第13讲：光电效应【八大考点+八大题型】-2025-2026学年高二下学期物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版选择性必修第三册）

第13讲：光电效应 【考点归纳】 · 考点一：光电效应的规律 · 考点二：爱因斯坦的光电效应方程 · 考点三：光电效应的函数图像问题 · 考点四：光电效应的极限频率 · 考点五：光电流及其影响因素 · 考点六：额止电压 · 考点七：光电效应的最大初速度 · 考点八：光电效应的计算问题 【知识归纳】 知识点1、光电效应的实验规律 1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象． 2．光电子：光电效应中发射出来的电子． 3光电效应的实验规律 (1)存在截止频率：当入射光的频率低于截止频率时不(填“能”或“不”)发生光电效应． (2)存在饱和电流：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大． (3)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压Uc，且满足mevc2＝eUc. (4)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的． 知识点2、爱因斯坦的光电效应理论 1． 光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，其中h为普朗克常量．这些能量子后来称为光子． 2．逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的最小值，用W0表示．不同种类的金属，其逸出功的大小不相同(填“相同”或“不相同”)． 3．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0. (2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的初动能Ek. (3)Uc与ν、W0的关系：①表达式：Uc＝ν－.②图像：Uc－ν图像是一条斜率为的直线． 知识点3：光电效应现象和光电效应方程的应用 (1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率. (2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光. (3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关. (4)光电子不是光子，而是电子. 2.两条对应关系 (1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大. 3.三个关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0. (2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc. (3)逸出功与极限频率的关系W0＝hνc. 知识点4：　光电效应图象四类图象 图象名称 图线形状 由图线直接(间接)得到的物理量 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轴交点的纵坐标的值的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h 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：光电流的最大值 ③最大初动能：Ek＝eUc 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 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率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荷量的乘积，即h＝ke.(注：此时两极之间接反向电压) 【题型归纳】 题型一：光电效应的规律 【典例1】．（25-26高三上·天津南开·开学考试）下列关于光电效应的说法中，正确的是（　　） A．金属的逸出功与入射光的频率成正比 B．光电流的大小与入射光的强度无关 C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长大于此波长时，就不能产生光电效应 D．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大 【答案】C 【详解】A．金属的逸出功由金属材料本身决定，与入射光的频率无关，故A错误； B．光电流的大小与单位时间内逸出的光电子数成正比，而入射光强度越大，单位时间内入射的光子数越多，逸出的光电子数越多，因此光电流与入射光强度有关，故B错误； C．当入射光的波长大于金属的“最大波长”（对应频率小于极限频率）时，光子能量不足以使电子逸出，无法产生光电效应，故C正确； D．不可见光（如红外线）的波长可能大于可见光，其频率低于可见光，此时光电子的最大初动能更小甚至无法产生光电效应，故D错误。 故选C。 【变式1】．（24-25高二下·辽宁丹东·期末）如图所示，将验电器与一块不带电的锌板连接，此时验电器指针张角闭合，现用紫外线照射锌板，发现验电器指针张角张开，下列说法正确的是（　　） A．用紫外线照射锌板时，锌板带负电荷 B．用紫外线照射锌板时，验电器指针带正电荷 C．若紫外线光照强度减弱，则光电子的最大初动能增加 D．若紫外线光照强度减弱，则光电子的最大初动能减少 【答案】B 【详解】AB．用紫外线照射锌板时，锌板发生光电效应，从锌板中有电子逸出，则锌板带正电，则验电器指针带正电荷，A错误，B正确； CD．发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光强无关，则若紫外线光照强度减弱，则光电子的最大初动能不变，CD错误。 故选B。 【变式2】．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）下列关于光电效应的说法正确的是（　　） A．只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应 B．截止频率越大的金属材料逸出功越小 C．只要频率足够大，光照强度较弱的光也可以引起光电效应 D．入射光强度越大，产生光电子的最大初动能就越大 【答案】C 【详解】A．光电效应发生与否取决于入射光频率是否超过金属的截止频率，与光照时间无关。即使时间足够长，若频率不足，仍无法发生光电效应，故A错误； B．根据逸出功 （ 为截止频率） 可知截止频率越大，逸出功越大，故B错误； C．光电效应的发生仅由入射光频率决定。只要频率大于截止频率，即使光照强度较弱，也能产生光电子，故C正确； D．根据 可知光电子的最大初动能由入射光频率决定，与光强度无关。光强度仅影响光电流大小，故D错误。 故选C。 【变式3】．（2025·宁夏银川·二模）在光电效应实验中，用一束单色光照射某种金属表面，产生了光电流。下列叙述正确的是（　　） A．增大入射光的强度，逸出光电子的最大初动能一定增大 B．改用频率更高的光照射，可能不会产生光电流 C．减小入射光的频率，只要光强足够大，仍能发生光电效应 D．入射光波长必须小于某一极限值才能发生光电效应 【答案】D 【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程，可知逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，所以只增大入射光的强度，逸出的光电子的最大初动能不变，A错误； B．根据爱因斯坦光电效应理论可知，若改用频率更高的光照射，一定会产生光电效应，则必有光电流产生，B错误； C．当入射光的频率大于金属的截止频率时才能发生光电效应，若入射光的频率小于金属的截止频率，无论光照强度如何增大，都不能产生光电效应，C错误； D．