高中物理 光电效应习题及解析

光电效应规律和光电效应方程一、选择题1．下列关于光电效应实验结论的说法正确的是()A．对于某种金属，无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．对于某种金属，无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．对于某种金属，超过极限频率的入射光强度越大，所产生的光电子的最大初动能就越大D．对于某种金属，发生光电效应所产生的光电子，最大初动能与入射光的频率成正比【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度、光照时间无关，所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故A正确，B错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光强度无关，故C错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系，故D错误．2．在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大【解析】选AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W0＝21mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确．3．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开了一个角度，如图所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应，锌板上有电子逸出，锌板带正电，验电器指针也带正电，故B正确4．关于光电效应有如下几种叙述，其中叙述正确的是()A．金属的逸出功与入射光的频率成正比ssB ．饱和光电流与入射光强度有关C ．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大D ．光电效应几乎是瞬时发生的【解析】选BD.金属的逸出功取决于金属本身，故A 错误；逸出的光电子数与入射光的强度有关，即饱和光电流与入射光的强度有关，故B 正确；由光电效应方程E k ＝hν－W 0 可知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，红外线的频率小于可见光的频率，所以用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能较小，C 错误；光电效应几乎是瞬时发生的，D 正确．5．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )A ．hν B.21Nhν C ．Nhν D ．2Nhν 【解析】选C. 据光子说可知，光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν ( h 为普朗克常量)，N 个光子的能量为Nhν，所以选项C 正确．6．用绿光照射一光电管，产生了光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，下列做法可取的是( ) A ．改用红光照射 B ．增大绿光的强度C ．增大光电管上的加速电压D ．改用紫光照射【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程hν＝W 0+21mv 2，在逸出功一定时，只 有增大光的频率，才能增加最大初动能，与光的强度无关，D 对．7．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( ) A ．频率 B ．强度 C ．照射时间 D ．光子数目【解析】选A.由爱因斯坦光电效应方程程E k ＝hν－W 0 可知：Ek 只与频率ν有关，故选项B 、C 、D 错误，选项A 正确8．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应现象．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是( )A ．单位时间内逸出的光电子数B ．反向截止电压C ．饱和光电流D ．光电子的最大初动能【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定，所以可能相同，故A 、C 错误；用同一种单色光照射，光电子的能量相同，不同金属的逸出功不同，根据光电效应方程E k ＝hν－W 0 可得光电子的最大初动能一定不同，D 正确；再根据E k ＝eU c 知，反向截止电压一定不同，B 正确9．研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )【解析】选C. 虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以遏止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C.10．在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb。

高中光电效应试题及答案一、选择题1. 光电效应是指光照射到金属表面时，金属会释放出电子的现象。

这种现象最早是由哪位科学家发现的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 波尔答案：B2. 光电效应的实验验证了光的粒子性，下列关于光电效应的描述中，哪一项是错误的？A. 光照射到金属表面，金属会释放出电子B. 光的频率越高，释放出的电子动能越大C. 光的强度越大，释放出的电子数量越多D. 光电效应的产生与光的频率有关，与光的强度无关答案：C3. 根据光电效应方程，电子的最大动能与入射光的频率成正比。

这个方程是：A. Kmax = hν - φB. Kmax = hν + φC. Kmax = hν / φD. Kmax = φ - hν答案：A二、填空题4. 光电效应的实验中，当入射光的频率大于金属的______时，才会发生光电效应。

