射光強(qiáng)度越大，所產(chǎn)生的光 電子的最大初動(dòng)能就越大D.對(duì)于某種金屬，發(fā)生光電效應(yīng)所產(chǎn)生的光電子，最大初動(dòng)能與 入射光的頻率成正比【解析】選A.發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極 限頻率，與入射光的強(qiáng)度、光照時(shí)間無關(guān)，所以光的頻率小于極限 頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故 A正確，B錯(cuò)誤.根據(jù)光電效應(yīng)方程 Ek=hLW0,可知入射光

2、的頻率大于極限頻率時(shí)，頻率越高，光電 子的最大初動(dòng)能越大，與入射光強(qiáng)度無關(guān)，故 C錯(cuò)誤.根據(jù)光電效 應(yīng)方程Ek=h lW0,可知光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率是一 次函數(shù)關(guān)系，故D錯(cuò)誤.2.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為 v的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是（）A .增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C.改用頻率小于v的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改用頻率大于丫的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大【解析】選AD.增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光電子數(shù)增加，則光電流將增大，故選項(xiàng) A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于照射光的頻率，而與照射強(qiáng)度無

3、關(guān)，故選項(xiàng) B錯(cuò)誤；用頻率 為丫的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的光照射時(shí)， 若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng) C錯(cuò)誤； 根據(jù)hL W0=1mv2可知，增加照射光頻率，光電子的最大初動(dòng)能2也增大，故選項(xiàng)D正確.3 .在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器 相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開了一個(gè)角度，如 圖所示，這時(shí)（）A .鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B .鋅板帶正電，指針帶正電C .鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D .鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電孤光燈鋅板【解析】選B.弧光燈照射鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，鋅板上有電子逸出, 鋅板帶正電，驗(yàn)電器指針也帶正電，故

4、B正確4 .關(guān)于光電效應(yīng)有如下幾種敘述，其中敘述正確的是 （）A.金屬的逸出功與入射光的頻率成正比B.飽和光電流與入射光強(qiáng)度有關(guān)C.用不可見光照射金屬一定比可見光照射金屬產(chǎn)生的光電子的最 大初動(dòng)能要大D.光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的【解析】選BD.金屬的逸出功取決于金屬本身，故 A錯(cuò)誤；逸出的光電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，即飽和光電流與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，故B正確；由光電效應(yīng)方程Ek = hLW0可知，入射光的頻率越大，光電子的最大初動(dòng)能越大，紅外線的頻率小于可見光的頻率，所以用紅外線照射金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較小，C錯(cuò)誤;光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的，D正確.5 .硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的

5、能量轉(zhuǎn)化為電能.若有 N 個(gè)頻率為v的光子打在光電池極板上，這些光子的總能量為 （h為普 朗克常量）（ ）A. h v B. - Nhiv C. Nhv D. 2Nhv 2【解析】選C.據(jù)光子說可知，光子能量與頻率有關(guān)，一個(gè)光子能 量為 hv（ h為普朗克常量），N個(gè)光子的能量為Nhv,所以選項(xiàng)C正確.6 .用綠光照射一光電管，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，欲使光電子從陰極逸出 時(shí)的最大初動(dòng)能增加，下列做法可取的是（）A.改用紅光照射B .增大綠光的強(qiáng)度C.增大光電管上的加速電壓D.改用紫光照射【解析】選D.由愛因斯坦光電效應(yīng)方程 hkW/d+ mv2,在逸出功2一定時(shí)，只 有增大光的頻率，才能增加最大初動(dòng)

6、能，與光的強(qiáng)度無關(guān)，D對(duì).7 .在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出, 則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的（）【解析】選A.由愛因斯坦光電效應(yīng)方程程 Ek=hL Wo可知：Ek只A .頻率B .強(qiáng)度 C .照射時(shí)間D.光子數(shù)目與頻率V有關(guān)，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)A正確8 .在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面， 都能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象.對(duì)于這兩個(gè)過程，下列四個(gè)物理量中，一 定不同的是（）A.單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)B.反向截止電壓C.飽和光電流D.光電子的最大初動(dòng)能【解析】選BD.單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)以及飽和電流由光照強(qiáng) 度決定，所以可能相同，故 A