根据光电效应理论可知，入射光的频率必须大于金属的截止频率时，方可产生光电效应，根据，对任何一种金属，都有一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长才能产生光电效应， D正确。 故选D。 题型二：爱因斯坦的光电效应方程 【典例2】．（24-25高二下·江西抚州·期末）某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直到电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到的遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是（　　） A．普朗克常量 B．阴极K金属的截止频率 C．阴极K金属的逸出功 D．频率为ν2的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度 【答案】C 【详解】ABC．根据爱因斯坦光电效应方程得，， 联立可得，，，故AB错误，C正确； D．光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得 则光电子的最大初速度为，故D错误。 故选C。 【变式1】．（2025·广东·模拟预测）如图，密闭真空玻璃管中有两个平行正对的金属板组成的电容器，其电容为C，一个是镁板，一个是铯板，它们发生光电效应的极限频率分别是ν1和ν2，现在同时用两束频率为ν的单色光分别照射两块金属板，已知ν2<ν<ν1，普朗克常数为h，元电荷为e，则照射足够长时间后，电容器所带电荷量为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】现用频率为ν且ν2<ν<ν1的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，只有大于极限频率的极板可以发生光电效应，根据光电效应方程有 平行板电容器两个极板的带电量是相等的，由Q=CU 解得 故选B。 【变式2】．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）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一个光子而从金属表面逸出。现在用强激光照射金属，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。光电效应实验装置如图所示，用频率为的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换成同频率的强激光照射，则发生了光电效应；此时，在板间加上反向电压U，当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量（　　） A． B． C．U D． 【答案】B 【详解】根据题意知，一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为的强激光照射阴极K，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为 根据 解得 故选B。 【变式3】．（24-25高二下·河北沧州·期末）研究光电效应的实验电路如图所示，当滑片P位于O点正上方时用一束单色光照射逸出功为3.1eV的阴极K，电路中产生光电流。将滑片P向a端移动，在电压表示数为－2.9V时，微安表的示数恰好为0，现将滑片P向b端移动，在电压表示数为2.9V时，光电子到达阳极A的最大动能及实验中所用单色光光子的能量分别为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】依题意知滑片P左移至a时，加在光电管两端的电压为反向电压，此时电流表示数恰好变为零，遏止电压大小为，根据光电效应方程有，题意知，代入解得 现将滑片P向b端移动，加在光电管两端的电压为正向电压且大小为，根据动能定理有 联立解得 故选C。 题型三：光电效应的函数图像问题 【典例3】．（24-25高二下·江苏南京·期末）如图甲为研究光电效应规律的装置，图乙为三种光照射下光电流I与电压U的关系，图丙为该光电管遏制电压与入射光频率v的关系，其中光电子的电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A．图甲装置闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，电流表示数一定增大 B．图乙中若I光为紫光，II光可能是绿光，且I的光强比III的大 C．图丙代表电极K金属材料的截止频率为 D．图丙得出普朗克常量为 【答案】D 【详解】A．闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数增大，但可能已经达到饱和电流，电流表示数不一定增大，故A错误； B．题图可知I光、III光对应的截止电压相等，可知I光、III光是同一颜色的光，I光饱和光电流大于III光的饱和光电流，故I的光强比III的大；题图知由于I光比II光对应的截止电压小，由于 可知I光频率比II光频率低，若I光为紫光，则II光不可能是绿光，故B错误； CD．根据 整理得 当遏止电压为0时所对应的频率即为截止频率，由图像可知金属材料的截止频率为，且图像斜率 可知，故C错误，D正确。 故选D。 【变式1】．（25-26高二下·全国·随堂练习）用蓝光照射密封在真空管中的两种不同金属材料Ⅰ、Ⅱ，完成光电效应实验。电路图如图甲所示，得到遏止电压Uc与入射光频率的关系，如图乙所示，已知电子电荷量为e，则下列说法正确的是（　　） A．Ⅰ的截止频率比Ⅱ的小 B．Ⅰ的逸出功比Ⅱ的大 C．Ⅰ发生光电效应的时间较短 D．由图乙可算出普朗克常量 【答案】A 【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程结合动能定理 则 由图像的图线与横轴的交点表示截止频率，则 则Ⅰ的截止频率比Ⅱ的小，故A正确； B．根据逸出功与截止频率的关系可知截止频率大的金属，逸出功也大，故Ⅰ的逸出功比Ⅱ的小，故B错误； C．光电效应几乎是瞬间发生的，可认为所有金属发生光电效应的时间均一样，故C错误； D．由图像的斜率 可知普朗克常量，故D错误。 故选A。 【变式2】．（24-25高二上·浙江宁波·期中）某学生研究光电效应实验，现得出三条光电流与光电管两端电压的图像，如图所示，其中A、C对应的遏止电压相同，下列说法正确的是（    ） A．图像A与C可能对应的是同一束光分别照射不同的金属，其中C中金属的逸出功更大 B．图像A与C可能对应的是光强不同的同一颜色光分别照射同一块金属，其中A中光强更大 C．图像B与C可能对应的是不同频率的光分别照射同一块金属，其中C中光的频率更大 D．图像B与C可能对应的是不同的光分别照射不同的金属，其中C中光电子的最大初动能更大 【答案】B 【详解】AB．光电流恰为零时，光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为金属的截止频率，根据，可知：入射光的频率越高，对应的遏止电压越大，光、光的遏止电压相等，所以光、光的频率相同，以及光电子的最大初动能相同，照射同一块金属，光的饱和光电流较大，则光的强度比光的大，故A错误，B正确； CD．入射光的频率越高，对应的遏止电压越大，三种光中，B光的遏止电压最大，则B光的频率最大，波长最短，光子的能量最大，照射光电管时发出的光电子的最大初动能也最大，故CD错误。 故选B。 【变式3】．（2025·浙江·三模）1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（　　） A．图1中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角一直变大 B．根据图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关 C．图3，若电子的电荷量用e表示，、U1、普朗克常量h已知，则该金属的截止频率为 D．图4中，光电子初动能Ek随入射光频率的增大而增大 【答案】C 【详解】A．