2.光电效应 课后训练提升 基础巩固 一、选择题（第1~4题为单选题，第5~7题为多选题） 1.当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( A.锌板带负电 B.有正离子从锌板逸出 C.有电子从锌板逸出 D锌板会吸附空气中的正离子 答案：C 解析：紫外线照射锌板，发生光电效应，此时锌板中有电子逸出，锌板失去电子带正 电，故选项C正确。 2.光电效应现象表明光( A.是一种电磁波 B.具有波动性 C.具有粒子性 D.具有波粒二象性 答案：C 3.可见光的波长的大致范围是400-760m。下表给出了几种金属发生光电效应 的极限波长，下列说法正确的是( 金属 鸭 钙 钠 纷 极限波长hm 274 388 542 551 A.表中所列金属，钾的逸出功最大 B.只要光照时间足够长或光足够强，所有波长的可见光都可以使钠发生光电效应 C.用波长760m的光照射金属钠、钾，则钠逸出的光电子最大初动能较大 D.用波长400nm的光照射金属钠、钾，则钾逸出的光电子最大初动能较大 答案D 解析：根据%=hc=nC可知，表中所列金属，钾的逸出功最小，选项A错误；能否发生 光电效应，与光照的时间和光的强弱无关，选项B错误，用波长760m的光照射金 属钠、钾，不发生光电效应，选项C错误：根据E=hw-Wo,用波长400m的光照射 金属钠、钾，则钾逸出的光电子最大初动能较大，选项D正确。 4.从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压U(即图甲所示的电路中电流 表G的读数减小到零时加在电极K、A之间的反向电压)与入射光的频率y,由 此算出普朗克常量h,并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯
2.光电效应 课后· 基础巩固 一、选择题(第 1~4 题为单选题,第 5~7 题为多选题) 1.当用一束紫外线照射锌板时,产生了光电效应,这时( ) A.锌板带负电 B.有正离子从锌板逸出 C.有电子从锌板逸出 D.锌板会吸附空气中的正离子 答案:C 解析:紫外线照射锌板,发生光电效应,此时锌板中有电子逸出,锌板失去电子带正 电,故选项 C 正确。 2.光电效应现象表明光( ) A.是一种电磁波 B.具有波动性 C.具有粒子性 D.具有波粒二象性 答案:C 3.可见光的波长的大致范围是 400~760 nm。下表给出了几种金属发生光电效应 的极限波长,下列说法正确的是( ) 金属 钨 钙 钠 钾 极限波长/nm 274 388 542 551 A.表中所列金属,钾的逸出功最大 B.只要光照时间足够长或光足够强,所有波长的可见光都可以使钠发生光电效应 C.用波长 760 nm 的光照射金属钠、钾,则钠逸出的光电子最大初动能较大 D.用波长 400 nm 的光照射金属钠、钾,则钾逸出的光电子最大初动能较大 答案:D 解析:根据 W0=hνc= ℎ𝑐 𝜆 可知,表中所列金属,钾的逸出功最小,选项 A 错误;能否发生 光电效应,与光照的时间和光的强弱无关,选项 B 错误;用波长 760 nm 的光照射金 属钠、钾,不发生光电效应,选项 C 错误;根据 Ek=hν-W0,用波长 400 nm 的光照射 金属钠、钾,则钾逸出的光电子最大初动能较大,选项 D 正确。 4.从 1907 年起,密立根就开始测量金属的遏止电压 Uc(即图甲所示的电路中电流 表 G 的读数减小到零时加在电极 K 、A 之间的反向电压)与入射光的频率 ν,由 此算出普朗克常量 h ,并与普朗克根据黑体辐射得出的 h 相比较,以检验爱因斯
坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到 了某金属的Uc-v图像如图乙所示。下列说法正确的是() 电源 1.opurv 0.6 0.2 4.04.55.05.56.06.57.0v1104Hz) 乙 A.该金属的截止频率约为4.27×1014Hz B.该金属的截止频率约为5.50×1014Hz C.该图线的斜率为普朗克常量 D.该图线的斜率为这种金属的逸出功 答案：A 解析：设金属的逸出功为W%,截止频率为心，因此Wo=c:光电子的最大初动能E 与遏止电压U的关系是Ek=eUc,光电效应方程为Ek=hm-Wo;联立两式可得 U=,,因此图像的斜率为选项C、D错误。由题图乙可知，该金属的截止频 率约为4.27×1014Hz,选项A正确，B错误。 5.