4.2光電效應(yīng)

一：知識精講歸納

考點一、光電效應(yīng)的實驗規(guī)律

1.光電效應(yīng)：照射到金屬表面的光，能使金屬中的曳工從表面逸出的現(xiàn)象.

2.光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來的電子.

3光電效應(yīng)的實驗規(guī)律

(1)存在截止頻率:當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時丕(填“能”或“不”)發(fā)生光電效應(yīng).

(2)存在飽和電流:在光的頻率不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大.

1

(3)存在遏止電壓:使光電流減小到0的反向電壓〃，且滿足不加=

(4)光電效應(yīng)具有瞬時性：光電效應(yīng)幾乎是瞬時發(fā)生的.

考點二、愛因斯坦的光電效應(yīng)理論

1.光子：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為b的光的能量子為立匕，其

中方為普朗克常量.這些能量子后來稱為光子.

2.逸出功：使電子脫離某種金屬，外界對它做功的最小值,用先表示.不同種類的金屬，其

逸出功的大小不相同(填“相同”或“不相同”).

3.愛因斯坦光電效應(yīng)方程

(1)表達(dá)式：hv=&+必或E^=hv—Wo.

⑵物理意義：金屬中電子吸收一個光子獲得的能量是左上，在這些能量中，一部分大小為掰

的能量被電子用來脫離金屬，剩下的是逸出后電子的初動能&

(3)〃與入幽的關(guān)系

①表達(dá)式：U=-v

cee

②圖像：〃一iz圖像是一條斜率為4勺直線.

e

技巧歸納一：光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用

(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率.

⑵光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光.

⑶逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān).

(4)光電子不是光子，而是電子.

2.兩條對應(yīng)關(guān)系

(1)光強(qiáng)大T光子數(shù)目多T發(fā)射光電子多T光電流大；

⑵光子頻率高-?光子能量大-?光電子的最大初動能大.

3.三個關(guān)系式

(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek=hv-^.

⑵最大初動能與遏止電壓的關(guān)系：Ek=eUc.

⑶逸出功與極限頻率的關(guān)系＜=/7vQ.

技巧歸納二：光電效應(yīng)圖象四類圖象

由圖線直接(間接)得到的物理

圖象名稱圖線形狀

量

①極限頻率：圖線與/軸交點

的橫坐標(biāo)vc

叼

②逸出功：圖線與”軸交點的

最大初動能丘與入射

縱坐標(biāo)的值的絕對值w0=|—

光頻率/的關(guān)系圖線

“IE\=E

③普朗克常量：圖線的斜率〃

=h

①遏止電壓〃：圖線與橫軸的

顏色相同、強(qiáng)度不同[/強(qiáng)光(黃)交點

忤光(黃)

的光，光電流與電壓②飽和光電流/m:光電流的最

的關(guān)系Ucou大值

③最大初動能：E.e&

①遏止電壓〃、必

顏色不同時，光電流-黃光②飽和光電流

一----藍(lán)光

與電壓的關(guān)系③最大初動能￡ki=eUd,&=

uclU電。U

eUc2

①極限頻率心：圖線與橫軸的

交點

②遏止電壓〃：隨入射光頻率

遏止電壓”與入射光的增大而增大

頻率/的關(guān)系圖線③普朗克常量力：等于圖線的

上VcV

斜率與電子電荷量的乘積，即

力=（注：此時兩極之間接反

向電壓）

二：考點題型歸納

題型一：光電效應(yīng)的規(guī)律

1.（2021秋?高二單元測試）光電效應(yīng)實驗的裝置如圖所示，現(xiàn)用發(fā)出紫外線的弧光燈照射鋅板，驗電器

指針張開一個角度。下列判斷正確的是（）

A.鋅板帶正電，驗電器帶負(fù)電

B.將帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，驗電器指針偏角變大

C.使驗電器指針回到零，改用強(qiáng)度更大的弧光燈照射鋅板，驗電器指針偏角變大

D.使驗電器指針回到零，改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，驗電器指針偏角變大

2.（2022春.湖南益陽?高二校聯(lián)考期末）研究光電效應(yīng)的電路圖如圖1所示。某同學(xué)利用該裝置在不同實

驗條件下得到了三條光電流/與A、K兩極之間的電壓的關(guān)系曲線（甲光、乙光、丙光），如圖2所示,

則下列說法正確的是（）

A.光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有波動性B.甲光與乙光的頻率不相同

C.丙光照射時金屬的逸出功大于甲光照射時金屬的逸出功D.丙光的波長小于乙光的波長

3.（2022春?四川自貢?高二統(tǒng)考期末）關(guān)于光電效應(yīng)，下列表述正確的是（）

A.光照時間越長，光電流越大B.不同的金屬逸出功都是一樣的

C.入射光足夠強(qiáng)，就可以有光電流D.入射光頻率大于極限頻率時就能產(chǎn)生光電子

題型二：愛因斯坦的光電效應(yīng)理論

4.（2023春?遼寧?高二校聯(lián)考期中）在光電效應(yīng)實驗中，分別用頻率為乙,乙的單色光。、b照射到同種金

屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為4和5、光電子的最大初動能分別為線。和冬。為普朗克常量。下列