先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，由于光电效应电子从金属板上飞出，锌板负电荷减少张角变小，如果紫外线灯继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又增大，故A错误； B．由光子的能量公式 可知，光子的能量只与光的频率有关，与光的强度无关，故B错误； C．根据公式，可得 可知该金属的截止频率 故C正确； D．根据爱因斯坦光电效应方程有 光电子的最大初动能Ek随入射光频率的增大而增大，故D错误。 故选C。 题型四：光电效应的极限频率 【典例4】．（24-25高二下·安徽合肥·期末）用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为的光照射到光电管上时发生了光电效应，毫安表的示数不为零；移动变阻器的触头，发现当电压表的示数大于或等于时，毫安表示数为0，则下列说法正确的是（　　） A．光电管阴极的逸出功为 B．光电子的最大初动能为 C．相同频率下，入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大 D．实验中用光子能量为的光照射到光电管阴极上也能发生光电效应 【答案】D 【详解】AB．该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于时，电流表示数为，可知道光电子的最大初动能为，根据光电效应方程 其中 联立解得，故AB错误 C．根据爱因斯坦光电效应方程 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故C错误 D．改用能量为的光子照射，大于逸出功，可以发生光电效应，故D正确。 故选D。 【变式1】．（24-25高二下·江苏盐城·期中）用不同频率的光照射同一光电管，得到三条光电流与电压的关系曲线甲、乙、丙，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲光的频率小于乙光的频率 B．甲光的强度小于丙光的强度 C．乙光所对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于乙光的光电子最大初动能 【答案】A 【详解】AD．由于， 得 由于 所以甲光的频率小于乙光的频率，甲光对应的光电子最大初动能小于乙光的光电子最大初动能，故A正确，D错误； B．因甲、丙两光的相等，所以甲光的频率等于丙光的频率，又因甲光的饱和光电流比丙光的大，所以甲光的强度大于丙光的强度，故B错误； C．因 所以乙光所对应的截止频率等于丙光的截止频率，故C错误。 故选A。 【变式2】．（2025高三·全国·专题练习）如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（　　） A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大 B．若将电源极性反接，电路中光电流增大 C．若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流 D．若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流 【答案】D 【详解】A．光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，初始时电压增加光电流可能会增加，当达到饱和光电流后，再增大电压，光电流不会增大，故A错误； B．将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A极的数目会减小，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B错误； C．波长为的光的频率有可能大于截止频率，电路中可能有光电流，故C错误； D．波长为的光的频率一定大于截止频率，电路中一定有光电流，故D正确。 故选D。 【变式3】．（22-23高二下·广东广州·期末）某同学研究光电效应的实验电路如图所示，用甲乙丙三种不同的光分别照射同一密封真空管的钠阴极（阴极K），钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。实验得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示，则以下说法正确的是（　　） A．甲光的强度大于乙光的强度 B．乙光的频率大于丙光的频率 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子的最大初动能 【答案】A 【详解】A．由题图可知，甲光对应的饱和电流大于乙光对应的饱和电流，则甲光的强度大于乙光的强度，故A正确； B．根据光电效应方程和动能定理可得 由题图可知，乙光对应的遏止电压小于丙光对应的遏止电压，所以乙光的频率小于丙光的频率，故B错误； C．截止频率由K板材料决定，故C错误； D．由题图可知，甲光对应的遏止电压小于丙光对应的遏止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子的最大初动能，故D错误。 故选A。 题型五：光电流及其影响因素 【典例5】．（23-24高二下·贵州贵阳·月考）用如图甲所示的实验装置研究光电效应，电路中电源的正负极可以对调，用一定强度、频率为ν的激光照射阴极K时，得到的光电子遏止电压为，饱和电流为，如图乙所示。已知光电子的质量为m，所带的电荷量为，普朗克常量为h，下列说法不正确的是（　 　） A．阴极K的逸出功为 B．光电子的最大初速度为 C．阴极K的截止频率为 D．阴极K单位时间内射出的光电子数为 【答案】C 【详解】AB．根据爱因斯坦光电效应方程得 由动能定理得 解得阴极K的逸出功与光电子的最大初速度分别为 故AB正确，不满足题意要求； C．逸出功与截止频率的关系为 解得阴极K的截止频率为 故C错误，满足题意要求； D．光电效应产生是瞬时的，设单位时间内射出的光电子数为n，根据电流的定义得 解得阴极K单位时间内射出的光电子数为 故D正确，不满足题意要求。 故选C。 【变式1】．（25-26高三上·内蒙古·月考）如图所示为探究光电效应的实验装置，已知阴极K的逸出功为，现用光子能量为的单色光照射阴极K，下列说法正确的是（　　） A．为光电管提供反向电压，需要将滑动变阻器的滑片P从点向右滑动 B．此实验中，调节滑动变阻器，达到饱和光电流后，再增加入射光的强度，光电流不会增大 C．此单色光对应的遏止电压为 D．若换用光子能量为的单色光照射阴极K，遏止电压会变为原来的两倍 【答案】C 【详解】A．由电路图可知，为光电管提供反向电压，需要将滑动变阻器的滑片P从点向左滑动，故A错误； B．此实验中，调节滑动变阻器，达到饱和光电流后，再增加入射光的强度，由于单位时间内逸出的电子数增大，所以光电流会增大，故B错误； C．根据光电效应方程可得逸出的电子最大初动能为 根据动能定理可得 解得此单色光对应的遏止电压为，故C正确； D．若换用光子能量为的单色光照射阴极K，则有 根据动能定理可得 解得遏止电压为，故D错误。 故选C。 【变式2】．（25-26高三上·广东·月考）如图为光控开关，其核心元件是光敏电阻，当特定频率的光照射光敏电阻时，电阻材料中的电子吸收光子后逸出，引起电阻阻值的变化。已知用的黄光照射时，恰好发生光电效应，下列说法正确的是（　　） A．若用频率为的红光照射该材料，能产生光电效应 B．若照射光频率不变，增加光照强度，逸出的光电子最大初动能会增大 C．若改用频率更高的紫外线照射，单位时间内逸出的光电子数一定增多 D．若照射光频率超过极限频率，即使光照强度极弱，也会瞬时产生光电子 【答案】D 【详解】A．由题知，该光敏材料的极限频率为，要发生光电效应，必须使入射光的频率高于极限频率，A错误； B．根据光电效应方程，光电子的最大初动能与光照强度无关，只与光的频率有关，B错误； C．光电子数由光照强度和吸收效率共同决定，且吸收效率随光频率变化并不单调，单一改变紫外线频率，并不能使光电子数一定增多，C错误； D．光电效应是单个光子与单个电子之间的瞬时效应，极短时间内即使只有一个光子被一个电子吸收也能发生，跟光子数量（光照强度）无关，D正确。 