高中物理光电效应汇总.docx

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高中物理光电效应汇总

1．光电效应的四点规律

（1）任何一种金属都有一个截止频率νc，入射光的频率必须大于νc，才能产生光电效应，与入射光的强度及照射时间无关．

（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关．

（3）当产生光电效应时，单位时间内从金属表面逸出的电子数与入射光的强度有关．

（4）光电效应几乎是瞬时的，发生的时间一般不超过10－9s.

2．掌握三个概念的含义

（1）入射光频率决定着能否发生光电效应和光电子的最大初动能．

（2）对于一定频率的光，入射光的强度决定着单位时间内发射的光子数；

2．光电效应方程

（1）表达式：

hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.

（2）对光电效应方程的理解：

能量为ε＝hν的光子被电子所吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能．如果克服吸引力做功最少为W0，电子离开金属表面时最大初动能为Ek，则根据能量守恒定律可知：

Ek＝hν－W0.

3．光电效应方程说明了产生光电效应的条件．

若有光电子逸出，则光电子的最大初动能必须大于零，即Ek＝hν－W0>0，亦即hν>W0，ν>

＝νc，而νc＝

恰好是光电效应的截止频率．

1.最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线

1.极限频率：

图线与ν轴交点的横坐标νc

2.逸出功：

图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E

3.普朗克常量：

图线的斜率k＝h

4.Ek-ν图线是一条倾斜直线，但不过原点，其与横轴、纵轴交点的坐标值分别表示极限频率和金属逸出功。

2.颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系

1遏止电压Uc：

图线与横轴的交点

2饱和光电流Im：

电流的最大值

3最大初动能：

Ekm＝eUc　

4由I-U图线可以看出，光电流并不是随加速电压的增大而一直增大。

3.颜色不同时，光电流与电压的关系

1.遏止电压Uc1、Uc2

2.饱和光电流

3.最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2

4.在I-U图线上可以得出的结论：

同一频率的光，即使强度不同，反向遏止电压也相同，不同频率的光，反向遏止电压不同，且频率越高，反向遏止电压越大。

4.遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线

1.截止频率νc：

图线与横轴的交点

2.遏止电压Uc：

随入射光频率的增大而增大

3.普朗克常量h：

等于图线的斜率与电子电量的乘积，即h＝ke。

（注：

此时两极之间接反向电压）

4.如图所示，当电键K断开时，用光子能量为2.

5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零

.合上电键，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.由此可知阴极材料的逸出功为

A.1.9eVB.0.6eV

C.2

.5eVD.3.1eV

1.在光电效应现象中，下列说法中正确的是（）

A.入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大

B.光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大

C.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应

D.对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应

2.当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列说

法正确的是（）

A.增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大

B.增大绿光照射强度，电路中光电流增大

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

4．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc．用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定（　　）．

A．a光束照射时，不能发生光电效应

B．c光束照射时，不能发生光电效应

C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多

D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小

3.下列

对光电效应的解释正确的是（）

A.金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子，当它积

累的能量足够大时，就能逸出金属

B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服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

C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大

D.由于不同金属的逸出功是不同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最小频率也不同

4.某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10－7m的紫外线照射阴极.已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10－19C，普朗克常量为6.63×10－34J·s，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能应分别（）

A.5.3×1014Hz,2.2J14Hz,4.4×10－19J

33Hz,2.2J33Hz,4.4×10－19J

5、红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（）

A．红光B．橙光

C．黄光D．绿光

5已知铯的截止频率为4.545×1014Hz，钠的截止频率是6.000×1014Hz，锶的截止频率是1.153×1015Hz，铂的截止频率是1.529×1015Hz，当用波长为0.375μm的光照射它们时，能发生光电效应的是（　　）

A．铯和钠B．钠和锶

C．锶和铂D．铂和铯

12.（2006江苏高考，6）研究光电效应规律的实验装置如图2-1-11所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生，由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动.光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出.当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U0.在图2-1-12中表示光电效应实验规律的图象中，错误的是（）