一束光照射到某金属表面上发生了光电效应。若入射光减弱，而频率保持不变 那么() A.从光照至金属表面到有光电子射出的时间间隔将缩短 B.光电子的最大初动能将保持不变 C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D有可能不发生光电效应 答案BC 解析：光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，不会影响从光照到金属表 面到有光电子射出的时间间隔，故选项A错误：根据爱因斯坦光电效应方程 Ek=-W%,可知当入射光频率不变时，逸出的光电子的最大初动能不变，与入射光 的强弱无关，故选项B正确：光的强弱影响的是单位时间发出光电子的数目，入射 光减弱，单位时间从金属表面逸出的光电子数目将减少，故选项C正确：根据爱因 斯坦光电效应方程E=m-Wo,可知当入射光频率不变时，金属板仍能发生光电效 应，故选项D错误
坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验,得到 了某金属的 Uc-ν 图像如图乙所示。下列说法正确的是( ) 甲 乙 A.该金属的截止频率约为 4.27×1014 Hz B.该金属的截止频率约为 5.50×1014 Hz C.该图线的斜率为普朗克常量 D.该图线的斜率为这种金属的逸出功 答案:A 解析:设金属的逸出功为 W0,截止频率为 νc,因此 W0=hνc;光电子的最大初动能 Ek 与遏止电压 Uc 的关系是 Ek=eUc,光电效应方程为 Ek=hν-W0;联立两式可得 Uc= ℎ 𝑒 ν- 𝑊0 𝑒 ,因此图像的斜率为ℎ 𝑒 ,选项 C、D 错误。由题图乙可知,该金属的截止频 率约为 4.27×1014 Hz,选项 A 正确,B 错误。 5.一束光照射到某金属表面上发生了光电效应。若入射光减弱,而频率保持不变, 那么( ) A.从光照至金属表面到有光电子射出的时间间隔将缩短 B.光电子的最大初动能将保持不变 C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D.有可能不发生光电效应 答案:BC 解析:光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目,不会影响从光照到金属表 面到有光电子射出的时间间隔,故选项 A 错误;根据爱因斯坦光电效应方程 Ek=hν-W0,可知当入射光频率不变时,逸出的光电子的最大初动能不变,与入射光 的强弱无关,故选项 B 正确;光的强弱影响的是单位时间发出光电子的数目,入射 光减弱,单位时间从金属表面逸出的光电子数目将减少,故选项 C 正确;根据爱因 斯坦光电效应方程 Ek=hν-W0,可知当入射光频率不变时,金属板仍能发生光电效 应,故选项 D 错误
6.爱因斯坦成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。与光电效应有关的四个 图像如图所示，下列说法正确的是( 验电器 锌板 紫外线灯 强黄光 弱黄光 V. 0 7h7777777n7 光电效应实验 光电流与电压的关系 免 乙 U U-- ↑Ek 0 V2 VI v 金属的遏止电压U 光电子最大初动能E, 与入射光频率的关系 与入射光频率v的关系 丙 丁 A.图甲装置中，如果先让锌板带负电，再用紫外线照射锌板，则验电器的张角可能 变小 B.根据图乙可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光的强弱有关 C.由图丙可知2为该金属的截止频率 D.由图丁可知，E等于该金属的逸出功 答案：ACD 解析：如果先让锌板带负电，验电器由于带负电，张开一定的张角，当紫外线照射锌 板时，电子逸出，则验电器的张角变小，故选项A正确：黄光越强，光子数越多，产生 光电子越多，光电流越大，但光子的能量与光的强弱无关，故选项B错误：根据 =加-0=U得U名-兰=由题图丙可知2为该金属的截止领率，故 e 选项C正确；根据光电效应方程Ek=m-Wo,当v=0时，可得Ek=-W%,由题图丁知纵 轴截距为-E,所以有Wo=E,即该金属的逸出功为E,故选项D正确。 7在演示光电效应的实验中，某金属被光照射后产生了光电效应现象，实验测出了 光电子的最大初动能Ek与入射光频率v的关系，如图所示。由Ek-v图像可求出 () A.该金属的逸出功 B.该金属的极限频率 C.单位时间内逸出的光电子数 D.普朗克常量 答案：ABD