故选D。 【变式3】．（24-25高二下·广东深圳·期末）如图所示是研究光电效应的实验装置。用光子能量为12.09eV的光束照射到光电管电极K上。移动滑片P，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置，则（　　） A．要使微安表的示数恰好为零，滑片P应由图示位置向b端移动 B．滑片P应由图示位置向b端移动过程中，光电流不断增大 C．电极K处金属的逸出功是7eV D．不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，逸出功是相同的 【答案】D 【详解】A．要使微安表的示数恰好为零，光电管应接入反向电压，即K板电势高于A板电势，则滑片P应由图示位置向a端移动，故A错误； B．图示电压趋近于零，未能达到饱和电流，滑片P应由图示位置向b端移动过程中，所加正向电压逐渐增大，则光电流先增大，如果光电流达到饱和值，则之后光电流保持不变，故B错误； C．用光子能量为12.09eV照射到光电管电极K上，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零，可知遏止电压为7V，根据 可得逸出功为 故C错误； D．由于逸出功只由电极K决定，所以不同频率的光子照射电极K，逸出功是相同的，故D正确。 故选D。 题型六：额止电压 【典例6】．（23-24高二下·河北石家庄·期末）如图所示，光电管接入电路，用紫外线照射光电管阴极时，发生了光电效应，回路中形成电流。下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向为a→b B．保持入射光的频率不变，增大光的强度可使电流增大 C．光照时间越长，光电子的最大初动能越大 D．若用红外线照射阴极，电流表中一定没有电流通过 【答案】B 【详解】A．发生光电效应时，光电子从阴极射出，电流方向与光电子运动方向相反，通过电阻R的电流方向为b→a，A错误； B．保持入射光频率不变，增大光的强度，单位时间内逸出的光电子数增多，回路中电流增大，B正确； C．根据光电效应方程 光电子最大初动能只与入射光频率和金属逸出功有关，与光照时间无关，C错误； D．红外线频率小于紫外线，若红外线频率仍大于阴极金属的极限频率，也能发生光电效应，电流表有电流通过，D错误。 故选B。 【变式1】．（24-25高二下·河南周口·阶段练习）某同学用研究光电效应的实验装置（图甲）测定普朗克常量，在不同光照下得到同一光电管两条光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示。图线1、2与U轴交点坐标绝对值分别为，对应入射光频率分别为，电子的电荷量为e，普朗克常量为h。则（　　） A．入射光频率的关系为 B．电压表的示数增大，电流表示数也一定增大 C．该光电管阴极材料的逸出功为 D．普朗克常量 【答案】C 【详解】A．图线1，由光电效应方程有 图线2，由光电效应方程有 由于，则，A错误； B．电压表的示数增大，若已经达到饱和光电流，则电流表示数不再增大，B错误； CD．根据上述分析可知，该光电管阴极材料的逸出功 普朗克常量，C正确，D错误。 故选C。 【变式2】．（24-25高二下·辽宁大连·期末）利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的初始位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则（　　） A．P向b端移动过程中，微安表的示数一直增大 B．P向a端移动过程中，微安表的示数一直增大 C．减弱入射光的强度，遏止电压变小 D．P向b端移动过程中，光电子到达阳极A的最大动能增大 【答案】D 【详解】A．P向b端移动过程中，P点的电势在增加，光电管两端施加的正向电压在增加，微安表的电流示数会增大，但是当电流示数已经达到饱和光电流时，再增加电压，也不会增大电流，故A错误； B．P向a端移动过程中，P点的电势在减小，，光电管两端施加的是反向电压，且电压在增大，微安表的示数会减小，故B错误； C．根据公式，改变光强时没有改变光的频率大小，所以遏止电压不变，故C错误； D．P向b端移动过程中，光电管两端施加的正向电压在增加。从阴极出射的光电子最大初动能为，经过正向电压U后，有 即 随着电压的增大，光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。 故选D。 【变式3】．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）采用如图甲所示电路来研究光电效应规律，现分别用a、b两束单色光照射同一光电管，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，断开开关K，电流表无示数 B．图甲中，换用频率更高的单色光照射，逸出功增大 C．图乙中，a、b两束单色光的频率 D．图乙中，增加a光的光照强度，则Im减小 【答案】C 【详解】A．图甲中，断开开关K，由于有光电子逸出，极板间没有电压时，电子仍可以从K到达A，则电流表示数不为0，故A错误； B．逸出功只由K板材料决定，换用频率更高的单色光照射，逸出功不变，故B错误； 根据光电效应方程和动能定理可得 C．由图乙可知a光对应的遏止电压小于b光对应的遏止电压，则a、b两束单色光的频率，故C正确； D．图乙中，增加a光的光照强度，则饱和电流Im增大，故D错误。 故选C。 题型七：光电效应的最大初速度 【典例7】．（2025·山东济南·模拟预测）某种金属材料逸出光电子的最大初动能与入射光频率关系如图所示，已知电子所带电荷量为，则下列说法正确的是（　　） A．该金属的逸出功为零 B．当入射光的频率为时，遏止电压为 C．当入射光的频率为时，逸出光电子的最大初动能为 D．普朗克常量为，单位为 【答案】B 【详解】A．根据光电效应方程 图像纵轴截距的绝对值表示金属逸出功，由图知，纵轴截距为 则逸出功 A错误； B．由光电效应方程 结合图像，当入射光频率为时， 代入数据即普朗克常量 当入射光频率为时，最大初动能 代入数据得 遏止电压，满足 化简得 B正确； C．当入射光的频率为时，最大初动能 代入数据得 C错误； D．由，得普朗克常量 但普朗克常量单位是，不是，D错误。 故选B。 【变式1】．（24-25高二下·安徽·期末）太阳能路灯在白天能将光能转化为电能并储存，其核心部件是利用光电效应原理工作的光伏电池板。已知某光伏电池板材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，真空中光速为c。已知太阳光中的蓝光（真空中波长为λ）可以使光伏电池板发生光电效应，下列说法正确的是（　　） A．红光一定不能使该光伏电池板发生光电效应 B．蓝光照射光伏电池板，逸出光电子的初动能均为 C．中午太阳光光照强度大，逸出光电子最大初动能大 D．紫外线一定能使该光伏电池板发生光电效应 【答案】D 【详解】A．红光的波长比蓝光长，频率更低。已知蓝光能发生光电效应，说明蓝光频率满足。但红光的波长可能仍小于截止波长，此时红光也能发生光电效应。因此，红光“一定不能”发生光电效应的说法错误，故A错误； B．根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能为，但实际初动能分布在0到Ekmax之间，故B错误； C．光电子最大初动能仅由入射光频率决定，与光照强度无关。光照强度大仅增加光电子数目，不影响最大初动能，故C错误； D．紫外线波长比蓝光更短，频率更高。已知蓝光频率满足条件，紫外线频率必然更高，一定满足，因此一定能发生光电效应，故D正确。 故选D。 【变式2】．（24-25高二下·河南南阳·期末）图甲是研究光电效应规律的电路图，用波长λ=0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示的规律，普朗克常量h=6.63×10−34J⋅s，元电荷e=1.6×10−19C，真空中的光速c=3.0×108m/s，下列说法正确的是（　　） A．当UAK足够大时，阴极每秒钟发射的光电子数为4.0×1011个 B．