說法正確的是（）

A.若%>/，則一定有B.若匕>以,則一定有心“〈心〃

C.若&<4,則一定有Ek“<Ek〃D.若%>點,則一定有牝，-4>牝-/

5.（2023春?河北邯鄲?高二涉縣第二中學(xué)校聯(lián)考期中）某探究小組的同學(xué)在研究光電效應(yīng)現(xiàn)象時，利用人

從c三束單色光照射同一光電管時所得到的光電流/與光電管兩端所加電壓U的關(guān)系如圖所示。已知服c

兩條圖線與橫軸的交點重合，下列說法正確的是（）

A.6照射光電管時，逸出光電子的最大初動能最大

B.。光頻率比c光大

C.增大。光的光照強(qiáng)度，逸出光電子的最大初動能增大

D.若b光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，。光照射該金屬也一定發(fā)生光電效應(yīng)

6.（2023春?重慶沙坪壩?高二重慶南開中學(xué)校考期中）研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實驗電路如圖所示，A,K為

光電管的兩個電極，電壓表V、電流計G均為理想電表.已知該光電管陰極K的極限頻率為％,元電荷電

量為e,普朗克常量為心開始時滑片P、P，上下對齊.現(xiàn)用頻率為口的光照射陰極K,能發(fā)生光電效應(yīng)，

貝I（）

A.該光電管陰極材料的逸出功為加

B.若加在光電管兩端的正向電壓為U,則到達(dá)陽極A的光電子的最大動能為/%-配+eU

C.若將滑片P向右滑動，則電流計G的示數(shù)一定會不斷增大

D.若將滑片P向右滑動，則當(dāng)滑片P、P'間的電壓—一時,電流計G的示數(shù)恰好為0

e

題型三：光電效應(yīng)的函數(shù)圖像問題

7.（2021春.廣東江門.高二江門市培英高級中學(xué)?？计谥校┯萌鐖D甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合

開關(guān)S,用頻率為口的光照射光電管時發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時光電子的最大初

動能穌與入射光頻率□的關(guān)系圖象，圖線與橫軸的交點坐標(biāo)為（。，0）,與縱軸的交點坐標(biāo)為（0，-份，下列說

法中正確的是（）

A.普朗克常量為九=二

a

B.斷開開關(guān)S后，電流表G的示數(shù)不為零

C.僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動能將增大

D.保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變

8.（2022春.貴州貴陽.高二統(tǒng)考期末）在某次光電效應(yīng)實驗中，測得遏止電壓S與入射光頻率v之間的關(guān)

系圖線如圖所示，已知光電子的電荷量為e,則下列說法正確的是（）

A.普朗克常量力=五

V。

,v

B.普朗克常量％=術(shù)n

U0

C.入射光的頻率為V。時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為

D.入射光的頻率為2V。時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為

9.（2022春?江西九江?高二校聯(lián)考期末）圖甲為研究某金屬材料的遏止電壓上與入射光頻率丫的關(guān)系的電

路圖。用不同頻率的光分別照射甲圖中同一光電管的陰極K,調(diào)節(jié)滑片尸測出遏止電壓，并描繪U/關(guān)系

圖如圖乙所示。已知三種光的頻率分別設(shè)為匕、匕、匕，光子的能量分別為L8eV、2.4eV、3.0eV,測得

甲乙

A.普朗克常量可表達(dá)為〃=

B.圖乙中頻率為匕的光對應(yīng)的遏止電壓。3=2.0V

C.該陰極K金屬材料的逸出功為2.6eV

D.將電源的正負(fù)極對換，仍用頻率為乙的光照射陰極K時，將滑片尸向右滑動一些，電流表示數(shù)變大

題型四：不同的色光照射是否能發(fā)生光電效應(yīng)

10.（2023春?河北邯鄲?高二邯鄲一中校考期中）赫茲在研究電磁波的實驗中偶然發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)現(xiàn)象，這

一現(xiàn)象引起許多科學(xué)家關(guān)注并進(jìn)行了研究。如圖甲是研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗裝置圖，用波長580nm的黃

光照射時恰好發(fā)生光電效應(yīng)，現(xiàn)在用某種顏色的光照射陰極K,實驗測得電流/與電勢差UAK滿足圖乙所示

規(guī)律，已知普朗克常量/?=6.63X10-34J.S，電子的電荷量約為L6xl0*c,關(guān)于該實驗說法正確的是（）

A.光電子的最大初動能為0.64eV

B.入射光波長大于580nm

C.每秒鐘陰極逸出的光電子數(shù)約為4x1012個

D.滑動變阻器滑片從圖示位置向右滑動，電流計示數(shù)一定增大

11.（2022春?遼寧?高二校聯(lián)考階段練習(xí)）研究光電效應(yīng)的電路圖如圖所示。某同學(xué)利用該裝置在不同實驗

條件下得到了三條光電流/與A、K兩極之間的電壓以K的關(guān)系曲線（甲光、乙光、丙光），如圖所示，則

下列說法正確的是（）

A.用強(qiáng)度相同的甲、丙光照射該光電管，則單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)相等