7、、C錯(cuò)誤；用同一種單色光照射，光電子的能量相同，不同金屬的逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hLW0可得光電子的最大初動(dòng)能一定不同， D正確；再根據(jù)Ek= eUc知，反向截止電壓一定不同，B正確9 .研究光電效應(yīng)的電路如圖所示.用頻率相同、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(yáng) 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（）光束窗口【解析】選C.雖然入射光強(qiáng)度不同，但光的頻率相同，所以遏止電壓相同；又因當(dāng)入射光強(qiáng)時(shí)，單位時(shí)間逸出的光電子多，飽和光 電流大，所以選C.10 .在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為 野

8、功的單色光a、b照射到 同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為 Ua和U b、光電子的最大 初動(dòng)能分別為Eka和Ekbo h為普朗克常量。下列說法正確的是（）A、若則一定有&3B.若則一定有幾兒C,若UF/,則一定有無口Ekb, UaU b, A錯(cuò)誤，B正確； 若UaU b,則有Eka2）得：U = nhL We （n2）則B項(xiàng)正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤。20 （多選）（2017西工大附中三模）如圖所示，用某單色光照射光電 管的陰板K,會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。在陽(yáng)極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大加在光電管上的電壓，直 至電流表中電流恰為零，此時(shí)電壓表的電壓值U稱為反向遏止電壓。現(xiàn)分

9、別用頻率為 M和邊的單色光照射陰極，測(cè)得反向遏止電 壓分別為Ui和U2,設(shè)電子的質(zhì)量為 m、電荷量為e,下列說法正 確的是（）光電子在反向電場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理可得一eU=0 2 mvm2,解得光電子的最大初速度為 vm=J型，所以頻率為m2. m的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為丁碼，用頻率為止的光照射 ，m2aU c時(shí)，光電子的最大初速度為22，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)光 m電效應(yīng)方程可得 hv = eU1 + W, hw=eU2+W,聯(lián)立可得、八/ e(U12-U2 1), e(UU2)W=, h =,V“ 一VcV” 一Vc1212A.頻率為M的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為陰極K

10、金屬的極限頻率丫。=電=2-U21 , C、D正確 h U1-U2C.D.陰極K金屬的極限頻率是Ui 2 -U 2 iU1 -U2【解析】：選ACD在陽(yáng)極A和陰極K之間加上反向電壓，逸出的B.頻率為邊的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為 J也2m陰極K金屬的逸出功為 W=刈121）,.1 21 （多選）如圖是某金屬在光的照射下，光電子最大初動(dòng)能Ek與入射 光頻率v的關(guān)系圖像，由圖像可知（）A .該金屬的逸出功等于 EB.該金屬的逸出功等于 hwC.入射光的頻率為2 w時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為 2ED.入射光的頻率為 W2時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為 E/2【解析】：選AB根據(jù)愛因斯坦光電效

11、應(yīng)方程,甲乙結(jié)合題給光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率v的關(guān)系圖像知，該金 屬的逸出功等于E,等于h 0選項(xiàng)A、B正確。入射光的頻率為2刈時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為 E,入射光的頻率為0 /2時(shí)，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。22 （2017北京市朝陽(yáng)區(qū)模擬）從1907年起，密立根就開始測(cè)量金屬 的遏止電壓Uc（即圖甲所示的電路中電流表 Q勺讀數(shù)減小到零時(shí)加 在電極K、A之間的反向電壓）與入射光的頻率v,由此算出普朗克 常量h,并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的 h相比較，以檢驗(yàn)愛因斯 坦光電效應(yīng)方程的正確性。按照密立根的方法我們利用圖示裝置進(jìn) 行實(shí)驗(yàn)，得到了某金屬的Uc-v圖像如圖乙所示。下

12、列說法正確的 是（）A.該金屬的截止頻率約為4. 27M014 HzB.該金屬的截止頻率約為5. 50M014 HzC.該圖線的斜率為普朗克常量D.該圖線的斜率為這種金屬的逸出功【解析】：選A設(shè)金屬的逸出功為 W0,截止頻率為 仇則W0=h幻。 光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系是Ek=eUc,光電效 應(yīng)方程為Ek =hLW0,聯(lián)立兩式可得：Uc-W，故Uc-v圖 e e像的斜率為h/ e, C、D錯(cuò)誤；當(dāng)Uc= 0時(shí)，可解得 kW0/h=v, 此時(shí)讀圖可知，v M.3 1014 Hz,即金屬的截止頻率約為 4. 3M014 Hz,在誤差允許范圍內(nèi)，可以認(rèn)為 A正確，B錯(cuò)誤。23 （多