答案：极限频率5. 光电效应实验表明，电子的发射与光的______有关，而与光的______无关。

答案：频率；强度三、简答题6. 简述光电效应的基本原理。

答案：光电效应是指当光照射到金属表面时，金属中的电子吸收了光子的能量，如果光子的能量大于金属的逸出功，电子就能克服金属的束缚力，从金属表面逸出，形成光电子流。

7. 为什么说光电效应实验验证了光的粒子性？答案：光电效应实验表明，光子的能量与光的频率成正比，而与光的强度无关。

这与光的波动理论相矛盾，因为波动理论认为光的能量应该与光的强度有关。

因此，光电效应实验支持了光的粒子性，即光是由一系列粒子（光子）组成的。

四、计算题8. 假设一束频率为5.0×10^14 Hz的光照射到金属表面，金属的逸出功为4.7 eV。

求电子的最大动能。

答案：首先，将频率转换为能量，使用公式E = hν，其中h为普朗克常数（6.626×10^-34 Js），ν为频率。

计算得到E = 6.626×10^-34 Js × 5.0×10^14 Hz = 3.313×10^-19 J。

高中物理光电效应课后习题答案及解析练习与应用1．在光电效应实验中，如果入射光的波长确定而强度增加，将产生什么结果？如果入射光的频率增加，将产生什么结果？解析：如果入射光的波长确定而强度增加，则光电效应时，单位时间内逸出的光电子会增多（光的频率大于金属极限频率），若原入射光的频率小于金属极限频率，则强度增加时仍不会有光电子逸出。

如果入射光的频率增加，根据E km=hν-W0可知逸出光电子的最大初动能会增大。

2．金属A在一束绿光照射下恰能发生光电效应，现用紫光或红光照射时，能否发生光电效应？紫光照射A、B 两种金属都能发生光电效应时，为什么逸出金属表面的光电子的最大速度大小不同？解析：紫光光子频率大于绿光光子频率，紫光光子能量大于绿光光子能量，红光光子频率小于绿光光子频率，红光光子能量小于绿光光子能量。

因此，用紫光照射时能发生光电效应，用红光照射时不能发生光电效应。

由光电效应方程E k=hν-W0可知,A、B两种金属的截止频率不同，故用同种光照射时，逸出的光电子最大初动能不同，光电子的最大速度大小不同。

3．铝的逸出功是4.2 eV，现在将波长为200 nm 的光照射铝的表面。

1/ 32 / 3（1）求光电子的最大初动能。

（2）求截止电压。

（3）求铝的截止频率。

解析：（1）根据爱因斯坦光电效应方程得：光电子的最大初动能为 Ek=hcλ−W 0=3.3×10-19J（3）当光电子逸出时的动能为零时，再减小照射光的频率便不1015Hz ．4．根据图4.2-1所示的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）频率已知的光来进行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。

解析：在此电路的光电管上施加反向电压，用已知频率为ν1的光照射阴极K ，调节电压大小，直到光电管刚好无电流通过，测出此时的遏止电压U 1，用另一已知频率为ν2的光照射，测出遏止电压U 2，根据光电效应方程得：E k1=h ν1-W 0=eU 1，E k2=h ν2-W 0=eU 2，联立两式解得：h==e(U 1−U 2)ν1−ν2。

黑体辐射和能量子的理解一、基础知识1、能量子(1)普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．(2)能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.63×10－34J·s.2、光子说：(1)定义：爱因斯坦提出的大胆假设。

容是：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10－34J·s.二、练习1、下列可以被电场加速的是( B)A．光子B．光电子C．X射线D．无线电波2、关于光的本性，下列说法中不正确的是（B ）A．光电效应反映光的粒子性B．光子的能量由光的强度所决定C．光子的能量与光的频率成正比D．光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子对光电效应实验的理解一、基础知识（用光电管研究光电效应的规律）1、常见电路(如图所示)2、两条线索(1)通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．(2)通过光的强度分析：入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大．3、遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．二、练习1、如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．(1)求此时光电子的最大初动能的大小；(2)求该阴极材料的逸出功．答案(1)0.6 eV (2)1.9 eV解析设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为E km，阴极材料逸出功为W0当反向电压达到U0＝0.60 V以后，具有最大初动能的光电子达不到阳极，因此eU0＝E km由光电效应方程知E km ＝hν－W 0由以上二式得E km ＝0.6 eV ，W 0＝1.9 eV.2、如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K 上时，电路中有光电流，则(说明:右侧为正极) ( )A ．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K 时，电路中一定没有光电流B ．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K 时，电路中一定有光电流C ．增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大D ．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生答案 B解析 用波长为λ0的光照射阴极K ，电路中有光电流，说明入射光的频率ν＝c λ0大于金属的极限频率，换用波长为λ1的光照射阴极K ，因为λ1>λ0，根据ν＝c λ可知，波长为λ1的光的频率不一定大于金属的极限频率，因此不一定能发生光电效应现象，A 错误；同理可以判断，B 正确；光电流的大小与入射光的强度有关，在一定频率与强度的光照射下，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U 的增加而增大，当U 增大到一定程度时，光电流达到饱和值，这时即使再增大U ，在单位时间也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增加，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流，增大电源电压，若光电流达到饱和值，则光电流也不会增大，C 错误；将电源极性反接，若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功，电路中仍有光电流产生，D 错误． 3、(双选)如图所示, 在研究光电效应的实验中, 发现用一定频率的A 单色光照射光电管时, 电流表指针会发生偏转, 而用另一频率的B 单色光照射时不发生光电效应( AC )A. A 光的频率大于B 光的频率B. B 光的频率大于A 光的频率C. 用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是a 流向bD. 用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是b 流向a4、 如图所示，当电键K 断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P ，发现电流表读数不为零。