B.對于不同種金屬，若照射光頻率不變，則逸出光電子的最大初動能與金屬的逸出功呈線性關(guān)系

C.甲光照射光電管發(fā)出光電子的初動能一定小于丙光照射光電管發(fā)出光電子的初動能

D.單位時間內(nèi)甲光照射光電管發(fā)出光電子比乙光的少

12.（2022春.河南?高二校聯(lián)考階段練習(xí)）如圖所示是研究光電效應(yīng)的實驗裝置，其中陰極K接到油的正

中間固定不動：①用頻率為匕的光照射光電管，此時電流表中有電流，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表示數(shù)恰好

為零，此時電壓表示數(shù)為②用頻率為憶的光照射光電管，此時電流表中有電流，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片

使電流表示數(shù)恰好為零，此時電壓表示數(shù)為則（）

A.對情況①，滑片P向右滑動，電流表示數(shù)可減小為零

B.對情況②，滑片P向左滑動，電流表示數(shù)增大

c.電壓表示數(shù)4

D.若已知電子電荷量為e,由①②可求得普朗克常量

憶一匕

題型五：飽和光電流

13.（2021秋?高二單元測試）如圖所示是光電效應(yīng)實驗的原理圖。當(dāng)頻率為%的可見光照射到陰極K上時,

靈敏電流計中有電流通過，則下列正確的是（）

A.若換一束波長大一點的光照射，靈敏電流計一定沒有電流通過

B.若換一束波長小一點的光照射，靈敏電流計一定有電流通過

C.將滑動觸頭P逐漸由A端移向2端時，靈敏電流計示數(shù)變大

D.調(diào)換電源兩極，將滑動觸頭P逐漸由A端移向8端，靈敏電流計示數(shù)變大

14.（2022春?廣東揭陽?高二統(tǒng)考期末）如圖所示，用一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)的實驗，當(dāng)用某一頻率的光入

射時，有光電流產(chǎn)生，下列說法正確的是（）

A.截止電壓的大小與入射光的頻率無關(guān)，僅與入射光的光強(qiáng)有關(guān)

B.入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大，飽和光電流變大

C.保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生

D.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大

15.（2022春?山東荷澤?高二期末）某實驗小組的同學(xué)為了研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，設(shè)計了如圖甲所示的電路，

現(xiàn)用強(qiáng)度一定的某種色光照射K板，反復(fù)移動滑動變阻器的滑動觸頭，記錄多組電壓表（電壓表的0刻度

在表盤的正中央位置）以及電流表的示數(shù)，將得到的數(shù)據(jù)描繪在/-。圖中，得到的圖像如圖乙所示，則

下列說法正確的是（）

A.欲測量飽和光電流大小應(yīng)使滑動觸頭向左移動

B.K板的逸出功為0.6eV

C.光電子的最大初動能為0.6eV

D.如果僅增加光的強(qiáng)度，則圖像與橫軸的交點向左移動

題型六：額止電壓

16.（2022春?四川廣元.高二廣元中學(xué)?？茧A段練習(xí)）如圖甲，在光電效應(yīng)實驗中，某同學(xué)用相同頻率但光

照強(qiáng)度不同的單色光，分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個不同的光電管，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)。圖乙為

其中一個光電管的遏止電壓4隨射入光頻率口變化的函數(shù)關(guān)系圖像。對于這兩個光電管，下列判斷正確的

是（）

A.因為是相同頻率的光，所以兩次實驗中遏制電壓相同

B.甲圖中開關(guān)斷開時，不會產(chǎn)生光電流

C.兩個光電管的圖像的斜率相同

D.甲圖中開關(guān)閉合時，將滑動變阻器滑片向右滑動，可能出現(xiàn)飽和電流

17.（2023秋?新疆哈密?高二?？计谀┠惩瑢W(xué)在研究某金屬的光電效應(yīng)現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)該金屬逸出光電子的

最大初動能心與入射光頻率〃的關(guān)系如圖所示。若圖線在橫、縱坐標(biāo)軸上的截距分別為。和-6,已知電

子所帶電荷量為e,由圖線可以得到（）

A.該金屬的逸出功為零

B.普朗克常量為2b,單位為J-Hz

a

C.當(dāng)入射光的頻率為2“時，逸出光電子的最大初動能為2萬

D.當(dāng)入射光的頻率為3。時，遏止電壓為二2b

e

18.（2022春?山東威海?高二期末）某同學(xué)用如圖甲所示電路研究光電效應(yīng)中截止電壓上與入射光頻率〃的

關(guān)系，4-口圖像如圖乙所示。電子的電量為e,下列說法正確的是（）

%-匕

B.該金屬的逸出功為旦必

C.入射光頻率越高，金屬的極限頻率越高

D.入射光的頻率為七，電壓表示數(shù)為q時，增加入射光的強(qiáng)度，則電流表有示數(shù)