光电子飞出阴极K时的最大动能为9.6×10−19J C．该阴极材料的截止频率为4.6×1013Hz D．该阴极材料的极限波长为0.66μm 【答案】D 【详解】A．由题图可知，饱和电流为0.64μA，则阴极每秒钟发射的光电子数，故A错误； B．由题图可知，发生光电效应时的遏止电压为0.6V，所以光电子的最大初动能，故B错误； CD．根据光电效应方程有 又 代入数据得ν0=4.55×1014Hz，λ0=0.66μm，故C错误，D正确。 故选D。 【变式3】．（24-25高二下·河南郑州·期末）利用如图甲所示的电路完成光电效应实验，遏止电压与入射光频率的关系如图乙所示，图乙中、、均已知，电子电荷量用e表示。下列说法正确的是（　　） A．光电效应实验中产生的光电子从本质上来说就是光子 B．由图像可求得普朗克常量 C．入射光频率为时，光电子的最大初动能 D．滑动变阻器的滑片P向端移动过程中电流表示数一定一直增加 【答案】B 【详解】A．光电效应实验中产生的光电子从本质上来说就是电子，是金属表面受到光照射时发射出来的电子，故A错误； B．根据光电效应方程结合图乙有，其中，根据动能定理有 联立可得普朗克常量为，故B正确； C．在光电效应中，最大初动能与遏止电压的关系为，故C错误； D．滑动变阻器的滑片P向端移动过程中，光电管两端的反向电压增大，则电流表示数逐渐减小，若反向电压足够大，则可减小至零，故D错误。 故选B。 题型八：光电效应的计算问题 【典例8】．（25-26高二下·全国·课后作业）如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ=0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h=6.63×10-34J·s。结合图像，求（以下所求结果均保留2位有效数字）： (1)每秒钟阴极发射的光电子数； (2)光电子飞出阴极K时的最大动能为多少焦耳； (3)该阴极材料的极限频率。 【答案】(1)4.0×1012个 (2)9.6×10-20J (3)4.6×1014Hz 【详解】（1）每秒发射的光电子个数 （2）光电子飞出阴极K时的最大动能 （3）由光电效应方程可得 代入数据可得该阴极材料的极限频率 【变式1】．（24-25高二下·河北沧州·月考）人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能引起视觉。如图所示，现将绿光直接照射光电管的阴极K时，产生了光电流，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数恰为零时，电压表的示数为Uc。已知电子的电荷量为e，普朗克常量为h，每秒射入瞳孔引起视觉所需的最低能量为E0。 (1)求绿光的频率； (2)求光电管阴极K的逸出功W0； (3)若断开开关S，换用频率为绿光两倍的紫外线照射阴极K，求此时逸出的光电子的最大初动能Ekm'。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意有 解得 （2）根据动能定理有 根据光电效应方程有 解得 （3）根据光电效应方程有 解得 【变式2】．（24-25高二下·江苏徐州·期末）如图所示，当电键断开时，用频率为v的一束光照射金属极板K，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑动变阻器，当电压表读数为U时，电流表读数恰好为零。已知普朗克常量为h，电子电量为e，求： (1)光电子的最大初动能Ek； (2)该金属的逸出功W0。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）合上电键，调节滑动变阻器，当电压表读数为U时，电流表读数恰好为零。根据动能定理可得 可得光电子的最大初动能为 （2）根据光电效应方程可得 可得该金属的逸出功为 【变式3】．（2025·贵州毕节·三模）如图所示，真空中足够大的锌板和金属网竖直正对平行放置，接入电路中。用一波长为的细光束照射锌板的中心O，会不停地向各个方向逸出电子，当、之间所加电压达到时，电流表示数恰好为零。已知之间的水平距离为，电子的电荷量为，光速为，普朗克常量为，不计电子间的相互作用。求： (1)光电子的最大初动能； (2)锌的逸出功； (3)当电压为时，金属网能接收到光电子的区域面积。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）在、之间加电压为时，电流表示数恰好为零，由功能关系得 （2）由光电效应方程有 又 解得 （3）当电压为时，设恰能到达的光电子初速度与之间夹角为，则 解得， 由牛顿第二定律得 根据运动的合成与分解， 则金属网N能接收到光电子的区域面积S，则 解得 【双基过关】 一、单选题 1．（25-26高二上·山东枣庄·期末）A、B两种光子的频率之比为2：1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为。该金属的逸出功为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据光电效应方程· 其中为光电子最大初动能，为光子能量，为逸出功。对于光子A： 对于光子B： 已知频率之比 即 解得 故选A。 2．（25-26高二下·全国·课后作业）爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释了光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能与入射光频率v的关系如图所示，其中为极限频率。从图中可以确定的是（   ） A．逸出功与v有关 B．与入射光强度成正比 C．当时，会逸出光电子 D．图中直线的斜率与普朗克常量有关 【答案】D 【详解】A．金属的逸出功只与金属的极限频率有关，与入射光的频率无关，故A错误； B．最大初动能取决于入射光的频率，而与入射光的强度无关，故B错误； C．只有时才会发生光电效应，故C错误； D．由爱因斯坦光电效应方程和（为金属的逸出功）可得 可见图线的斜率表示普朗克常量，故D正确。 故选D。 3．（25-26高二下·全国·随堂练习）如图所示，在演示光电效应的实验中，某同学分别用a、b两种单色光照射锌板。发现用a光照射时与锌板连接的验电器的指针张开一定角度；用b光照射时与锌板连接的验电器的指针不动。下列说法正确的是（　　） A．增大b光的照射强度，验电器的指针有可能张开一定角度 B．a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长 C．a光的频率大于b光的频率 D．若用b光照射另一种金属能发生光电效应，则用a光照射该金属时可能不会发生光电效应 【答案】C 【详解】A．能否发生光电效应取决于入射光的频率，与光的强度无关。因为b光的频率小于锌板的极限频率，所以无论怎样增大b光的照射强度，都不能使锌板发生光电效应，验电器的指针不会张开。故A错误； B．根据光速、波长和频率的关系c=λν，可知波长与频率成反比。因为a光的频率大于b光的频率，所以a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长。故B错误。 C．由上述分析可知，a光的频率大于锌板的极限频率，b光的频率小于锌板的极限频率，所以a光的频率大于b光的频率。故C正确。 D．若用b光照射另一种金属能发生光电效应，说明b光的频率大于该金属的极限频率。因为a光的频率大于b光的频率，所以a光的频率也一定大于该金属的极限频率，用a光照射该金属时一定会发生光电效应。故D错误。 故选C。 4．（24-25高二下·江苏徐州·月考）从1907年起，密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，作出如图乙所示的Uc−ν图像，图像与横轴的交点坐标为（a，0），其反向延长线与纵轴的交点坐标为（0，−b），由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。下列说法正确的是（　　） A．入射光的频率越大，a的值越大 B．入射光的频率越大，b的值越大 C．图甲中极板A连接电源的正极 D．由乙图可求出普朗克常量 【答案】D 【详解】AB．