6.爱因斯坦成功地解释了光电效应现象,提出了光子说。与光电效应有关的四个 图像如图所示,下列说法正确的是( ) A.图甲装置中,如果先让锌板带负电,再用紫外线照射锌板,则验电器的张角可能 变小 B.根据图乙可知,黄光越强,光电流越大,说明光子的能量与光的强弱有关 C.由图丙可知 ν2 为该金属的截止频率 D.由图丁可知,E 等于该金属的逸出功 答案:ACD 解析:如果先让锌板带负电,验电器由于带负电,张开一定的张角,当紫外线照射锌 板时,电子逸出,则验电器的张角变小,故选项 A 正确;黄光越强,光子数越多,产生 光电子越多,光电流越大,但光子的能量与光的强弱无关,故选项 B 错误;根据 Ek=hν-W0=eUc 得 Uc= ℎ𝜈 𝑒 − 𝑊 𝑒 = ℎ 𝑒 (ν-νc),由题图丙可知 ν2 为该金属的截止频率,故 选项 C 正确;根据光电效应方程 Ek=hν-W0,当 ν=0 时,可得 Ek=-W0,由题图丁知纵 轴截距为-E,所以有 W0=E,即该金属的逸出功为 E,故选项 D 正确。 7.在演示光电效应的实验中,某金属被光照射后产生了光电效应现象,实验测出了 光电子的最大初动能 Ek 与入射光频率 ν 的关系,如图所示。由 Ek-ν 图像可求出 ( ) A.该金属的逸出功 B.该金属的极限频率 C.单位时间内逸出的光电子数 D.普朗克常量 答案:ABD
解析：根据光电效应方程Ek=h-Wo=h-e知，图线的斜率表示普朗克常量，根据图 线斜率可得出普朗克常量：横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的 频率等于金属的极限频率，根据Wo=hme可求出逸出功；单位时间内逸出的光电子 数无法从图像中获知。故选项A、B、D正确，C错误。 二、实验题 8.为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光子”的概念，并给出了光电效应方 程。但这一观点一度受到质疑，密立根通过下述实验来验证其理论的正确性，实验 电路如图甲所示。 0 Vo (1)为了测量遏止电压U0与入射光频率v的关系，实验中双刀双掷开关应向 (选填“上”或“下”)闭合。 (2)如果实验所得U0-v图像如图乙所示，其中U1、v1、o为已知量，电子电荷量为 e,那么： ①只需将 与普朗克常量h进行比较，若在误差许可的范围内二者相等，则 证明“光电效应方程”是正确的： ②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为 答案：(1)下 (2y①eu②e40 V1-Vo VI-Vo 解析：(1)测量遏止电压需要将阴极K接电源的正极，可知实验中双刀双掷开关应 向下闭合。 (2)根据爱因斯坦光电效应方程Ek=-Wo 由动能定理eU=压，得U1-名y1o 结合题图乙知k=上=“， e vi-Vo 解得普朗克常量h=eU Vi-Vo
解析:根据光电效应方程 Ek=hν-W0=hν-hνc 知,图线的斜率表示普朗克常量,根据图 线斜率可得出普朗克常量;横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率,此时的 频率等于金属的极限频率,根据 W0=hνc 可求出逸出功;单位时间内逸出的光电子 数无法从图像中获知。故选项 A、B、D 正确,C 错误。 二、实验题 8.为了解释光电效应现象,爱因斯坦提出了“光子”的概念,并给出了光电效应方 程。但这一观点一度受到质疑,密立根通过下述实验来验证其理论的正确性,实验 电路如图甲所示。 甲 乙 (1)为了测量遏止电压 U0 与入射光频率 ν 的关系,实验中双刀双掷开关应向 (选填“上”或“下”)闭合。 (2)如果实验所得 U0-ν 图像如图乙所示,其中 U1、ν1、ν0 为已知量,电子电荷量为 e,那么: ①只需将 与普朗克常量 h 进行比较,若在误差许可的范围内二者相等,则 证明“光电效应方程”是正确的; ②该实验所用光电管的 K 极材料的逸出功为 。 答案:(1)下 (2)① 𝑒𝑈1 𝜈1 -𝜈0 ② 𝑒𝑈1 𝜈1 -𝜈0 ν0 解析:(1)测量遏止电压需要将阴极 K 接电源的正极,可知实验中双刀双掷开关应 向下闭合。 (2)根据爱因斯坦光电效应方程 Ek=hν-W0 由动能定理 eU=Ek,得 U1= ℎ 𝑒 ν1- ℎ 𝑒 ν0 结合题图乙知 k=ℎ 𝑒 = 𝑈1 𝜈1 -𝜈0 解得普朗克常量 h= 𝑒𝑈1 𝜈1 -𝜈0
