光电效应规律和光电效应方程.pdf

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1、 光电效应规律和光电效应方程(时间：90 分钟，满分：100 分)一、选择题(本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有错选或不答的得 0 分)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 2在光电效应实

2、验中，用频率为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改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应 D改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大 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 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 B饱和光电流与入射光强度有关 C用不可见光照射

3、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 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)()。Ah Nh CNh D 2Nh 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 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 8在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照

4、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 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UAK的关系图象中，正确的是()10如图为光电管的工作原理图当用绿光照射光电管阴极 K 时，可以发生光电效应，电路中有光电流则以下说法中正确的是()A增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大 B增大绿光照射强度，电路中的光电流可能会增大 C改用比绿光

5、波长大的光照射光电管阴极 K 时，电路中一定有光电流 D改用比绿光频率大的光照射光电管阴极 K 时，电路中一定有光电流 11 用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek图象，已知钨的逸出功是 eV，锌的逸出功是 eV，若将二者的图线画在同一个Ek坐标图中，用实线表示钨、虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是()12如图为一光电管电路，滑动变阻器滑动触头P位于AB上某点，用光照射光电管阴极 K，电流表无偏转，要使电流表指针偏转，可采取的措施有()A加大照射光强度 B换用波长短的光照射 C将P向B滑动 D将电源正负极对调 二、非选择题(本题

6、共 4 小题，共 40 分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(8 分)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为_若用波长为(0)的单色光做该实验，则其遏止电压为_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.14(10 分)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示已知普朗克常量h1034Js.。：题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10、11 12 答案 (1)图甲中电极 A 为光电管的_(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中

7、测得铷的遏止电压Uc与入射光频率之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率c_Hz，逸出功W0_J；(3)如果实验中入射光的频率1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_J.15(10 分)分别用波长为和34的单色光照射同一金属，发出的光电子的最大初动能之比为 12.以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功是多大 16.(12 分)如图所示，一光电管的阴极用截止频率对应的波长0107 m 的钠制成用波长107 m 的紫外线照射阴极，光电管阳极 A 和阴极 K 之间的电势差U V，饱和光电流的值(当阴极 K 发射的电子全部到达阳极 A 时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流)

8、I A.(h1034 Js)(1)求每秒钟内由 K 极发射的光电子数目；(2)求电子到达 A 极时的最大动能 ;,参考答案与解析 1【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EkhW0，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EkhW0，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【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

9、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hW012mv2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【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【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EkhW0可知，入射光的频率

10、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【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h(h为普朗克常量)，N个光子的能量为Nh，所以选项 C 正确 6【解析】选 D.由爱因斯坦光电效应方程hW012mv2，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【解析】选 A.由爱因斯坦光电效应方程EkhW0可知：Ek只与频率 有关，故选项 B、C、D 错误，选项 A 正确 8【解析】选 BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光

11、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EkhW0可得光电子的最大初动能一定不同，D 正确；再根据EkeUc知，反向截止电压一定不同，B 正确 9导学号【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【解析】选 BD.光电管的阴极 K 涂有金属材料，与阴极相对应的是阳极 A，当光照射到阴极 K 时，如果入射光的频率大于阴极材料的极限频率，就会发生光电效应现象有光电子从阴极 K 发出，由于 A、K 之间存在加速电场，光电子在电

12、场的作用下由 K 运动到 A，于是在回路中形成电流(光电流)本题在绿光照射下已经产生了光电流，增大光照的强度，有可能影响光电流的大小，不能改变光电子出射时的最大初动能，所以 A 错误，B 正确换用其他频率或波长的光照射时，若其他光的频率比绿光的大，则肯定可以产生光电流，若用比绿光波长大的光照射，则可能出现两种情况，若此光的频率仍然大于这种阴极材料的极限频率，是可以产生光电流的，反之则无光电流产生，所以 C 错误，D 正确.11【解析】选 B.依据光电效应方程EkhW0可知，Ek图线的斜率代表了普朗克常量h，因此钨和锌的Ek图线应该平行 图线的横截距代表了极限频率0，而0W0h，因此钨的0大些

13、综上所述，B 图正确 12【解析】选 B.由题意可知，电流表没有偏转，说明没有发生光电效应，是因为入射光的频率低于阴极材料的极限频率，采用加大照射光强度、增大电压、对调电源正负极等措施是无用的，只有增大入射光的频率，即换用波长短的光，才可能发生光电效应，使电流表指针发生偏转，故 B 正确，A、C、D 错误 13【解析】设金属的截止频率为0，则该金属的逸出功W0h0hc0；对光电子，由动能定理得eU0hcW0，解得U0hce00.【答案】hc0 hce00(写为hce00也可)14【解析】(1)在光电效应中，电子向 A 极运动，故电极 A 为光电管的阳极(2)由题图可知，铷的截止频率c为1014

14、Hz，逸出功W0hc10341014J1019J.(3)当入射光的频率为1014Hz 时，由Ekhhc得，光电子的最大初动能为Ek10341014J1019J.15解析】设此金属的逸出功为W0，根据光电效应方程得如下两式：当用波长为的光照射时：Ek1hcW0 当用波长为34的光照射时：Ek24hc3W0 又Ek1Ek212 解组成的方程组得：W02hc3.16【解析】(1)设每秒内发射的电子数为n，则 nIe错误!个1012个(2)由光电效应方程可知 EkhW0hchc0hc110 在 A、K 间加电压U时，电子到达阳极时的动能为Ek，则EkEkeUhc110eU 代入数值得Ek1019 J.