根据爱因斯坦光电效应方程 根据动能定理有 联立解得 可得横轴截距 纵轴截距 可知a的值、b的值都与入射光的频率无关，故AB错误； C．在测量遏止电压的实验中，要使光电子减速，极板A应接电源的负极，极板K接电源的正极，这样才能在两极板间形成使光电子减速的电场，故C错误； D．根据 可知Uc−ν图像斜率 解得，故D正确。 故选D。 5．（25-26高二上·四川眉山·期中）如图所示，闭合开关，G表无示数，通过以下哪种操作，G表可能有示数（　　） A．将电池的极性反转 B．将变阻器的滑片向a移动 C．将变阻器的滑片向b移动 D．换用频率更高的光 【答案】D 【详解】根据题图可知，电子在极板间所受电场力向左，没有光电流，说明没有发生光电效应，将电池的极性反转、变阻器的滑片向a移动、变阻器的滑片向b移动均不能发生光电效应，所以无法使G表有示数，换用频率更高的光，可能会使极板发生光电效应，可能会有光电流，即G表可能有示数。 故选D。 6．（24-25高二下·吉林长春·期末）太阳能电池是利用太阳光产生电能的装置，它通常由一层薄膜组成，在太阳光照射下，薄膜内的硅原子会受到光照射而产生电子，这些电子可以通过导电体被收集起来，从而产生电能．现用如图甲所示的电路研究太阳能电池的工作原理，依次用太阳光中的七种颜色的光照射相同的阴极K，并根据电流表和电压表测得的示数，研究电流和电压的关系，其中黄光的电流与电压的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（    ） A．太阳能电池的发电原理是康普顿效应 B．若要测量的大小，电源的左边为电源的正极 C．若使饱和光电流增大，必须改用频率更大的光照射 D．用黄光照射某金属时能够产生光电效应，则用红光照射该金属一定能够产生光电效应 【答案】B 【详解】A．在太阳光照射下，薄膜内的硅原子会受到光照射而产生电子，这是利用的光电效应，故A错误； B．为遏止电压，为测量其大小，应接反向电压，让电子减速，故电源的左边为电源的正极，故B正确； C．饱和光电流的大小只与入射光的强度有关，与入射光的频率无关。若使饱和光电流增大，应增加入射光的强度，故C错误； D．用黄光照射某金属时能够产生光电效应，可知黄光的频率大于金属的极限频率，因为红光的频率小于黄光频率，所以用红光照射不一定能产生光电效应，故D错误。 故选B。 7．（24-25高二下·全国·课后作业）在光电效应实验中，某金属的逸出功为，若用波长为λ（λ<λ0）的单色光做该实验，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。则其截止电压为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由光电效应方程可得 由动能定理可得 联立可得，故选D。 8．（24-25高二下·江苏淮安·月考）在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到了两条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示。下面说法正确的是（　　） A．光线1的波长大于光线2的波长 B．光线1的频率大于光线2的频率 C．该光电管分别在光线1与光线2的照射下，其截止频率不同 D．光线1的光照强度一定小于光线2的光照强度 【答案】A 【详解】AB．根据光电效应方程，遏止电压与入射光频率的关系 入射光的频率越高，对应的遏止电压越大；光线2的遏止电压大于光线1的遏止电压，所以光线2的频率大于光线1的频率，由可知，光线1的波长大于光线2的波长，故A正确，B错误。 C．同一种金属，截止频率与入射光的频率无关，则该光电管分别在光线1与光线2的照射下，其截止频率相同，故C错误。 D．在入射光频率相同的情况下，光强越大，饱和电流越大；光线1和光线2频率不同，光线1的光照强度不一定小于光线2的光照强度，故D错误。 故选A。 9．（24-25高二下·天津武清·阶段练习）如图1所示，分别用单色光、照射光电管的阴极，其光电流随光电管两端电压的变化规律如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率大于光的频率 B．两种光经过同一障碍物，a光更容易发生明显衍射 C．b光照射时逸出的光电子的最大初动能较小 D．真空中光传播的速度大于光传播的速度 【答案】B 【详解】AC．由图2可知b光的遏止电压大于a光的遏止电压，根据 可知b光的频率大于a光的频率，b光照射时逸出的光电子的最大初动能较大，故AC错误； B．因为a光的频率小，根据可知，a光的波长长，相同条件下，两种光经过同一障碍物，a光更容易发生明显衍射，故B正确； D．a、b光在真空中速度相等，故D错误。 故选B。 10．（2025·湖北·一模）爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（　　） A．在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出 B．由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大 C．由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 【答案】D 【详解】A．由于红光的频率较小，所以在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板不一定有光电子飞出，故A错误； B．当达到饱和电流时，增大正向电压，则光电流不变，故B错误； C．金属的逸出功与入射光的频率无关，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程，所以该图线的斜率为普朗克常量，故D正确。 故选D。 11．（24-25高二下·辽宁·期末）做光电效应实验的装置如图所示，闭合开关S，用一发光功率为P、光子能量为E的激光光源照射金属K，调节滑动变阻器R，当电压表示数为U时，电流表示数恰好为0，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，则（　　） A．光的波长为 B．该阴极材料的逸出功为 C．断开开关S，电流表示数为0 D．光源单位时间内发出的光子数为 【答案】D 【详解】A．由， 可得，光的波长为，A项错误； B．根据光电效应方程，遏止电压满足 题目中给出遏止电压 因此阴极材料的逸出功，B项错误； C．断开开关后仍发生光电效应，电流不为0，C项错误； D．根据，可得光源单位时间内发出的光子数为，D项正确。 故选D。 二、多选题 12．（25-26高二下·全国·课后作业）下列说法正确的是（　　） A．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说 B．用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，即使增大入射光光照强度也不能发生光电效应 C．光电效应揭示了光具有波动性 D．用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若改用紫光照射该金属，也一定能发生光电效应 【答案】ABD 【详解】A．根据物理学史可知，爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，故A正确； B．根据光电效应发生的条件可知，光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，故B正确； C．光电效应揭示了光具有粒子性，故C错误； D．用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，由于紫色光的频率大于绿色光的频率，所以也一定能发生光电效应，故D正确。 故选ABD。 13．（24-25高二下·全国·课后作业）用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么下列说法正确的是（　　） A．a光的频率一定大于b光的频率 B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由c到d D．