三：課堂過關(guān)精練

一、單選題

19.（2023春?湖北十堰?高二哪西縣第一中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí)）在光電效應(yīng)實驗中，小明用同一光電管在不

同實驗條件下得到了三條光電流與電壓的關(guān)系曲線甲、乙、丙，如圖所示，下面分析正確的是（）

A.甲光的頻率比乙的大B.乙光的頻率比丙的大

C.甲光的頻率比丙的大D.三種光的頻率相等

20.（2023春?江蘇南通?高二統(tǒng)考階段練習(xí)）圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，圖乙是用。、6、c光照射光電

B.b光的波長大于c光的波長

C.當(dāng)開關(guān)斷開時，電流表的示數(shù)為零

D.若光照強(qiáng)度相同，A、K間的正向電壓一定，b光照射時飽和電流最小

21.（2023春?重慶沙坪壩?高二重慶一中?？计谥校┤鐖D甲是研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗裝置圖，用綠光照射

陰極K,實驗測得電流/與電勢差4K滿足圖乙所示規(guī)律，電子的電荷量約為L6X10—9C,關(guān)于該實驗說法

正確的是（）

A.光電子的最大初動能為0.64eV

B.每秒鐘陰極逸出的光電子數(shù)約為4x10“個

C.滑動變阻器劃片從圖示位置向右滑動，電流計示數(shù)一定增大

D.如果改用紫光照射陰極K,飽和光電流一定變大

22.（2023春?陜西咸陽?高二統(tǒng)考期中）在研究光電效應(yīng)規(guī)律的試驗中，用三束光分別照射同一光電管得到

三條光電流和電壓的關(guān)系圖像如圖所示，則下列說法正確的是（）

A.光電子的最大初動能穌甲=或丙＜舔乙

B.光電子的最大初動能七甲=5丙＞4乙

C.三種光的頻率關(guān)系是腺＞1/乙＞喋

D.三種光的頻率關(guān)系是％=廿丙＞吃

23.（2023春?江蘇鹽城?高二江蘇省響水中學(xué)?？茧A段練習(xí)）在利用光電管探究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗中，當(dāng)

用不同波長的光照射光電管的陰極時,測出光電管的遏止電壓Uc與對應(yīng)入射光的波長4。以遏止電壓Uc為

縱坐標(biāo)，人射光波長倒數(shù)J為橫坐標(biāo)，作出圖像如圖所示。已知。、6為已知量，光電子的電荷量

A4

B.普朗克常量為-空

ac

C.波長2〈工的光照射光電管的陰極時，產(chǎn)生的光電流與彳成正比

a

D.波長彳的光照射光電管的陰極時，一定能發(fā)生光電效應(yīng)

a

24.（2023春.山東青島.高二青島二中校考期中）如圖所示，某同學(xué)用一定頻率的入射光照射鋅板來研究光

電效應(yīng)，則（）

驗電器鋅板光源

A.任意光照射鋅板都有光電子逸出

B.若發(fā)生光電效應(yīng)，入射光頻率越高，光電子的最大初動能越大

C.電子吸收光子的能量，需要積累能量的時間

D.入射光越強(qiáng)，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目一定越多

25.（2023春?江蘇南京?高二南京市第一中學(xué)?？计谥校?907年起，美國物理學(xué)家密立根就開始以精湛

的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量。他通過如圖甲所示的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓。與入射

光頻率1/,作出如圖乙所示的&-丫圖像，圖像與橫軸的交點坐標(biāo)為Q,0）,其反向延長線與縱軸的交點

坐標(biāo)為（0,b）,由此算出普朗克常量鼠并與普朗克根據(jù)黑體輻射測出的場相比較，以檢驗愛因斯坦光電

)

A.入射光的頻率越大,a的值越大B.入射光的頻率越大，6的值越大

b

C.圖甲中極板A連接電源的正極D.由乙圖可求出普朗克常量/z='e

a

四：高分突破精練

一、單選題

26.（2021秋.高二單元測試）在光電效應(yīng)實驗中，某同學(xué)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(guān)系曲線，下列判斷正確的是（）

B.三種光的波長入用>4z>4丙

C.三次實驗中對應(yīng)的逸出功卬聽Wz<W丙

D.三次實驗中光電子最大初動能雙尸百

27.（2021春.江蘇南京?高二南京外國語學(xué)校?？计谀﹫D甲是探究“光電效應(yīng)”實驗電路圖，光電管遏制電

壓。。隨入射光頻率口的變化規(guī)律如圖乙所示，下列判斷正確的是（）

光束—八窗口

A.入射光的頻率口不同，遏制電壓S相同

B.入射光的頻率□不同，U’-iz圖像的斜率相同

C.圖甲所示電路中，當(dāng)電壓表增大到一定數(shù)值時，電流計將達(dá)到飽和電流

D.只要入射光的光照強(qiáng)度相同，光電子的最大初動能就一定相同

28.（2022春?山東泰安?高二期末）疫情期間，額溫槍（紅外測溫儀）成為重要的防疫裝備，其測溫原理是:

