变,那么W=hν-Ekm不变,D错误。
11.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.那么以下说法中正确的选项是()
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
【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,光电子在电场的作用下由K运动到A,
于是在回路中形成电流(光电流).此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,假设其他光的频率比绿光的大,那么肯定可以产生光电
流,假设用比绿光波长大的光照射,那么可能出现两种情况,假设此光的
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
之那么无光电流产生,所以C错误,D正确.
12.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的外表而产生光电效应,
可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek-ν图象,已
知钨的逸出功是3.28eV,锌的逸出功是3.24eV,假设将二者的图
线画在同一个Ek-ν坐标图中,用实线表示钨、虚线表示锌,那么正
确反映这一过程的图是()
【解析】选B.依据光电效应方程Ek=hν-W0可知,Ek-ν图线的斜
率代表了普朗克常量h,因此钨和锌的Ek-ν图线应该平行.图线的
横截距代表了极限频率ν0,而ν0=W0/h,因此钨的ν0大些.综上
所述,B图正确.
13.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
【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.
14(多项选择)(2021·XX模拟)如下图,用导线把验电器与锌板相连接,当用紫外线照射锌板时,发生的现象是()
A.有光子从锌板逸出B.有电子从锌板逸出
B.验电器指针X开一个角度D.锌板带负电
【解析】:
选BC用紫外线照射锌板是能
够发生光电效应的,锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板外表逸
出,称之为光电子,故A错误、B正确;锌板与验电器相连,带有
一样电性的电荷,锌板失去电子应该带正电,且失去电子越多,带
正电的电荷量越多,验电器指针X角越大,故C正确、D错误。
15(2021上·海高考)在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛
盾的是()
A.光电效应是瞬时发生的
B.所有金属都存在极限频率
C.光电流随着入射光增强而变大
D.入射光频率越大,光电子最大初动能越大
【解析】:
选C光具有波粒二象性,既具有波动性又具有粒子性,
光电效应证实了光的粒子性。
因为光子的能量是一份一份的,不能
积累,所以光电效应具有瞬时性,这与光的波动性矛盾,A项错误;
同理,因为光子的能量不能积累,所以只有当光子的频率大于金属
的极限频率时,才会发生光电效应,B项错误;光强增大时,光子
数量增多,所以光电流会增大,这与波动性无关,C项正确;一个
光电子只能吸收一个光子,所以入射光的频率增大,光电子吸收的
能量变大,所以最大初动能变大,D项错误。
16关于光电效应的规律,以下说法中正确的选项是()
A.发生光电效应时,不改变入射光的频率,增大入射光强度,那么单位时间内从金属内逸出的光电子数目增多
B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比
-7
C.发生光电效应的反响时间一般都大于10s
D.只有入射光的波长大于该金属的极限波长,光电效应才能产生
【解析】:
选A发生光电效应时,不改变入射光的频率,增大入射
光强度,那么单位时间内打到金属上的光子个数增加,那么从金属内逸
出的光电子数目增多,选项A正确;光电子的最大初动能跟入射光
强度无关,随入射光的频率增大而增大,选项B错误;发生光电效
应的反响时间一般都不超过10-9s,选项C错误;只有入射光的
频率大于该金属的极限频率时,即入射光的波长小于该金属的极限
波长时,光电效应才能产生,选项D错误。
17(2021·XX模拟)关于光电效应,以下说法中正确的选项是()
A.发生光电效应时,入射光越强,光子的能量就越大
B.不同金属产生光电效应的入射光的最低频率是一样的
C.金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子,当它积累
的动能足够大时,就能发生光电效应
D.如果入射光光子的能量小于金属外表的电子克制原子核的引力
而逸出时所需做的最小功,便不能发生光电效应
【解析】:
选D根据光电效应方程可得Ek=hν-W0,光子的能量与
光照强度无关,A错误;每种金属都有自己的极限频率,B错误;
金属内的每个电子一次只能吸收一个光子,而且是不能积累的,C
错误;当入射光光子的能量小于金属的逸出功时,不能发生光电效
极,阳极A接电源负极,在KA之间就形成了使光电子减速的电场,
应,D正确。
逐渐增大U,光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加
18(多项选择)(2021广·东高考)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射
反向电压U可能是以下的(其中W为逸出功,h为普朗克常量,e为
光电管阴极,发生了光电效应。
以下说法正确的选项是()
电子电荷量)()
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,使单位时间内逸出的光电子数
增加,因此光电流增大,选项A正确;光电效应与照射光的频率有
关,与强度无关,选项B错误;当照射光的频率小于ν,大于极限
频率时发生光电效应,选项C错误;由Ekm=hν-W,增加照射光
的频率,光电子的最大初动能变大,选项
D正确。
【解析】:
选B用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电
19(2021北·京高考)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,
即
一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属外表逸出。
强
子在短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子光电效应。
激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用强激光照射金属,
由题意知最大初动能Ek=eU,
由于其光子密度极大,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可
能,从而形成多光子光电效应,这已被实验证实。
根据光电效应方程有:
nhν=W+Ek=W+eU
(n≥2),
光电效应实验装置示意如图。
用频率为ν的普通光源照射阴极
得:
U=nhν-We(n≥2),那么B项正确,其他选项错误。
K,没有发生光电效应。
换用同样频率
ν的强激光照射阴极K,那么
发生了光电效应;此时,假设加上反向电压U,即将阴极K接电源正
20(多项选择)(2021西·工大附中三模)如下图,用某单色光照射光电
管的阴板K,会发生光电效应。
在阳极A和阴极K之间加上反向电
压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压,直