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 【答案】ACD 【详解】A．用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，知a光频率大于金属的极限频率；用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，知b光的频率小于金属的极限频率，所以a光的频率一定大于b光的频率，故A正确； B．光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，增加b光的强度，仍然不能发生光电效应，电流计指针不偏转，故B错误； C．电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由c到d，故C正确； D．增加a光的强度，则单位时间内发出的光电子数目增多，通过电流计的电流增大，故D正确。 故选ACD。 14．（25-26高三上·天津和平·月考）研究光电效应的电路图如图所示，关于光电效应，下列说法正确的是（　　） A．任何一种频率的光，只要照射时间足够长，电流表就会有示数 B．若电源电动势足够大，滑动变阻器滑片向右滑，电流表的示数能一直增大 C．调换电源的正负极，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数可能变为零 D．光电效应反映了光具有粒子性 【答案】CD 【详解】A．能否发生光电效应取决于光的频率，与照射时间长短无关，A错误； B．增加极板间电压，会出现饱和电流，不会一直增大， B错误； C．调换电源的正负极，若反向电压达到遏止电压，则电流表示数为零，C正确； D．光电效应反映了光具有粒子性，D正确。 故选CD。 15．（25-26高二上·贵州毕节·月考）一物理实验小组用如图（a）所示实验装置探究光电效应实验规律，实验时根据需要电源的正负极可颠倒，用甲、乙、丙三种色光照射阴极得到光电流与电压的关系图线如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A．丙光的饱和光电流大于乙光的饱和光电流 B．甲光的频率小于乙光的频率 C．乙光的频率大于丙光的频率 D．乙光的强度大于丙光的强度 【答案】BD 【详解】A．由图像知，丙光的饱和光电流小于乙光的饱和光电流，故A错误； BC．由爱因斯坦光电效应方程 及 结合题意与图像可以判断，相同，，则三种色光的频率为，故B正确，C错误； D．同种色光，光的强度越大，饱和光电流越大，即乙光的强度大于丙光的强度，故D正确。 故选BD。 16．（24-25高二下·湖北十堰·月考）利用如图所示的装置研究光电效应，闭合单刀双掷开关接1时，用频率为的光照射光电管，调节滑动变阻器，使电流表的示数刚好为0，此时电压表的示数为，已知电子电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法不正确的是（　　） A．其他条件不变，增大光强，电压表示数增大 B．改用比更大频率的光照射，调整电流表的示数为零，此时电压表示数仍为 C．其他条件不变，使开关接2，电流表示数仍为零 D．光电管阴极材料的截止频率 【答案】ABC 【详解】AB．当开关S接1时，光电管加的是反向电压，由爱因斯坦光电效应方程和动能定理 得 故其他条件不变时，增大光强，电压表的示数U不变，若改用比更大频率的光照射时，调整电流表的示数为零，而金属的逸出功不变，故遏止电压变大，即此时电压表示数大于U1，故AB错误； C．其他条件不变时，使开关S接2，光电管加正向电压，此时可发生光电效应，故电流表示数不为零，故C错误； D．根据 根据爱因斯坦光电效应方程得 可得，故D正确。 本题选错误的，故选ABC。 17．（24-25高二下·黑龙江大庆·阶段练习）如图甲所示是一款烟雾探测装置的原理图。当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压随入射光频率的变化规律如图乙所示，已知普朗克常量h，光速，，则下列说法正确的是（　　） A．图乙中图像斜率的物理意义为h B．图乙中图像斜率的物理意义为 C．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于 D．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是个 【答案】CD 【详解】AB．根据光电效应方程 由动能定理 联立变形得，可知图乙中图像斜率的物理意义为，故AB错误； C．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波频率不能小于截止频率，波长不能大于，故C正确； D．根据， 解得，故D正确。 故选 CD。 三、解答题 18．（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图所示为研究光电效应的实验装置。闭合开关，某单色光源发出的光能全部照射在阴极上，回路中形成电流。移动滑动变阻器的滑片，分别测得遏止电压为、饱和电流为。已知阴极金属的逸出功为，电子的电荷量为，普朗克常量为，光源发光功率恒定。 (1)求从阴极逸出时光电子的最大动能； (2)求单位时间内到达阳极的光电子数的最大值； (3)若每入射一光子会产生一个光电子，所有的光电子都能到达阳极，求光源的发光功率P。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据动能定理有 解得 （2）由 可得 （3）光源发出的光的能量 根据光电效应方程有 解得 19．（24-25高二下·河北邯郸·期中）美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量。已知电子电荷量大小为e。请回答下列问题： (1)图甲中电极A连接电源的正极还是负极； (2)求普朗克常量； (3)求该金属的逸出功。 【答案】(1)负极 (2) (3)eb 【详解】（1）测量遏止电压需要接反向电压，电极A连接电源的负极。 （2）由爱因斯坦光电效应方程可得 由动能定理有 联立并整理得 可知图线的斜率为 解得普朗克常量为 （3）由图像可知图线的纵截距 解得该金属的逸出功为 20．（24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期末）如图甲所示是研究光电效应饱和电流和遏止电压的实验电路，A、K为光电管的两极，调节滑动变阻器触头P可使光电管两极获得正向或反向电压。现用光子能量的光持续照射光电管的极板K。移动滑动变阻器触头P，获得多组电压表、电流表读数，作出电流与电压关系的图线如图乙所示。求： (1)光电管K极材料的逸出功； (2)当滑片滑至靠近a端，此时电压表示数为2V，则到达A极板的光电子的动能为多少？ 【答案】(1)5.4eV (2) 【详解】（1）根据光电效应方程 根据动能定理得 解得， （2）当滑片滑至靠近a端，光电管内电场强度向右，光电子所受电场力向左，光电子做减速运动。 到达A极板的光电子的最大动能为 解得 到达A极板的光电子的动能为 21．（24-25高二下·江苏南京·月考）如图所示，一光电管的阴极用极限波长的钠制成，用波长的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差，饱和电流的值。普朗克常量h=6.6310-34Js，元电荷电量e=1.6×10-19C。 (1)求每秒内由K极发射的光电子数。 (2)求光电子到达A极时的最大动能。如果电势差不变，而照射光的强度增加到原值的三倍，此时光电子到达A极时最大动能是多大？（结果均保留两位有效数字。） (3)光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I0表示光压。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，物体始终保持静止，求其在物体表面引起的光压，已知光速为c。 