高二物理光电效应试题答案及解析1.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为v，则A．当用频率为2v的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2v0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hvC．当照射光的频率v大于v时，若v增大，则逸出功增大D．当照射光的频率v大于v时，若v增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍【答案】AB【解析】因为某金属产生光电效应的极限频率为v0，则存在W=hv，故当用频率为2v的单色光照射该金属时，一定能产生光电子，A正确；且此时所产生的光电子的最大初动能为Ek =2hv－W= hv，故B也正确；逸出功是电子从材料表面逸出所需的最小能量，它不随光照频率的变化而变化，故C错误；根据爱因斯坦的光电效应方程得Ek=hv－W，可见，当v增大一倍，则光电子的最大初动能并不能增大一倍，D错误。

【考点】光电效应。

2.（6分）在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ。

已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h。

①该金属的逸出功为________；②若用波长为λ（λ<λ）的单色光做该实验，则其遏止电压为．【答案】①②【解析】①若金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为：若用波长为的单色光做该实验，则逸出光电子的最大初动能为：其遏制电压满足解得：【考点】本题考查光电效应。

3.如右图所示，该装置是利用光电管产生光电流的电路。

下列说法中正确的是（）A．K为光电管的阳极B．通过灵敏电流计G的电流方向从b到aC．若用黄光照射能产生光电流，则用红光照射也一定能产生光电流D．若用黄光照射能产生光电流，则用紫光照射也一定能产生光电流【答案】D【解析】A、电子从K极出来后向A极运动，受到向左的电场力，所以K为光电管的负极，A错误；通过灵敏电流计G的电流方向从a到b，B错误；红光的频率比黄光低，若用黄光照射能产生光电流，则用红光照射不一定能产生光电流，C错误；紫光的频率比黄光高，若用黄光照射能产生光电流，则用紫光照射也能产生光电流，D正确；故选D。

鲁科版（2019）高中物理（选择）必修第三册 6.1光电效应及其解释 同步练习一、多选题1．对某种金属的光电效应，其遏止电压U c 与入射光频率v 的关系图象如图所示．则由图象可知A ．当入射光的频率为012v 时，有光电子逸出 B ．入射光的光照强度增大时，遏止电压增大C ．若已知电子电量e ，就可以求出普朗克常量hD ．入射光的频率为2v 0时，产生的光电子的最大初动能为hv 0二、单选题2．图甲为氢原子的能级图，大量处于n ＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，用辐射出的光照射图乙中光电管的阴极K ，阴极K 的材料为钨，钨的逸出功是4.54eV 。

则下列说法正确的是（ ）A ．能使钨发生光电效应的光有4种B ．若将滑动变阻器的滑片右移，电路中的光电流一定增大C ．若将电正、负极反接，电流表示数一定为0D ．逸出的光电子的最大初动能为8.21eV3．为防范新冠病毒的蔓延，额温枪成为重要的防疫装备。

有一种红外测温仪的原理是：任何物体在高于绝对零度（273℃）以上时都会向外发出红外线，额温枪通过红外线照射到温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，计算出温度数据。