截止频率为10，则该金属的逸出功%=h0=e心0。 V1-Vo 三、计算题 9.下图电路可研究光电效应的规律。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴 极，A为阳极。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管 两端的电压。现接通电源，用光子能量为9.5εV的光照射阴极K,电流计中有示 数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一 位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为5.0V。现保持滑片P 位置不变。 (1)求光电管阴极材料的逸出功。 (2)若改用光子能量为12.5eV的光照射阴极K,求到达阳极A时光电子的动能的 最大值。 答案(1)4.5eV (2)3.0eV 解析：(1)电流计的读数恰好为零，此时电压表的示数为5.0V,可知光电子的最大初 动能为5.0eV 由Ek=h-Wo得Wo=hv-Ek,代入数据解得Wo=4.5eV。 (2)改用光子能量为12.5V的光照射阴极时，从阴极逸出的光电子的最大初动能 为Ek'=hv'-Wo 代入数据解得Ek'=8.0eV 则到达阳极时光电子的动能最大值为Ekm=8.0eV-5.0eV=3.0eV。 拓展提高 选择题（第1~5题为单选题，第68题为多选题） 1.关于光电效应，下列说法正确的是() A.光电子的动能越大，光电子形成的电流就越大 B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C.对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才 能产生光电效应 D.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属逸出的光电子的初动能大 答案：C 解析：单位时间经过电路的电子数越多，电流越大，而光电子的动能越大，光电子形 成的电流不一定越大，选项A错误。由爱因斯坦的光电效应方程Ek=-W%可知
截止频率为 ν0,则该金属的逸出功 W0=hν0= 𝑒𝑈1 𝜈1 -𝜈0 ·ν0。 三、计算题 9.下图电路可研究光电效应的规律。图中标有 A 和 K 的为光电管,其中 K 为阴 极,A 为阳极。理想电流计可检测通过光电管的电流,理想电压表用来指示光电管 两端的电压。现接通电源,用光子能量为 9.5 eV 的光照射阴极 K,电流计中有示 数,若将滑动变阻器的滑片 P 缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一 位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为 5.0 V。现保持滑片 P 位置不变。 (1)求光电管阴极材料的逸出功。 (2)若改用光子能量为 12.5 eV 的光照射阴极 K,求到达阳极 A 时光电子的动能的 最大值。 答案:(1)4.5 eV (2)3.0 eV 解析:(1)电流计的读数恰好为零,此时电压表的示数为 5.0 V,可知光电子的最大初 动能为 5.0 eV 由 Ek=hν-W0 得 W0=hν-Ek,代入数据解得 W0=4.5 eV。 (2)改用光子能量为 12.5 eV 的光照射阴极时,从阴极逸出的光电子的最大初动能 为 Ek'=hν'-W0 代入数据解得 Ek'=8.0 eV 则到达阳极时光电子的动能最大值为 Ekm=8.0 eV-5.0 eV=3.0 eV。 拓展提高 选择题(第 1~5 题为单选题,第 6~8 题为多选题) 1.关于光电效应,下列说法正确的是( ) A.光电子的动能越大,光电子形成的电流就越大 B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C.对于任何一种金属,都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须小于这个波长,才 能产生光电效应 D.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属逸出的光电子的初动能大 答案:C 解析:单位时间经过电路的电子数越多,电流越大,而光电子的动能越大,光电子形 成的电流不一定越大,选项 A 错误。由爱因斯坦的光电效应方程 Ek=hν-W0 可知