至电流表中电流恰为零,此时电压表的电压值U称为反向遏止电压。
现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极,测得反向遏止电压分别为U1和U2,设电子的质量为m、电荷量为e,以下说法正确的选项是()
2eU1
A.频率为ν1的光照射时,光电子的最大初速度为
m
B.频率为ν2的光照射时,光电子的最大初速度为eU2
2m
C.阴极K金属的逸出功为W=e(U12
U21)
1
2
D.阴极K金属的极限频率是ν0=U12U21
U1U2
光电子在反向电场中做减速运动,根据动能定理可得-eU=0-
1
2
,解得光电子的最大初速度为
vm=
2eU
,所以频率为ν
2
mvm
m
1
的光照射时,光电子的最大初速度为
2eU1
2
m
,用频率为ν的光照射
时,光电子的最大初速度为
2eU2
,故A正确,B错误;根据光
m
电效应方程可得hν1=eU1+W,hν2=eU2+W,联立可得
W=e(U12
U21),h=e(U1U2),
1
2
1
2
阴极K金属的极限频率ν0=W
U12
U21,C、D正确。
h
U1
U2
21(多项选择)如图是某金属在光的照射下,光电子最大初动能
k与入射
E
光频率ν的关系图像,由图像可知(
)
A.该金属的逸出功等于
E
B.该金属的逸出功等于
hν0
0
时,产生的光电子的最大初动能为
2E
C.入射光的频率为2ν
D.入射光的频率为ν0/2时,产生的光电子的最大初动能为
E/2
【解析】:
选ACD在阳极A和阴极K之间加上反向电压,逸出的
【解析】:
选AB根据爱因斯坦光电效应方程,
结合题给光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像知,该金
属的逸出功等于E,等于hν0,选项A、B正确。
入射光的频率为2ν0
时,产生的光电子的最大初动能为E,入射光的频率为ν0/2时,不
能产生光电效应,选项C、D错误。
22(2021北·京市XX区模拟)从1907年起,密立根就开场测量金属的遏止电压Uc(即图甲所示的电路中电流表○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相比拟,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展实验,得到了某金属的Uc-ν图像如图乙所示。
以下说法正确的
是()
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
【解析】:
选A设金属的逸出功为W0,截止频率为νc,那么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=hvW0,故Uc-ν图
ee
像的斜率为h/e,C、D错误;当Uc=0时,可解得ν=W0/h=νc,
此时读图可知,ν≈4.3×1014Hz,即金属的截止频率约为4.3×1014
Hz,在误差允许X围内,可以认为A正确,B错误。
23(多项选择)(2021济·宁一模)图甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像,以下说法正确的选项是()
A.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱
和电流越大
B.由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说,其遏止电压只
由入射光的频率决定
C.只要增大电压,光电流就会一直增大
D.遏止电压越大,说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越
大
【解析】:
选ABD由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,
入射光越强,饱和电流越大,故A正确;根据光电效应方程知,
Ekm=hν-W0=eUc,可知入射光频率越大,最大初动能越大,遏止
电压越大,可知对于确定的金属,遏止电压与入射光的频率有关,
故B正确;增大电压,当电压增大到一定值,电流到达饱和电流,不再增大,故C错误;根据Ekm=eUc中,遏止电压越大,说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越大,故D正确。
24(8分)在光电效应实验中,某金属的截止频率相应的波长为λ0,该金属的逸出功为________.假设用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实
验,那么其遏止电压为_________.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.
【解析】设金属的截止频率为ν0,该金属的逸出功W0=hν0=hc/λ
0;对光电子,由动能定理得eU0=hc/λ-W0,
解得U0=hc0.
e0
25(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.普朗克常量
h=6.63×10
-34
·
Js.
(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极〞或“阳极〞);
(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,那么铷的截止频率νc=________Hz,逸出功W0=________J;
(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz,那么产生的光电子的
最大初动能Ek=____J.
【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νc为5.15×1014Hz,逸出功
W0=hνc=6.63×10-34×5.15×1014J≈3.4110×-19J.
(3)当入射光的频率为ν=7.00×1014Hz时,由Ek=hν-hνc得,光
电子的最大初动能为
E=6.63×10
-34
×(7.00-5.15)
14
-19
×10
J≈1.23×10J.
k
14.(10分)分别用波长为λ和3λ/4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1∶2.以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,那么此金属板的逸出功是多大?
【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λ的光照射时:
Ek1=hc/λ-W0①
当用波长为3λ/4的光照射时:
Ek2=4hc/3λ-W0②
又Ek1/Ek2=1/2③
解①②③组成的方程组得:
W0=2hc/3λ.
16.(12分)如下图,一光电管的阴极用截止频率对应的波长λ0=
-7-7
5.0×10m的钠制成.用波长λ=3.0×10m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=2.1V,饱和光电流的值
(当阴极K发射的电子全部到达阳极A时,电路中的电流到达最大值,称为饱和光电流)I=0.56A.(h=6.63×10-34J·s)
(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.
【解析】
(1)设每秒内发射的电子数为n,那么
-6
-19
个=3.5×10
12
个.
n=I/e=0.56×10
/1.6010×
(2)由光电效应方程可知
Ek=hν-W0=hc/λ-hc/λ0=hc(1/λ-1/λ0)
在A、K间加电压U时,电子到达阳极时的动能为Ek′,
则Ek′=Ek+e