已知人体温正常时能辐射波长为10μm 的红外光，如图甲所示，用该红外光照射光电管的阴极K 时，电路中有光电流产生，得到的电流随电压变化图像如图乙所示，已知346.6310J s h -=⨯⋅，191.610C e -=⨯，则下列说法错误的是（ ）A ．将图甲的电反接，可能不会产生电信号B ．由图乙数据可知该光电管的阴极金属逸出功约为0.01eVC ．波长10μm 的红外光在真空中的频率为13310Hz ⨯D ．若人体温度升高，则辐射红外线的强度增强，光电管转换成的光电流增大三、解答题4．某真空光电管的金属阴极的逸出功是4.0×10－19J ，某种单色光的能量恰好等于这种金属的逸出功.(1)求这种单色光的频率；(2)在光电管的阳极和阴极间加30V 的加速电压，用这种单色光照射光电管的阴极，光电子到达阳极时的动能有多大？5．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm 的绿光照射阴极K ，实验测得流过G 表的电流I 与AK 之间的电势差U AK 满足如图乙所示规律，取h ＝6.63×10﹣34J•s ．结合图象，求：（以下所求结果均保留两位有效数字）（1）每秒钟阴极发射的光电子数；（2）光电子飞出阴极K 时的最大动能为多少焦耳；（3）该阴极材料的极限频率．6．用金属钠作阴极的光电管，如图所示连入电路，已知能使电路中有光电流的最大波长为λ0，若用波长为λ(λ＜λ0)的紫外线照射阴极，求：(已知电子质量为m，电量为e，普朗克常量为h，光速为c.)(1)阴极所释放光电子的最大初动能为多少?(2)要使光电管中的光电流为0，滑片C应向左移还是向右移？当O、C间的电压U1为多大时，电流表中的电流为零？7．如图所示,当双刀双掷开关空置时,若用一平行单色光照射光电管阴极K,发生了光电效应,现将双刀双掷电键拨向bb′,用同样的光照射光电管,并使变阻器的片P自左向右移动,当电压表示数为3.1V时,电路中的电流恰为零,若将电键拨向aa′并移动变阻器的滑片P,使电压表示数变为4.5V,求电子到达A极的最大动能．四、填空题8．用频率均为 但强度不同的甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，__________（选填“甲”或“乙”）光的强度大。

