光電效應習題有答案

黑體輻射和能量子的理解一、基礎知識1、能量子⑴普朗克認為，帶電微粒輻射或者吸收能量時，只能輻射或吸收某個最小能量值的整數(shù)倍.即能量的輻射或者吸收只能是一份一份的.這個不可再分的最小能量值￡叫做能量子.⑵能量子的大小：￡=hv，其中V是電磁波的頻率，h稱為普朗克常量.h=6.63X10-34Js2、光子說：⑴定義：愛因斯坦提出的大膽假設。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，每一份叫做一個光子.光子的能量為￡=hv，其中h是普朗克常量，其值為6.63X10-34J$二、練習1、下列可以被電場加速的是(B)A.光子 B.光電子 CX射線 D.無線電波2、關于光的本性，下列說法中不正確的是(B)A.光電效應反映光的粒子性B.光子的能量由光的強度所決定C.光子的能量與光的頻率成正比D.光在空間傳播時，是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個光子對光電效應實驗的理解一、基礎知識(用光電管研究光電效應的規(guī)律)1、常見電路(如圖所示)2、兩條線索(1)通過頻率分析：光子頻率高一光子能量大一產(chǎn)生光電子的最大初動能大.(2)通過光的強度分析：入射光強度大一光子數(shù)目多一產(chǎn)生的光電子多一光電流大.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(2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應的最小頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率).不同的金屬對應著不同的極限頻率.(3)逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的最小值，叫做該金屬的逸出功.二、練習1、如圖所示，當開關S斷開時，用光子能量為2.5eV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，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當電壓表您2―讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 ?V時，電流表讀數(shù)為零. 匚一項(1)求此時光電子的最大初動能的大??；(2)求該陰極材料的逸出功.答案(1)0.6eV(2)1.9eV解析設用光子能量為2.5eV的光照射時，光電子的最大初動能為Ekm，陰極材料逸出功為W0當反向電壓達到U0=0.60V以后，具有最大初動能的光電子達不到陽極，因此eU0二Ekm由光電效應方程知Ekm=hv-W0

由以上二式得%二。.6eV,%"9eV2、如圖所示是光電管的原理圖，已知當有波長為4的光照到陰極K上時，電路中有光電流，貝1］（說明:右側為正極）A.若換用波長為4氏>4）的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流B.若換用波長為的光照射陰極K時，電路中一定有光電流C.增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大D.若將電源極性反接，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生答案B解析用波長為Ao的光照射陰極K,電路中有光電流，說明入射光的頻率v=（大于金屬的極限頻率，換用波長為勺的光照射陰極K，因為丸1>%，根據(jù)y二上可知，波長為丸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)生光電效應現(xiàn)象，A錯誤；同理可以判斷，B正確；光電流的大小與入射光的強度有關，在一定頻率與強度的光照射下，光電流與電壓之間的關系為：開始時，光電流隨電壓U的增加而增大，當U增大到一定程度時，光電流達到飽和值，這時即使再增大U，在單位時間內(nèi)也不可能有更多的光電子定向移動，光電流也就不會再增加，即飽和光電流是在一定頻率與強度的光照射下的最大光電流，增大電源電壓，若光電流達到飽和值，則光電流也不會增大，C錯誤；將電源極性反接，若光電子的最大初動能大于光電管兩極間電場力做的功，電路中仍有光電流產(chǎn)生，D錯誤.3、（雙選）如圖所示，在研究光電效應的實驗中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時,電流表指針會發(fā)生偏轉，而用另一頻率的B單色光照射時不發(fā)生光電效應（AC）A光的頻率大于B光的頻率B光的頻率大于A光的頻率C.用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是a流向bD.用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是b流向a

4、如圖所示，當電鍵K斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極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)當電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為（A）A.1.9eV B.0.6eV2.5eV D.3.1eV5、2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德?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原理.如圖3所示電路可研究光電效應規(guī)律.圖中標有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極.理想電流計可檢測通過光電管的電流，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10.5eV的光照射陰極K,電流“宜流電源計中有示數(shù)；若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當滑“宜流電源至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為，若增大入射光的強度，電流計的讀數(shù)（選填“為零”或“不為零”）.