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第1節(jié) 光電效應 (時間：60分鐘) 考查知識點及角度 難度及題號 基礎 中檔 稍難 光電效應現(xiàn)象及規(guī)律 1、2、3、4 5、6 光電效應方程的應用 7、8 9、10、11 綜合提升 12、13 14 知識點一　光電效應現(xiàn)象及規(guī)律 1．用綠光照射一光電管，能產生光電流，若要增大電子逸出時的量大初動能，應 (　　)． A．改用紅光照射 B．增大綠光的強度 C．增大加在光電管上的電壓 D．改用紫光照射 解析　從光子說的角度看，增大初動能，對同一光電管來說，應增大照射光 的頻率． 答案　D 2．下列用光子說解釋光電效應規(guī)律的說法中，正確的有 (　　)． A．存在極限頻率是因為各種金屬都有一定的逸出功 B．光的頻率越高，電子得到光子的能量越大，克服逸出功后飛離金屬的最 大初動能越大 C．電子吸收光子的能量后動能立即增加，成為光電子不需要時間 D．光的強度越大，單位時間內入射光子數(shù)越多，光電子數(shù)越多，光電流越 大 解析　由于各種金屬有一定的逸出功，因此光照射金屬時電子不一定逸出， 所以存在極限頻率，A選項正確；光的頻率越高，電子得到的光子的能量越 大，克服逸出功后飛離金屬的最大初動能越大，B選項正確；電子吸收光子 的能量后動能立即增大，因而成為光電子不需要時間，C選項正確；產生光 電效應后，光的強度越大，產生光電效應的電子越多，逸出的光電子也就越 多，D選項正確． 答案　ABCD 3．關于光電效應，下列說法正確的是 (　　)． 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，任何金屬都能產生光電效應 C．從金屬表面逸出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，單位時間內逸出的光電子數(shù)就越多 解析　因為金屬材料的逸出功W0＝hν0，所以A項正確；因為金屬材料存在 極限頻率，所以B項錯；光電子的最大初動能跟入射光的頻率有關，所以C 項錯；當發(fā)生光電效應后，單位時間內逸出的光電子數(shù)與入射光的強度成正 比，D項錯． 答案　A 4．一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應，則下列說法正確的是 (　　)． A．若增加綠光的照射強度，則逸出的光電子數(shù)增加 B．若增加綠光的照射強度，則逸出的光電子的最大初動能增加 C．若改用紫光照射，則可能不會發(fā)生光電效應 D．若改用紫光照射，則逸出的光電子的最大初動能增加 解析　光電效應的規(guī)律表明：入射光的頻率決定是否發(fā)生光電效應以及發(fā)生 光電效應時逸出的光電子的最大初動能的大小．當入射光的頻率增加后，逸 出的光電子的最大初動能也增加，又紫光的頻率高于綠光的頻率．而增加光 的照射強度，會使單位時間內逸出的光電子數(shù)增加．故正確選項有A、D. 答案　AD 5．某金屬的逸出功為2.3 eV，這意味著 (　　)． A．這種金屬內部的電子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脫離表面 B．這種金屬表層的電子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脫離表面 C．要使這種金屬有電子逸出，入射光子的能量必須大于2.3 eV D．這種金屬受到光照時若有電子逸出，則電子離開金屬表面時的動能至少 等于2.3 eV 解析　逸出功指原子的最外層電子脫離原子核克服引力做的功，選B、C. 答案　BC 圖5－1－7 6．如圖5－1－7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，則 (　　)． A．A光的頻率大于B光的頻率 B．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的電流方向是由a流向b D．用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是由b流向a 解析　根據(jù)產生光電效應的條件可知選項A正確、B錯誤；電流的方向與正 電荷的移動方向相同，與負電荷移動的方向相反，故選項C正確、D錯誤． 答案　AC 知識點二　光電效應方程的應用 7．用綠光照射一光電管，產生了光電效應，欲使光電子從陰極逸出時的最大初動能增加，下列做法可取的是 (　　)． A．改用紅光照射 B．增大綠光的強度 C．增大光電管上的加速電壓 D．改用紫光照射 解析　由愛因斯坦光電效應方程hν＝W＋mv2，在逸出功一定時，只有增大 入射光的頻率，才能增加最大初動能，與入射光的強度無關，D對． 答案　D 8．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生光電效應 C．