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-5）第六部分 原子物理 专题6.5 光电效应（非选择题）非选择题1.（北京市海淀区2019届高三查缺补漏物理试题）在玻尔的原子结构理论中，氢原子由高能态向低能态跃迁时能发出一系列不同频率的光，波长可以用巴耳末—里德伯公式22111()R k n λ=-来计算，式中λ为波长，R 为里德伯常量，n 、k 分别表示氢原子跃迁前和跃迁后所处状态的量子数，对于每一个k ，有n =k +1、k +2、k +3….其中，赖曼系谱线是电子由n >1的轨道跃迁到k =1的轨道时向外辐射光子形成的，巴耳末系谱线是电子由n >2的轨道跃迁到k =2的轨道时向外辐射光子形成的.（1）如图所示的装置中，K 为一金属板，A 为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，S 为石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板K 上.实验中：当滑动变阻器的滑片位于最左端，用某种频率的单色光照射K 时，电流计G 指针发生偏转；向右滑动滑片，当A 比K 的电势低到某一值U c （遏止电压）时，电流计G 指针恰好指向零.现用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验.若用赖曼系中波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U 1；若用巴耳末系中n =4的光照射金属时，遏止电压的大小为U 2.金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸.电子要从金属中挣脱出来，必须克服这种阻碍做功.使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功.已知电子电荷量的大小为e ，真空中的光速为c ，里德伯常量为R .试求： a ．赖曼系中波长最长的光对应的频率ν1； b ．普朗克常量h 和该金属的逸出功W 0.（2）光子除了有能量，还有动量，动量的表达式为p =λh（h 为普朗克常量）.+ 电源ASa ．请你推导光子动量的表达式p =λh；b ．处于n =2激发态的某氢原子以速度v 0运动，当它向k =1的基态跃迁时，沿与v 0相反的方向辐射一个光子.辐射光子前后，可认为氢原子的质量为M 不变.求辐射光子后氢原子的速度v （用h 、R 、M 和v 0表示）. 【名师解析】（1）a ．在赖曼系中，氢原子由n =2跃迁到k =1，对应光的波长最长，波长为1λ.则有 221111()12R λ=- 所以 143Rλ=所以 1134c cR νλ==b ．在巴耳末系中，氢原子由n =4跃迁到k =2，对应光的波长为2λ，频率为2ν.则有222111()24R λ=-, 22cνλ= 设1λ、2λ对应的最大初动能分别为E km1、E km2.根据光电效应方程有 km110E h W ν=-,km220E h W ν=-根据动能定理有 1km10eU E -=-,2km20eU E -=- 联立解得1216()9e U U h cR -=，0121(4)3W e U U =-.（2）a ．根据质能方程有2E mc = 又因为 hcE h νλ== ,p mc =,所以hp λ=.b ．光子的动量34h hRp λ==根据动量守恒定律有0M M p =-v v 解得034hRM =+v v .2.（2019·北京西城区4月模拟）可利用如图l 所示的电路研究光电效应中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系.K 、A 是密封在真空玻璃管中的两个电极，K 受到光照时能够发射电子.K 与A 之间的电压大小可以调整，电源的正、负极也可以对调.（1）a ．电源按图1所示的方式连接，且将滑动变阻器中的滑片置于中央位置附近.试判断：光电管中从K 发射出的电子由K 向A 的运动是加速运动还是减速运动?b ．现有一电子从K 极板逸出，初动能忽略不计，已知电子的电量为e ，电子经电压U 加速后到达A 极板. 求电子到达A 极板时的动能E k .(2)在图l 装置中，通过改变电源的正、负极，以及移动变阻器的滑片，可以获得电流表示数与电压表示数U 之间的关系，如图2所示，图中U c 叫遏止电压.实验表明，对于一定频率的光，无论光的强弱如何， 遏止电压都是一样的.请写出爱因斯坦光电效应方程，并对“一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的”做出解释.(3)美国物理学家密立根为了检验爱因斯坦光电效应方程的正确性，设计实验并测量了某金属的遏止电压U c 与入射光的频率. 根据他的方法获得的实验数据绘制成如图 3所示的图线.已知电子的电量e=1.6xl0-19C ，求普朗克常量h.（将运算结果保留l 位有效数字.）【思路点拨】解决此题的关键有两点：准确理解爱因斯坦光电效应方程的规律及其应用，第二要通过ν~cU 图像找到ν~cU的关系函数.【解析】(1)a.由于A 为电源正极，K 为电源负极，故光电子在A 、K 间做加速运动. b.由动能定理得E k =eU.(2)爱因斯坦光电效应方程0W h E k -=ν遏止电压对应为具有最大初动能的光电子由K 极板运动到A 极板时动能减为0的电压,根据动能定理有: E k =eU c联立解得U c =eW e h-ν 可见,对于确定的金属来说,一定频率的光,无论光的强弱如何,遏止电压都是一样的. (3)由U c =eW e h 0-ν，可知斜率为普朗克常量与元电荷之比 由图像求得斜率k =4×10-15 V·s故普朗克常量h =ke=4×10-15×1.6×10-19 J·s=6×10-34 J·s.【核心素养解读】本题从光电效应的本质属性、内在规律及相互关系的认识上建构理想的功能关系模型，通过综合分析、推理论证等进行科学思维方法的内化；“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素，体现了学科核心素养.3．如果一个中子和一个质量为10 g 的子弹都以103 m/s 的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多少？(中子的质量为1.67×10－27kg)【名师解析】 中子的动量p 1＝m 1v ， 子弹的动量为p 2＝m 2v ，由公式λ＝hp 知，中子和子弹的德布罗意波长分别为λ中＝h p 1和λ子＝h p 2，因此可得到λ中＝h m 1v ，λ子＝hm 2v ，代入数据得：λ中＝4.0×10－10m λ子＝6.63×10－35m 。