（說明:左側為正極）答案4.5eV為零解析根據(jù)當滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為U=6.0V,由動能定理得eU=Ek；由愛因斯坦光電效應方程有Ek=E-WQI解得光電管陰極材料的逸出功為W0=4.5eV；若增大入射光的強度，電流計的讀數(shù)仍為零.6、（2010.江蘇單科12c⑴）研究光電效應的電路如圖所示.用頻率相同、強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4k的關系圖象中，正確的是 .解析由于光的頻率相同，所以對應的反向截止電壓相同，選項A、B錯誤；發(fā)生光電效應時，在同樣的加速電壓下，光強度越大，逸出的光電子數(shù)目越多，形成的光電流越大，所以選項C正確，D錯誤.答案C7、（2010.浙江理綜.16）在光電效應實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線（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.乙光的波長大于丙光的波長C.乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D.甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能答案B解析由題圖可知，甲、乙兩光對應的反向截止電壓均為uc2,由愛因斯坦光電效應方程\二加-及-eUc2=0-可知甲、乙兩光頻率相同，且均小于丙光頻率，選項A、C均錯；甲光頻率小，則甲光對應的光電子最大初動能小于丙光對應的光電子最大初動能，選項D錯誤；乙光頻率小于丙光頻率，故乙光的波長大于丙光的波長，選項B8、（2010.天津理綜.8）用同一光電管研究以A兩種單色光產(chǎn)生的光電效應，得到光電流/與光電管兩極間所加電壓U的關系如圖所示.則這兩種光 （）A.照射該光電管時。光使其逸出的光電子最大初動能大B.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時，。光的臨界角大C.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，。光的相鄰條紋間距大D.通過同一玻璃三棱鏡時，。光的偏折程度大答案BC解析由題圖知，E^<E^b,故選項A錯誤；對同一光電管，由光電效應方程E^=hv-知,知知,由sin知，Ca>Cb，故選項B正確；由Ax二d及%二^知，頻率越小，波長越長，間距越大，即Axa>Axb，古嫡項C正確；因va<vb，所以通過三棱鏡時，b的偏折程度大，古故選項D錯誤對光電效應規(guī)律的理解一、基礎知識1、光電效應現(xiàn)象光電效應：在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應，發(fā)射出來的電子叫做光電子.2、光電效應規(guī)律⑴每種金屬都有一個極限頻率.⑵光子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光的頻率增大而增大.(3)光照射到金屬表面時，光電子的發(fā)射幾乎是腥時的.⑷光電流的強度與入射光的強度成正比.二、練習1、關于光電效應的規(guī)律，下列說法中正確的是 ( )A.只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應才能產(chǎn)生B.光電子的最大初動能跟入射光強度成正比C.發(fā)生光電效應的反應時間一般都大于10-7sD.發(fā)生光電效應時，單位時間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光強度成正比答案D解析由￡二hv二市知當入射光波長小于金屬的極限波長時發(fā)生光電效應故A錯由Ek=hv-W0知，最大初動能由入射光頻率決定，與入射光強度無關，故B錯.發(fā)生光電效應的時間一般不超過10-9s,故C錯.2、用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應的措施是(C)A.改用頻率更小的紫光照射B.改用強度更大的原紫外線照射C.改用X射線照射D.延長原紫外線的照射時間3、關于光電效應，下列說法正確的是(A)A.極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B.只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應C.從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小D.入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多4、光電效應的實驗結論是：對于某種金屬 ( )A.無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應B.無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應C超過極限頻率的入射光強度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越小D.超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大答案AD解析根據(jù)光電效應規(guī)律可知，選項A正確；根據(jù)光電效應方程hv=1mv2a+W°知，2max0頻率v越高，初動能就越大，選項D正確.5、(雙選)光電效應實驗中，下列表述正確的是(CD )光照時間越長光電流越大入射光足夠強就可以有光電流遏止電壓與入射光的頻率有關入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子6、入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，下列說法中正確的是 ( )A.