13、選）（2017濟(jì)寧一模）圖甲是光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖乙是光 電流與加在陰極K和陽(yáng)極A上的電壓的關(guān)系圖像，下列說法正確的 是（）A.由圖線、可知在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大B.由圖線、可知對(duì)某種確定的金屬來說，其遏止電壓只 由入射光的頻率決定C.只要增大電壓，光電流就會(huì)一直增大D.遏止電壓越大，說明從該金屬中逸出的光電子的最大初動(dòng)能越 大24 （8分）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為 2o, 該金屬的逸出功為 .若用波長(zhǎng)為入（入 尬的單色光做該實(shí) 驗(yàn)，則其遏止電壓為 .已知電子的電荷量、真空中的光速 和普朗克常量分別為e c和h.【解析】設(shè)金屬的截止頻率為 圾

14、 該金屬的逸出功 W0=hM=hc/入0;對(duì)光電子，由動(dòng)能定理得 eUo=hc/人W0,hC ，n 解得U0=e 11 025 （10分）小明用金屬鋤為陰極的光電管，觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn) 裝置示意圖如圖甲所示.已知普朗克常量h=6.630 34 Js. 如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率7.00 1014Hz,則產(chǎn)生的光電子的【解析】：選ABD由圖線、可知在光的顏色不變的情況下， 入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，故 A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程知， Ekm=hLW0 = eUc,可知入射光頻率越大，最大初動(dòng)能越大，遏止 電壓越大，可知對(duì)于確定的金屬，遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)， 故B正確；增大電壓，當(dāng)電壓增大到一

15、定值，電流達(dá)到飽和電流， 不再增大，故C錯(cuò)誤；根據(jù)Ekm = eUc中，遏止電壓越大，說明從 該金屬中逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，故 D正確。圖甲中電極A為光電管的（填陰極”或陽(yáng)極”）（2）實(shí)驗(yàn)中測(cè)得鋤的遏止電壓 Uc與入射光頻率丫之間的關(guān)系如圖乙所小，則鋤的截止頻率 Hz,逸出功 W0=J;最大初動(dòng)能Ek =J.【解析】（1）在光電效應(yīng)中，電子向 A極運(yùn)動(dòng)，故電極A為光電管的陽(yáng)極. 由題圖可知，鋤的截止頻率v M 5.15 1014Hz,逸出功W0=hc=6.63 10 34 X5.15 1014J =3.41 W -19 J. 當(dāng)入射光的頻率為 尸7.00 1014Hz時(shí)，由Ek=hL

16、he得，光電子的最大初動(dòng)能為Ek=6.63 10 -34 X7.00-5.15） 1014 J = 1.23X109 J.14. （10分）分別用波長(zhǎng)為 人和3乂 4的單色光照射同一金屬，發(fā)出 的光電子的最大初動(dòng)能之 比為1 ： 2.以h表示普朗克常量，c表示 真空中的光速，則此金屬板的逸出功是多大？【解析】設(shè)此金屬的逸出功為 W0,根據(jù)光電效應(yīng)方程得如下兩式：當(dāng)用波長(zhǎng)為人的光照射時(shí)：Ek1=hc/人一W0當(dāng)用波長(zhǎng)為3 /4的光照射時(shí)：Ek2=4hc/ 3入一Wo 又Ek1/Ek2=1/ 2解組成的方程組得：W0=2hc/3人.16.（12分）如圖所示，一光電管的陰極用截止頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)20=5.0 10 7 m的鈉制成.用波長(zhǎng)入=3.0 10 7 m的紫外線照射陰極， 光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的電勢(shì)差U = 2.1 V,飽和光電流的值 （當(dāng)陰極K發(fā)射的電子全部到達(dá)陽(yáng)極 A時(shí)，電路中的電流達(dá)到最大 值，稱為飽和光電流）I