光电效应练习题(含详解)题目1一束波长为400 nm的光照射到金属表面，下列说法中正确的是：A. 金属中的自由电子所受的引力将电子束反射回光源B. 电子从金属中逸出所需的能量与光束的频率无关C. 光电效应是指金属在光照射下产生的电磁波D. 光电效应的实验证明了光是由微粒组成的正确答案：B解析：根据光电效应的基本原理，光照射到金属表面时，能量传递给金属中的电子，使其逸出金属，形成光电流。

根据爱因斯坦的光电效应理论，逸出金属所需的最小能量与光的频率有关，而与光的强度无关。

因此，选项B是正确的。

题目2以下哪一项是光电效应的应用之一？A. 太阳能电池B. 望远镜C. 激光器D. X射线机正确答案：A解析：太阳能电池是利用光电效应将光能转化为电能的装置，因此是光电效应的一种应用。

选项B的望远镜和选项C的激光器并没有直接与光电效应相关，而选项D的X射线机是利用X射线的特性进行成像和诊断的，与光电效应不同。

题目3下列哪个物理学家对光电效应做出了重要贡献？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 麦克斯韦D. 狄布罗意正确答案：B解析：爱因斯坦是对光电效应做出了重要贡献的物理学家。

他提出了能量子概念，并根据实验观测结果提出了光电效应的理论解释，被称为光电效应的创立者。

选项A的牛顿是光的色散等问题的研究者，与光电效应不直接相关；选项C的麦克斯韦是电磁学方程的发现者，与光电效应不直接相关；选项D的狄布罗意是波粒二象性理论的提出者，对光电效应的研究没有直接的贡献。

题目4光电效应中，光子的能量与下列哪个物理量成正比？A. 光的波长B. 光的频率C. 光的强度D. 光的速度正确答案：B解析：根据光电效应的基本原理，光子的能量与光的频率成正比，与光的波长无关。