任何物體都會向外發(fā)出紅外線，額溫槍通過紅外線照射到溫度傳感器，發(fā)生光電效應(yīng)，將光信號轉(zhuǎn)化為電

信號，間接得出溫度數(shù)據(jù)。已知人體溫正常時能輻射波長為lOFim的紅外線，如圖甲所示，用該紅外線照

射光電管的陰極K時，電路中有光電流產(chǎn)生，該光電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示，己知/z=6.63xl034j$

e=1.6xlO19C,電磁波在真空或空氣中波速c=3xl08m/s則由圖乙可知該光電管的陰極金屬逸出功最接近于

A.0.1eVB.0.2eVC.0.3eVD.0.4eV

29.（2021.高二單元測試）如圖所示，甲為演示光電效應(yīng)的實驗裝置；乙圖為服b、c三種光照射下得到

的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線；丙圖為氫原子的能級圖；丁圖給出了幾種金屬的逸出功和極

限頻率關(guān)系。以下說法正確的是（）

光束逾口

f/eV

0

-0.54

-0.85

-1.51

-3.4

金

-13.6

o

圖甲圖乙圖丙

幾種金屬逸出功和極限頻率

金屬Wo/eVV/1014HZ

鈉2.295.33

鉀2.255.44

枷2.135.15

A.若b光為綠光，a光可能是紫光

B.若。光為綠光，c光可能是紫光

C.若c光光子能量為2.81eV,用它照射由金屬鋤構(gòu)成的陰極，所產(chǎn)生的大量具有最大初動能的光電子去

撞擊大量處于〃=3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產(chǎn)生6種不同頻率的光

D.若c光光子能量為2.81eV,用它直接照射大量處于〃=2激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產(chǎn)生6種不同頻率的光

30.（2022春?遼寧撫順?高二校聯(lián)考期末）紫外線光電管是利用光電效應(yīng)對油庫等重要場所進(jìn)行火災(zāi)報警的

裝置，其工作電路如圖所示，其中A為陽極，K為陰極，只有當(dāng)明火中的紫外線照射到K極時，c、d端

才會有電壓信號輸出。已知明火中的紫外線波長主要在200nm?280nm之間，下列說法正確的是（）

A.要實現(xiàn)有效報警，照射光電管的紫外線波長應(yīng)大于280nm

B.當(dāng)明火照射光電管的時間很短時，c、1端可能沒有電壓輸出

C.只要可見光照射光電管的時間足夠長，c、d端就會有電壓輸出

D.火災(zāi)報警時，照射光電管的紫外線波長越短，逸出光電子的最大初動能越大

二、多選題

31.（2023春?寧夏銀川?高二?？计谥校┨骄抗怆娦?yīng)規(guī)律的實驗裝置圖如圖甲所示，在實驗中測得截止電

壓。。與人射光頻率v之間的關(guān)系如圖乙所示，已知電子的電荷量為e,下列說法正確的是（）

A.光電子的最大初動能與入射光頻率成正比

B.電源的左端為正極

C.該金屬的極限頻率為V2

D.普朗克常量為

七一匕

32.（2023春?山東青島?高二統(tǒng)考期中）光電傳感器是一種將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置，很多光電傳感器

都利用了光電效應(yīng)原理制成，如光敏電阻、微光夜視儀等。如圖甲是某校興趣小組用光電效應(yīng)測陰極材料

逸出功的電路圖，實驗中調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置使電流表示數(shù)恰好為零，記錄下此時入射光的頻率丫

和電壓表示數(shù)U。改變?nèi)肷涔獾念l率，重復(fù)上述步驟獲取多組數(shù)據(jù)，做出如圖乙所示的U-IZ圖像，已知

電子的電荷量為e,普朗克常量為限下列說法正確的是（）

B.陰極材料的逸出功為e4

C.增大入射光的頻率丫，圖像的斜率不變

D.增大入射光的頻率口，圖像的斜率變大

33.（2023春?廣東深圳?高二翠園中學(xué)?？计谥校﹫D1為研究某種金屬光電效應(yīng)的電路圖，通過改變?nèi)肷涔?/p>

的頻率，得到圖2中光電流與電壓的兩條關(guān)系圖線B與C。圖3中EFG”為半圓柱體玻璃的橫截面，EH

為直徑，將圖2中的8、C都沿OE方向從真空射入玻璃，形成兩束折射光。下列說法正確的是（）

雷n

圖1圖2圖3

A.B光線若增大光強(qiáng)，則圖2中Up的位置向左移動

B.B光線沿著E尸方向前進(jìn)，C光線沿著EG方向前進(jìn)

C.若有一。光線波長小于B光線，則。光線不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

D.光線在玻璃中傳播的時間灰=左

34.（2023春?陜西咸陽?高二統(tǒng)考期中）1907年起，美國物理學(xué)家密立根開始以精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)

中幾個重要的物理量，檢驗愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。按照密立根的方法進(jìn)行實驗時得到了某金屬

的4和v的幾組數(shù)據(jù)，并作出如圖所示的圖像，電子的電荷量大小e=1.6xl（）T9c。由圖像可知，以下說

法不正確的是（)