10．如图所示是光电效应中光电子的最大初动能Ek与入射

光频率ν的关系图象．从图中可知（）

A．Ek与ν成正比

B．入射光频率必须大于或等于极限频率νc时，才能产生光电效应

C．对同一种金属而言，Ek仅与ν有关

D．Ek与入射光强度成正比

3．实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图2-1-4所示．下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是

金属

钨

钙

钠

截止频率ν0/1014Hz

10.95

7.73

5.53

逸出功W/eV

4.54

3.20

2.29

A.如用金属钨做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大

B．如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大

C．如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，－Ek2），则Ek2

D．如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，不可能有光电子逸出

E．用金属钨、钙、钠做实验得到的Ekm-ν图线都是一条直线，且这三条直线相互平行

19.用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek-ν图线．已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功为3.34eV，若将二者的图线画在同一个Ek-ν坐标系中，则正确的图是（　）

23.（多选）如图所示是研究光电效应的电路．某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电极UAK的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则下列说法正确的是（）

A．甲光对应的光电子的最大初动能小于丙光对应的光电子的最大初动能

B．甲光和乙光的频率相同，且甲光的光强比乙光强

C．丙光的频率比甲、乙光的大，所以光子的能量较大，丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔

D．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等

13、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示.则可判断出（）

A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长

C.乙光的频率大于丙光的频率

D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

3．用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。

图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。

分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。

由图可知

A．单色光a和c的频率相同，但a光强度更强些

B．单色光a和c的频率相同，但a光强度更弱些

C．单色光b的频率小于a的频率

D．改变电源的极性不可能有光电流产生

4．研究光电效应的电路如图2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（　　）

13.（多选）一含有光电管的电路如图甲所示，乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I﹣U图线，Uc1、Uc2表示截止电压，下列说法正确的是（　　）

A．甲图中光电管得到的电压为正向电压

B．a、b光的波长相等

C．a、c光的波长相等

D．a、c光的光强相等

4.2016·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，下列说法正确的是（　　）

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

针对训练　利用光电管研究光电效应实验如图4所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则（　　）

A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过

B．用红光照射，电流表一定无电流通过

C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动

变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过

D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变

7．如图3所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线（直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴的交点坐标为0.5）．由图可知（　　）

A．该金属的截止频率为4.27×1014Hz

B．该金属的截止频率为5.5×1014Hz

C．该图线的斜率表示普朗克常量的倒数

D．该金属的逸出功为0.5eV

10．在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系如图所示．由实际图线可求出（　　）

A．该金属的极限频率和极限波长

B．普朗克常量

C．该金属的逸出功

D．单位时间内逸出的光电子数

1.如图所示，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，下列说法正确的是（　　）

A．频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为

B．频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为

C．阴极K金属的逸出功为W＝

D．阴极K金属的极限频率是ν0＝

3．光电效应实验装置示意如图7所示．用频率为ν的普通光源照射阴极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，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电

场．逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电荷量）（　　）

A．U＝

－

B．U＝

－

C．U＝2hν－WD．U＝

－

3．如图1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单色光照射光电管时不发生光电效应，则（　　）

A．A光的强度大于B光的强度

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的电流方向是由a流向b

D．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由b流向a

9．（多选）（2017·恩施模拟）用如图12-1-11所示的装置演示光电效应现象．当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表G的读数为i.若改用更高频率的光照射，此时（　　）

A．将电池正的极性反转，则光电管中没有光电子产生

B．将开关S断开，则有电流流过电流表G

C．将变阻器的触点c向b移动，光电子到达阳极时的速度可能变小

D．只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点c向a端移动，电流表G的读数必将变大

6.A、B两束不同频率的光波均能使某金属发生光电效应，如果产生光电流的最大值分别是IA和IB，且IA＜IB，则下述关系正确的是（　　）

A．照射光的波长λA＜λB

B．照射光的光子能量EA＜EB

C．单位时间里照射到金属板的光子数NA＜NB

D．照射光的频率νA＜νB