光的频率越大，光子的能量越大，逸出金属所需的能量也越大。

因此，选项B是正确的。

例题精选【典型例题1】已知LC振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化曲线如图所示，则：（A）a、c两时刻电路中电流最大，方向相同（B）a、c两时刻电路中电流最大，方向相反（C）b、d两时刻电路中电流最大，方向相同（D）b、d两时刻电路中电流最大，方向相反分析与解：应理解LC振荡电路电磁振荡时，电容两板电量最多时，是两板间电压最高，板间电场能最大的时刻，在放电结束（两极电量为零时）瞬间是线圈中电流最大，磁场能最大的时刻，b时刻是将要反向充电时刻，d时刻是将要正向充电时刻，因此选项D是正确的，在解题时不妨在电路上画出a时刻1极板带正电情况以帮助分析放电、充电的振荡电流方向情况．【典型例题2】要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是：（A）自感系数L和电容C都增大一倍．（B）自感系数L和电容C都减小一半．（C）自感系数L增大一倍，而电容C减小一半．（D）自感系数L减小一倍，而电容C增大一倍．分析与解：由于LC振荡电路频率一般较高，周期很短，用周期多少秒很不方便，因此在LC振荡电路中通常用频率公式而不象单摆振动用周期公式，这是应当注意区别的，此题问周期，则可将改写成进行讨论就方便了，显然正确答案应为A．【典型例题3】设是两种单色可见光1．2在真空中的波长，若，则这两种单色光相比（A）单色光频率较小（B）玻璃对单色光1折射率较大（C）在玻璃中，单色光1的传播速度较大（D）单色光1的能量较大分析与解：应掌握电磁波（光波）频率、波速、波长关系：（真空中），由题意及此式，可判断出，即单色光1频率较小．媒质折射率随频率增大而增大，因此说法B错误，值得注意的是光进入媒质后频率不变（颜色不变）但波速改变，由知，即频率越高，折射率越大、波速越小，说法C正确，光子能量，单色光1频率低，能量较小，因此说法D错误，此题正确答案应为A、C．【典型例题4】关于光谱，下面说法中正确的是（A）炽热的液体发射连续光谱（B）太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素（C）明线光谱和暗线光谱都可用于对物质成分进行分析（D）发射光谱一定是连续光谱分析与解：显然，这是一个考查对光谱知识了解情况的问题，考生在复习时，应知道的基本物理常识要重视，不能以为简单就可以不认真复习掌握了．正确答案应为A、C．【典型例题5】用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应（A）改用红光照射（B）增大绿光强度（C）增大光电管上的加速电压（D）改用紫光照射分析与解：此题也只是考查了光电效应实验中的实验规律及光子论解释，显然要增大光电子初动能，只能增大入射光子的频率，正确答案应为D．【典型例题6】使金属钠产生光电效应的光的最长波长是5000埃，因此，金属钠的逸出功J，现在用频率在Hz到Hz范围内的光照射钠，那么，使钠产生光电效应的频率范围是从__________Hz到__________Hz．（普朗克恒量J·s）．分析与解：按照光子论对光电效应的解释，逸出功等于截止频率光子的能量，即由题给条件，可求出J，在给出频率范围中，只有大于截止频率的光，才能使金属钠产生光电效应，因Hz，故能使金属钠产生光电效应的频率范围为Hz到Hz，题目难度虽不大，但要求准确理解光电效应的有关知识，特别是应注意幂指数运算问题不要出错．【典型例题7】玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有（A）原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量．（B）原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的．（C）电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子．（D）电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率．分析与解：本题检查学生是否知道玻尔模型的三个重要假设，正确答案为A、B、C．【典型例题8】Th（灶）经过一系列和衰变，变成Pb（铅）（A）铅核比钍核少8个质子（B）铅核比钍核少16个中子（C）共经过4次衰变和6次衰变（D）共经过6次衰变和4次衰变分析与解：应掌握原子核符号脚标意义，以及衰变时根据电量与质量守恒列出关系式，在多次衰变时，可设经历x次衰变与y次衰变，再列式就容易解答了，此题答案应为A、B、D．【典型例题9】在卢瑟福的粒子散射实验中，有极少数粒子发生大角度偏转，其原因（A）原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上（B）正电荷在原子中是均匀分布的（C）原子中存在着带负电的电子（D）原子只能处于一系列不连续的能量状态中分析与解：粒子散射实验是建立“原子核式结构”理论的重要实验，极少数粒子发生大角度偏转，说明粒子受到很大的库仑斥力，极“少数”意味着粒子接近核的机会很少，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的粒子上．选项A正确．【典型例题10】右图中给出氢原子最低的四个能级．氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有__________种，其中最小的频率等于__________赫．（保留两个数字）分析与解：氢原子中电子根据吸收光子能量不同，可以跃迁至任一较高能级，当氢原子处于较高能级时，也可能因释放光子能量不同，跃迁至不同较低能级，因而在题给四个较低能级间跃迁时，存在多种可能性．可以从最高能级逐级向下考虑：当时，有、、三种可能性；当时，有、二种可能性；当时，只有一种可能性．故有释放六种频率光子可能性．