有可能不發(fā)生光電效應B.從光照射到金屬表面上至發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加C逸出的光電子的最大初動能將減小D.單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少答案D解析由光電效應方程Ek=hv-W0可知，光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關，與光強沒有關系，但入射光的強度減弱，單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少，選項A、C錯，D對；光電效應具有瞬時性，B錯.7、入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則( )A.從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動能將減小C.單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減小D.有可能不發(fā)生光電效應答案C解析光電效應瞬時(10-9s)發(fā)生，與光強無關，A錯；能否發(fā)生光電效應，只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強無關，D錯；對于某種特定金屬，光電子的最大初動能只與入射光頻率有關，入射光頻率越大，最大初動能越大，B錯；光電子數(shù)目多少與入射光強度有關(可理解為一個光子能打出一個電子),光強減弱，逸出的電子數(shù)目減少，C對.8、用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強度，則 ( )A.逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能不變B.逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能減小C逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動能減小D.光的強度減弱到某一數(shù)值，就沒有光電子逸出了答案A解析光的頻率不變，表示光子能量不變，仍會有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動能也不變；而減弱光的強度，逸出的光電子數(shù)就會減少，選項A正確.9、(雙選)一金屬表面，愛綠光照射時發(fā)射出電子，受黃光照射時無電子發(fā)射．下列有色光照射到這金屬表面上時會引起光電子發(fā)射的是(BD)A.橙光 B.紫光 C.紅光 D.藍光10、對光電效應的理解正確的是 ( )A.金屬鈉的每個電子可以吸收一個或一個以上的光子，當它積累的動能足夠大時，就能逸出金屬B.如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時所需做的最小功，便不能發(fā)生光電效應C.發(fā)生光電效應時，入射光越強，光子的能量就越大，光電子的最大初動能就越大D.由于不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應，入射光的最低頻率也不同答案BD解析按照愛因斯坦的光子說，光子的能量由光的頻率決定，與光強無關，入射光的頻率越大，發(fā)生光電效應時產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大．但要使電子離開金屬，須使電子具有足夠的動能，而電子增加的動能只能來源于入射光的光子能量，且電子只能吸收一個光子，不能吸收多個光子．電子從金屬逸出時只有從金屬表面向外逸出的電子克服原子核的引力所做的功最小.綜上所述，選項B、D正確.對光電效應方程的考查一、基礎知識光電效應方程1、根據(jù)能量守恒定律，光電子的最大初動能跟入射光子的能量hv和逸出功川0的關系為:愛因斯坦光電效應方程hv=imv2+W；2m02、遏止電壓U0與光電子最大初動能的關系eU=imv20 02m二、練習1、入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應，若入射光的強度減弱而頻率保持不變，則(C)A.從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動能將減小C.單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D.有可能不發(fā)生光電效應2、1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時代意義的論文，其中關于光量子的理論成功的解釋了光電效應現(xiàn)象．關于光電效應，下列說法正確的是( )A.當入射光的頻率低于極限頻率時，不能發(fā)生光電效應B.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比C光電子的最大初動能與入射光的強度成正比D.某單色光照射一金屬時不發(fā)生光電效應，改用波長較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應解析根據(jù)光電效應現(xiàn)象的實驗規(guī)律，只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應，故A、D正確.根據(jù)光電效應方程，最大初動能與入射光頻率為線性關系，但非正比關系，B錯誤；根據(jù)光電效應現(xiàn)象的實驗規(guī)律，光電子的最大初動能與入射光強度無關，C錯誤.答案AD3、下列關于光電效應的陳述中，正確的是 (D)A.金屬的逸出功與入射光的頻率成正比B.光電流強度與入射光強度無關C用不可見光照射金屬一定比用可見光照同種金屬產(chǎn)生的光電子最大初動能大D.對任何一種金屬，都有一個“最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長才能產(chǎn)生光電效應4、用綠光照射一光電管能產(chǎn)生光電效應，欲使光電子從陰極逸出時的最大初動能增大就應