4.04.55.05.56.06.57.0v/（xlOl4Hz）

A.該金屬的截止頻率約為4.27x1014Hz

B.該金屬的逸出功約為0.48eV

C.可以求得普朗克常量約為6.5X103J.S

D.若用波長為500nm的紫光照射該金屬，不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

35.（2023春?寧夏銀川?高二校考階段練習(xí)）以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子極短

時間內(nèi)能吸收到一個光子而從金屬表面逸出.強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強(qiáng)激光照

射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子電效應(yīng)，這

已被實驗證實.光電效應(yīng)實驗裝置示意如圖。用頻率為v的普通光源照射陰極k,沒有發(fā)生光電效應(yīng)，換

同樣頻率為v的強(qiáng)激光照射陰極k,則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U,即將陰極k接電源正

極，陽極A接電源負(fù)極，在k、A之間就形成了使光電子減速的電場，逐漸增大U,光電流會逐漸減??；

當(dāng)光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的（其中W為逸出功，〃為普朗克常量，e為電子

電量）（）

36.（2022春.高二單元測試）某同學(xué)采用如圖所示的實驗裝置來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)用某單色光照射光

電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S,在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑

動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此電壓表的電壓值U稱為遏止電壓，根據(jù)遏止

電壓，可以計算出光電子的最大初動能E,現(xiàn)分別用頻率為V7和V2的單色光照射陰極，測量到遏止電壓分

別為歷和3,設(shè)電子質(zhì)量為相、電荷量為e,則下列關(guān)系式中正確的是（）

用頻率為的光照射時，光電子的最大初速度、學(xué)

A.V7V

Vm

陰極K金屬的逸出功印產(chǎn)幽造二四止

B.

匕一嶺

C.陰極K金屬的極限頻率丫=

Ul~U2

_e（U、一UJ

D.普朗克常量//=q%一-”-

37.（2022春.山東泰安?高二山東省泰安英雄山中學(xué)期末）圖甲為研究某金屬材料的遏止電壓上與入射光

頻率丫的關(guān)系的電路圖。用不同頻率的光分別照射甲圖中同一光電管的陰極K,調(diào)節(jié)滑片P測出遏止電壓,

并描繪關(guān)系圖如圖乙所示。已知三種光的頻率分別設(shè)為L、丫2、口3,光子的能量分別為1.8eV、2.4eV、

3.0eV,測得遏止電壓分別為Q=0.8V、Uz=L4V、U3（圖乙中未知）。則下列說法正確的是（）

,U.-U.

A.普朗克常量可表達(dá)為-L

憶一匕

B.圖乙中頻率為的光對應(yīng)的遏止電壓4=2.0V

C.該陰極K金屬材料的逸出功為LOeV

D.將電源的正負(fù)極對換，仍用頻率為V2的光照射陰極K時，將滑片P向右滑動一些，電流表示數(shù)變大

38.（2022春?甘肅慶陽?高二期末）圖1是光電效應(yīng)的實驗裝置圖，圖2是通過改變電源極性得到的光電流

與加在陰極K和陽極A上的電壓的關(guān)系圖像，下列說法正確的有（)

光束、八窗口

——/—11---------%Uc2OUN

圖1圖2

A.由圖1可知，增大照射光的強(qiáng)度，電流計的示數(shù)增大

B.由圖1可知，光照一定時，閉合開關(guān)，向右移動滑動變阻器的滑片，在電壓表的示數(shù)增大到某一值后,

電流表的示數(shù)將不再增大

C.由圖2可知，光線③光子的頻率小于光線①光子的頻率

D.由圖2可知，①②是同種顏色的光，①的光強(qiáng)比②的大

三、實驗題

39.（2023春?湖南長沙?高二長沙一中?？计谥校┬∶饔脤嶒炗^測光電效應(yīng)現(xiàn)象，已知普朗克常量

/?=6.63xIO'J.s。

（1）實驗中加入反向電壓，探究遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系，請同學(xué)們在圖甲中把電路圖補(bǔ)充完整

（2）實驗中測得的遏止電壓S與入射光頻率v之間的關(guān)系如圖乙所示，則金屬物的截止頻率

匕=Hz,逸出功叱）=J（保留3位有效數(shù)字）；

（3）如果實驗中入射光的頻率〃=7.00x10"Hz,則產(chǎn)生的光電子的最大初動能可=J（保留

3位有效數(shù)字）。

40.(2023春?河南三門峽?高二靈寶市第一高級中學(xué)?？茧A段練習(xí))如圖所示是研究光電管產(chǎn)生的光電流的

電路圖，A、K是光電管的兩個電極，已知該光電管陰極的截止頻率為v,元電荷為e,普朗克常量為〃，

現(xiàn)將頻率為v(大于v)的光照射在陰極上，貝U：

(2)將A、K間的電壓從零開始逐漸增加，電流表的示數(shù)的變化情況是0

(3)為了阻止所有光電子到達(dá)陽極，應(yīng)對調(diào)A、K間電壓正負(fù)，加上U=的反向電壓。

(4)下列方法一定能夠增加飽和電流的是o

A.照射光頻率不變，增加光強(qiáng)