超過極限頻率的入射光強度越弱，所產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，所產生的光電子的最大初動能就越大 解析　每種金屬都有它的極限頻率ν0，只有入射光子的頻率大于極限頻率ν0 時，才會發(fā)生光電效應，且入射光的強度越大則產生的光子數(shù)越多，光電流 越強；由光電效應方程Ek＝hν－W＝hν－h(huán)ν0，可知入射光子的頻率越大，產 生的光電子的最大初動能也越大，與入射光的強度無關，所以A、D正確． 答案　AD 9．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產生光電效應，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek－ν圖象，已知鎢的逸出功是3.28 eV，鋅的逸出功是3.24 eV，若將二者的圖線畫在同一個Ek－ν坐標圖中，用實線表示鎢、虛線表示鋅，則正確反映這一過程的圖是 (　　)． 解析　依據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W可知，Ek－ν圖線的斜率代表了普朗克 常量h，因此鎢和鋅的Ek－ν圖線應該平行．圖線的橫截距代表了極限頻率ν0， 而ν0＝，因此鎢的ν0大些．綜上所述，B圖正確． 答案　B 10．(2011新課標全國)在光電效應實驗中，某金屬的截止頻率對應的波長為λ0，該金屬的逸出功為________．若用波長為λ(λ<λ0)的單色光做該實驗，則其遏止電壓為________．已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h. 答案　　 11．已知金屬銫的極限波長為0.66 μm，用0.50 μm的光照射銫金屬表面發(fā)射光電子的最大初動能為多少焦耳？銫金屬的逸出功為多少焦耳？ 解析　銫的逸出功為W0＝hν0＝h 將c＝3108 m/s，h＝6.6310－34 Js，λ0＝0.6610－6 m代入上式可得 W0＝310－19 J. 根據(jù)光電效應方程：Ek＝hν－W0＝h－W0＝6.6310－34 J－ 310－19 J＝9.810－20 J. 答案　 9.810－20 J　310－19 J 12．分別用波長為λ和λ的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動能之比為1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為 (　　)． A. B. C. D. 解析　根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0和ν＝得Ek＝h－W0，Ek′ ＝h－W0且Ek∶Ek′＝1∶2解得W0＝ 答案　B 13．用同一頻率的光照射到甲、乙兩種不同的金屬上，它們釋放的光電子在磁感應強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動，它們的軌道半徑之比為R甲∶R乙＝3∶1，則下述說法中正確的是 (　　)． A．兩種金屬的逸出功之比為3∶1 B．兩種光電子的速度大小之比為3∶1 C．兩種金屬的逸出功之比為1∶3 D．兩種光電子的動量大小之比為3∶1 解析　電子在磁場中做勻速圓周運動，由evB＝m得R＝，動量大小和速 度大小均和環(huán)繞半徑成正比，B、D對；光電子的最大初動能之比為9∶1， 由愛因斯坦的光電效應方程可得：金屬的逸出功W＝hν－mv2，所以兩種金 屬的逸出功的比值不確定，故選B、D. 答案　BD 圖5－1－8 14．如圖5－1－8所示，當開關S斷開時，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上開關，調節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.6 V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當電壓表讀數(shù)大于或等于0.6 V時，電流表讀數(shù)為零．由此可知陰極材料的逸出功為 (　　)． A．1.9 eV　　　　B．0.6 eV C．2.5 eV　　　　D．3.1 eV 解析　設用光子能量為2.5 eV的光照射時，光電子的最大初動能為mv2，陰 極材料的逸出功為W，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程有：mv2＝hν－W. ① 題圖中光電管上加的是反向電壓，據(jù)題意，當反向電壓達到U＝0.6 V以后， 具有最大初動能的光電子也不能達到陽極，由能量觀點易得eU＝mv2. ② 由①②可得W＝hν－eU＝2.5 eV－0.6 eV＝1.9 eV，選項A對． 答案　A