A.改用紅光照射B.增大綠光的強度A.改用紅光照射B.增大綠光的強度C.改用紫光照射D.增大光電管上的加速電壓5、（雙選）用頻率為匕的單色光照射某種金屬表面，發(fā)生了光電效應現(xiàn)象.現(xiàn)改為頻率為%的另一單色光照射該金屬表面，下面說法正確的是（AC）A.如果%＞匕，能夠發(fā)生光電效應B.如果4＜匕，不能夠發(fā)生光電效應C.如果4＞匕，逸出光電子的最大初動能增大D.如果匕＞匕，逸出光電子的最大初動能不受影響6、（雙選）發(fā)《光電效應時，若保持入射光強度不變，而增大入射光的波長，貝l|（BD ）A.光電流強度減小，光電子的最大初動能不變B.光電流強度不變，光電子的最大初動能減小C.光電流強度減小，光電子的最大初動能減小D.光的波長增大到一定程度后，就不能發(fā)生光電效應7、頻率為V的光照射某金屬時，產(chǎn)生光電子的最大初動能為￡垢?改用頻率為2y的光照射同一金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動能為S為普朗克常量XC）A.E、-hv B.2瓦km kmC.D.Ekm+2/zv8、（雙選）已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應的極限頻率為%,則（AB ）A.當用頻率為2%的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子B.當用頻率為2%的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為〃%C.當照射光的頻率v大于%時，若v增大，則逸出功增大D.當照射光的頻率y大于%時，若v增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍9、（雙選）用一束綠光照射某金屬，恰能產(chǎn)生光電效應，現(xiàn)在把入射光的條件改變，再照射這種金屬.下列說法正確的是（BD）A.把這束綠光遮住一半，則可能不產(chǎn)生光電效應B.把這束綠光遮住一半，則逸出的光電子數(shù)將減少C.若改用一束黃光照射，則逸出的光電子數(shù)將減少D.若改用一束藍光照射，則逸出光電子的最大初動能將增大10、（2012?四川理綜?18）4、A兩種單色光組成的光束從介質(zhì)進入空氣時，其介質(zhì)空氣折射光束如圖所示.用。、A兩束光 （）A.先后照射雙縫干涉實驗裝置，在縫后屏上都能出現(xiàn)干涉條紋，由此確定光是橫波 ”B.先后照射某金屬，。光照射時恰能逸出光電子，則A光照射時也能逸出光電子C.從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣，其界面為平面，若A光不能進入空氣，則。光也不能進入空氣D.從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣，其界面為平面，。光的反射角比A光的反射角大

答案c解析光的干涉說明光是一種波，光的偏振說明光是橫波，選項A錯誤.由題圖可知,光束a的折射角丫大于光束r的折射角〃.根據(jù)n，—.，知兩束光的折射率n>n,頻Sini ab率ya>vb,因此a光照射金屬時恰能逸出光電子，b光照射時則不能逸出光電子，選項B錯誤.根據(jù)臨界角公式sinC=n知兩束光的臨界角Ca<Cb，因此入射角相同時b光發(fā)生全反射，a光也一定發(fā)生全反射，選項C正確.根據(jù)反射定律，反射角總等于入射角，所以兩束光以相同的入射角射到界面上時，兩束光的反射角相等，選項D錯誤.11、用波長為2.0X10-7m的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大的動能是4.7X10-19J.由此可知，鎢的極限頻率是（普朗克常量h=6.63X10-34Js光速c=3.0X108m/s,結果取兩位有效數(shù)字）（B）A.5.5X1014Hz B.7.9X1014HzC.9.8X1014Hz D.1.2X1015Hz12、硅光電池是利用光電效應原理制成的器件.下列表述正確的是（C）A.逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率無關B.硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出C.硅光電池是把光能轉變?yōu)殡娔艿囊环N裝置D.任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應13、利用光子說對光電效應的解釋，下列說法正確的是 （）A.金屬表面的一個電子只能吸收一個光子B.電子吸收光子后一定能從金屬表面逸出，成為光電子C.金屬表面的一個電子吸收若干個光子，積累了足夠的能量才能從金屬表面逸出D.無論光子能量大小如何，電子吸收光子并積累了能量后，總能逸出成為光電子答案A解析根據(jù)光子說，金屬的一個電子一次只能吸收一個光子，若所吸收的光子頻率大于金屬的極限頻率，電子逸出金屬表面，成為光電子，且光子的吸收是瞬時的，不需要時間的積累，若所吸收的光子能量小于逸出功（光子頻率小于金屬的極限頻率），則電子不能逸出金屬表面，不能成為光電子.14、在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用紫外線燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如圖所示，這時（B）A.鋅板帶正電，指針帶負電B.鋅板帶正電，指針帶正電C.鋅板帶負電，指針帶正電D.鋅板帶負電，指針帶負電15、如圖所示，用小A兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板，發(fā)現(xiàn)當。光照射時驗電器的指針偏轉，A光照射時指針未偏轉，以下說法正確的是 （）A.增大。光的強度，驗電器的指針偏角一定減小B.。光照射金屬板時驗電器的金屬小球帶負電Ca光在真空中的波長小于b光在真空中的波長D.若a光是氫原子從n=4的能級向n=1的能級躍遷時產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n=5的能級向n=