B.照射光強(qiáng)度不變，增加光的頻率

C.增加A、K電極間的電壓

D.減小A、K電極間的電壓

41.(2022春.高二單元測試)某學(xué)習(xí)小組決定探究“光電效應(yīng)”的實驗規(guī)律，采用如圖所示的實驗電路，用

穩(wěn)定的黃色強(qiáng)光照射光電管的陰極板：

(1)要描繪光電管的伏安曲線，開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片尸應(yīng)該在______端(選填"。或加')。

(2)實驗過程中發(fā)現(xiàn)，實驗室提供的微電流傳感器G(電阻為4=1995。)量程太小了，該小組同學(xué)決定

把量程放大400倍，應(yīng)該給微電流傳感器聯(lián)一個Q的電阻。

（3）滑動滑片P,讀出電壓表示數(shù)U,微電流傳感器示數(shù)//，并換算成光電管的實際電流/弼，如表:

U(V)05101520253035404550556065

I示(X1O1OA)0.010.070.110.140.170.190.210.230.250.260.280.290.290.29

I實際

428445668768492100104112116116116

(xlOloA)

通過所采集的數(shù)據(jù)描出光電管的伏安曲線，實驗證實：隨著電壓的增大，電流有飽和值的存在。

（4）在上述探究“光電效應(yīng)”中的“飽和電流”實驗中，電路圖中電源的負(fù)極為端（選填或M）。

每個光電子帶電量為e=1.6xl0i9c,則在第（3）步的實驗中每秒鐘陰極板上被光照射而逸出的光電子個數(shù)

約為個。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

42.（2022春?河北張家口?高二統(tǒng)考期末）如圖甲所示，一驗電器與鋅片相連，在。處用一紫外線燈照射

鋅板，關(guān)燈后，驗電器指針保持一定偏角。

（1）現(xiàn)用一帶少量負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則驗電器指針偏角將（選填“增大”“減小”或“不變”）;

（2）使驗電器指針回到零，再用相同強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉(zhuǎn)。那么，若改

用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗電器指針（選填“有”或“無”）偏轉(zhuǎn)；

（3）為了進(jìn)一步研究光電效應(yīng)的規(guī)律，設(shè)計了如圖乙所示的電路，圖中A和K為光電管的兩極，其中K

為陰極，A為陽極。現(xiàn)接通電源，用光子能量為9.3eV的光照射陰極K,電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻

器的滑片尸緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)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6.0V,則光電管陰極材料的逸出功為eVo

乙

四、解答題

43.(2023春?湖北十堰?高二哪西縣第一中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))如圖所示，一光電管的陰極用極限頻率為2

的鈉制成。用波長為；I的紫外線照射陰極，光電管陽極A和陰極K之間的電勢差為U,光電流的飽和值為

I,普朗克常量為〃，真空中光速為c,電子的電荷量為e。

(1)求光電子逸出時的最大初動能和到達(dá)A極時的最大動能；

(2)反向遏止電壓

(3)若每入射N個光子會產(chǎn)生1個光電子，求紫外線照射陰極時產(chǎn)生飽和光電流/需要的照射功率P。

44.(2023春?江蘇南通?高二統(tǒng)考階段練習(xí))如圖為光電管的工作電路圖，A、K分別是光電管的陽極和陰

極.閉合開關(guān)，A、K之間的電壓為U.已知陰極K材料的選出功為叱,，普朗克常量為力，光速為c,電

子電荷量為e。

(1)若光束的波長為4,求光電子到達(dá)A時的最大動能

(2)若光束為發(fā)光功率恒定的激光器發(fā)出，頻率為〃，全部照射在K上，回路中形成電流，且每入射N

個光子會產(chǎn)生一個光電子，所有的光電子都能到達(dá)A,通過電流表的電流強(qiáng)度為I,求激光器的發(fā)光功率P。

光束窗口

45.(2022春?高二單元測試)可利用如圖1所示的電路研究光電效應(yīng)中電子的發(fā)射情況與光照的強(qiáng)弱、光

的頻率等物理量間的關(guān)系。K、A是密封在真空玻璃管中的兩個電極，K受到光照時能夠發(fā)射電子，K與

A之間的電壓大小可以調(diào)整，電源的正負(fù)極也可以對調(diào)。

(1)a.電源按圖1所示的方式連接，且將滑動變阻器中的滑片置于中央位置附近，試判斷：光電管中從K

發(fā)射出的電子由K向A的運(yùn)動是加速運(yùn)動還是減速運(yùn)動？

b.現(xiàn)有一電子從K極板逸出，初動能忽略不計，已知電子的電量為e,電子經(jīng)電壓U加速后到達(dá)A極板，

求電子到達(dá)A極板時的動能Ek；

(2)美國物理學(xué)家密立根為了檢驗愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性，設(shè)計實驗并測量了某金屬的遏止電