其中频率最小的光子相应能量也最小，即从跃迁至．由公式可求出最小频率为Hz．【典型例题11】裂变反应是目前核能利用中常用的反应．以原子核U为燃料的反应堆中，当U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：U ＋n →Xe ＋Sr ＋n235.o439 1.0087 138.9178 93.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）．已知lu的质量对应的能量为MeV，此裂变反应释放出的能量是______________MeV．分析与解：重核裂变时有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，相应的质量亏损对应释放的能量．应先计算质量亏损：（u）由题给lu的质量对应的能量为MeV可得：MeV MeV【典型例题12】一束光从空气射向折射率的某种玻璃的表面，如图1所示，i代表入射角，则：（A）当时会发生全反射现象（B）无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°（C）欲使折射角，应以的角度入射（D）当入射角时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直分析与解：此题综合检查了反射定律、折射定律、全反射现象等知识，难度不很大，但要求准确掌握有关知识，全反射发生条件是从媒质射向空气，因此说法A错误．根据折射定律：有，入射角最大不超过90°，因此，，即折射角不会超过45°，所以 B是正确的．当时，，故，说法C亦正确．为了分析说法D是否正确，应先画图分析一下，在图2中可以看出，如果反射光线跟折射光线恰好互相垂直，从几何关系可以得到，所以，代入折射定律公式有：因此，说法D正确，此题为多选题，正确答案为B．C、D．【典型例题13】为了观察门外的情况，有人在门上开了一个小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直，如图所示．从圆柱体底面中心看出去，可以看到门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角．已知该玻璃的折射率为n，圆柱体长为l，底面半径为r，则视场角是A、 B、C、 D、分析与解：根据题意作出如图所示的光路示意图，其中视场角边缘的两条光线射到玻璃的左表面上，经折射后到玻璃右表面的中轴线O处，即到达眼睛所在处．图中角i即为视场角．根据光的折射定律，，由几何关系知：，因此 sin i=n sinβ，得：i=．本题的答案是B．【典型例题14】在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿色），这时A、只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B、红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D、屏上无任何光亮分析与解：干涉现象是两列波长相等的光叠加而产生的现象，现在一条缝只能透过红色，另一条缝只能透过绿色，这两束光的波长不相等，不能发生干涉现象，因此任何双缝干涉条纹都不存在，但两缝分别透过了红色和绿色，屏上仍然有光亮．本题的正确答案是C．(本题考查对光的干涉现象及其产生的条件进行考查，对于平时学习只死记一些结论的考生，解答此题会出现一些困难，因为课本上没有讲过这类问题．但如果学习时能够真正理解干涉现象的产生条件，回答此题就不会有困难．)【典型例题15】图1中AB表示一直立的平面镜，是水平放置的米尺（有刻度的一面朝着平面镜，MN 是屏，三者互相平行．屏MN上的ab表示一条竖直的缝（即a、b之间是透光的）．某人眼睛紧贴米尺上的小孔S（其位置见图），可通过平面镜看到米尺的一部分刻度．试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位，并在上把这部分涂以标志．分析与解：在分析人眼在确定位置可看到范围时，通常可运用光路可逆原理，设想人眼处有一点光源，该点光源发出光束能照射到的区间，也是能射入人眼光线的范围．本题中分析能观察到平面镜中尺子像的范围，有两种方法：一是作出尺子与障碍屏的像，考虑人眼处点光源发出光束能照射到镜中尺子的区间；二是作出人眼处点光源的像，考虑镜中人眼处点光源发出光束能照射到尺子的区间，分别如图2、图3所示，在作图时特别需要注意障碍屏缺口两端对光线的限制．【典型例题16】现有m=0.90kg的硝酸甘油（C3H5（NO3）3）被密封于体积V0=4.0×10-3m3的容器中，在某一时刻被引爆，瞬间发生激烈的化学反应，反应的产物全是氮、氧…等气体．假设：反应中每消耗1kg硝酸甘油释放能量U=6.00×106J/kg；反应产生的全部混合气体温度升高1K所需能量Q=1.00×103J/K；这些混合气体满足理想气体状态方程(恒量)，其中恒量C=240J/K．已知在反应前硝酸甘油的温度T0=300K．若设想在化学反应后容器尚未破裂，且反应释放的能量全部用于升高气体的温度．求器壁受到的压强．分析与解：化学反应完成后，硝酸甘油释放的总能量：W=mU,设反应后气体的温度为T，根据题意，有W=Q(T-T0)，器壁所受的压强：p=CT/V0．解以上三式并代入数据进行计算，得p=3.4×108Pa．（本题是比较典型的“信息题”，题目中涉及到了硝酸甘油爆炸的激烈的化学反应，但仔细读过此题后，可以看出解答这个题并不需要了解具体的化学反应过程，也不需要记住气体状态方程的具体形式（题目中给出了一定质量理想气体的状态方程的形式），但此题对考生的理解能力要求较高，其中“反应产生的全部混合气体温度升高1K所需能量Q=1.00×103J/K”这句话很重要，这里我们要联系物体温度升高吸收的热量的公式：Q吸=cmΔT，这里c是物质的比热、m是物质的质量，本题给出的Q值实际上是c、m的乘积，它称为“热容量”，把Q吸换成W，就得到W=Q(T-T0)的关系式．）。