壓Uc與入射光的頻率〃。根據(jù)他的方法獲得的實驗數(shù)據(jù)繪制成如圖2所示的圖線。已知電子的電量

6=1.6x10-19。求普朗克常量瓦(將運(yùn)算結(jié)果保留1位有效數(shù)字)

參考答案:

1.c

【詳解】A.發(fā)生光電效應(yīng)時，鋅板失去電子帶正電，驗電器也帶正電，故A錯誤；

B.因為發(fā)生光電效應(yīng)時，鋅板失去電子帶正電，用帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，驗電器電量要減小，

故B錯誤；

C.改用強(qiáng)度更大的紫外線燈照射鋅板，單位時間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)目增多，則所帶的正電增多，驗電器

指針偏角增大，故c正確；

D.改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，頻率減小，可能不發(fā)生光電效應(yīng)，驗電器指針不動，故D錯誤。

故選Co

2.D

【詳解】A.光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性，故A錯誤；

B.由eUc=配-網(wǎng)，可知甲光、乙光的遏止電壓相同，故甲光與乙光的頻率相同，故B錯誤；

C.金屬的逸出功由金屬自身決定，與入射光無關(guān)，故C錯誤；

D.由eUc=/“-叱），可知丙光的遏止電壓比乙光的遏止電壓大，故丙光的頻率比乙光的頻率高，又由

c=/lv,所以丙光的波長小于乙光的波長，故D正確。

故選D。

3.D

【詳解】A.若入射光頻率小于極限頻率，無論光照時間多長都不會有光電流，若入射光頻率大于極限頻

率，光電流由光強(qiáng)決定與光照時間無關(guān)，故A錯誤；

B.逸出功是由金屬材料決定的自身參數(shù)，不同金屬其逸出功不同，故B錯誤；

C.是否有光電流取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與入射光強(qiáng)度無關(guān)，故C錯誤；

D.入射光的頻率大于極限頻率會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，光電子是在發(fā)生光電效應(yīng)時產(chǎn)的，故D正確。

故選D。

4.C

【詳解】由光電效應(yīng)方程得

Ek=hv-W0

由動能定理可得

-也=0-七

AB.若乙>為，則有

E3>Ekb,Ua>Ub

第25頁共49頁

故AB錯誤；

C.若Ua<Ub,則有

%</

故C正確；

D.同種金屬的逸出功不變，則有

網(wǎng)=牝-凡=牝-￡。

故D錯誤。

故選Co

5.A

【詳解】AB.由圖像可知，光電流為零時，遏止電壓的大小關(guān)系為

ua=uc=uc2<ub=ucl

根據(jù)

eU=Ekm=hv-W

可知，三種光的頻率大小關(guān)系為

Va=Ve<Vb

b光照射時，逸出光電子的最大初動能最大，故A正確，B錯誤；

C.增大C光的光照強(qiáng)度，可以使單位時間逸出的光電子數(shù)量變多，飽和電流增大，而最大初動能不變，

故C錯誤；

D.由中分析可知，b光的頻率大于。和c,若b光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，。光照射該金屬不一定發(fā)

生光電效應(yīng)，故D錯誤。

故選Ao

6.D

【詳解】A.由于極限頻率為2,因此該光電管陰極材料的逸出功為

卬=牝

故A錯誤；

B.根據(jù)光電效應(yīng)方程

Evo=hv-W

加正向電壓時，根據(jù)動能定理得

第26頁共49頁

eU=Ek-Eg

聯(lián)立可得到達(dá)陽極A的光電子的最大動能為

Ek=hv-hv0+eU

故B錯誤；

C.若將滑片P向右滑動，則電流計G的示數(shù)將先逐漸增大到飽和光電流，當(dāng)達(dá)到飽和電流時，則不變,

故C錯誤；

D.若將滑片F(xiàn)向右滑動，光電管加上反向電壓，電流會減小，則有

eUc=Ek0=hv-hv0

解得

此時電流計G的示數(shù)恰好為零，故D正確。

故選D。

7.B

【詳解】A.根據(jù)及后筋死得，縱軸截距的絕對值等于金屬的逸出功，等于6,當(dāng)最大初動能為零時，入射

光的頻率等于截止頻率，所以金屬的截止頻率為丫尸。，那么普朗克常量為

b

nz=—

a

故A錯誤；

B.電鍵S斷開后，因光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子存在最大初動能，因此電流表G的示數(shù)不為零，故B正確；

C.根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，入射光的頻率與最大初動能有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故C錯誤；

D.若保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，則光子數(shù)目減小，單位時間通過電流表的電荷量減小，故

電流表G的示數(shù)會變小，故D錯誤。

故選B。

8.D

【詳解】AB.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程

hv=W+Ekm

又

eU

c=￡km

聯(lián)立兩式可得

第27頁共49頁

即圖像斜率

kU上

%e

可得普朗克常量

卜=也

%

故AB錯誤；

CD.由題圖知，當(dāng)入射光的頻率為V。時，5=0,則此時產(chǎn)生的光電子的最大初動能為

eUc=Ekm=O

可得金屬逸出功為

W=牝

當(dāng)入射光的頻率為2V。時，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有

h-2v0=h-