【答案】(1)个 (2) (3) 【详解】（1）每秒内由K极发射的光电子数个个 （2）由光电效应方程可知， 在AK间加电压时，光电子到达阳极时的动能： 代入数值得 根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，如果电势差不变，则光电子到达A极的最大动能不变， （3）一小段时间内激光器发射的光子数为 光照射物体表面，由动量定理有，F = I0S 其中 产生的光压 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第13讲：光电效应 【考点归纳】 · 考点一：光电效应的规律 · 考点二：爱因斯坦的光电效应方程 · 考点三：光电效应的函数图像问题 · 考点四：光电效应的极限频率 · 考点五：光电流及其影响因素 · 考点六：额止电压 · 考点七：光电效应的最大初速度 · 考点八：光电效应的计算问题 【知识归纳】 知识点1、光电效应的实验规律 1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象． 2．光电子：光电效应中发射出来的电子． 3光电效应的实验规律 (1)存在截止频率：当入射光的频率低于截止频率时不(填“能”或“不”)发生光电效应． (2)存在饱和电流：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大． (3)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压Uc，且满足mevc2＝eUc. (4)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的． 知识点2、爱因斯坦的光电效应理论 1． 光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，其中h为普朗克常量．这些能量子后来称为光子． 2．逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的最小值，用W0表示．不同种类的金属，其逸出功的大小不相同(填“相同”或“不相同”)． 3．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0. (2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的初动能Ek. (3)Uc与ν、W0的关系：①表达式：Uc＝ν－.②图像：Uc－ν图像是一条斜率为的直线． 知识点3：光电效应现象和光电效应方程的应用 (1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率. (2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光. (3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关. (4)光电子不是光子，而是电子. 2.两条对应关系 (1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大. 3.三个关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0. (2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc. (3)逸出功与极限频率的关系W0＝hνc. 知识点4：　光电效应图象四类图象 图象名称 图线形状 由图线直接(间接)得到的物理量 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轴交点的纵坐标的值的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h 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：光电流的最大值 ③最大初动能：Ek＝eUc 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 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率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荷量的乘积，即h＝ke.(注：此时两极之间接反向电压) 【题型归纳】 题型一：光电效应的规律 【典例1】．（25-26高三上·天津南开·开学考试）下列关于光电效应的说法中，正确的是（　　） A．金属的逸出功与入射光的频率成正比 B．光电流的大小与入射光的强度无关 C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长大于此波长时，就不能产生光电效应 D．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大 【变式1】．（24-25高二下·辽宁丹东·期末）如图所示，将验电器与一块不带电的锌板连接，此时验电器指针张角闭合，现用紫外线照射锌板，发现验电器指针张角张开，下列说法正确的是（　　） A．用紫外线照射锌板时，锌板带负电荷 B．用紫外线照射锌板时，验电器指针带正电荷 C．若紫外线光照强度减弱，则光电子的最大初动能增加 D．若紫外线光照强度减弱，则光电子的最大初动能减少 【变式2】．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）下列关于光电效应的说法正确的是（　　） A．只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应 B．截止频率越大的金属材料逸出功越小 C．只要频率足够大，光照强度较弱的光也可以引起光电效应 D．入射光强度越大，产生光电子的最大初动能就越大 【变式3】．（2025·宁夏银川·二模）在光电效应实验中，用一束单色光照射某种金属表面，产生了光电流。下列叙述正确的是（　　） A．增大入射光的强度，逸出光电子的最大初动能一定增大 B．改用频率更高的光照射，可能不会产生光电流 C．减小入射光的频率，只要光强足够大，仍能发生光电效应 D．入射光波长必须小于某一极限值才能发生光电效应 题型二：爱因斯坦的光电效应方程 【典例2】．（24-25高二下·江西抚州·期末）某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直到电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到的遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是（　　） A．普朗克常量 B．阴极K金属的截止频率 C．阴极K金属的逸出功 D．频率为ν2的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度 【变式1】．（2025·广东·模拟预测）如图，密闭真空玻璃管中有两个平行正对的金属板组成的电容器，其电容为C，一个是镁板，一个是铯板，它们发生光电效应的极限频率分别是ν1和ν2，现在同时用两束频率为ν的单色光分别照射两块金属板，已知ν2<ν<ν1，普朗克常数为h，元电荷为e，则照射足够长时间后，电容器所带电荷量为（　　） A． B． C． D． 【变式2】．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）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一个光子而从金属表面逸出。现在用强激光照射金属，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。光电效应实验装置如图所示，用频率为的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换成同频率的强激光照射，则发生了光电效应；此时，在板间加上反向电压U，当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量（　　） A． B． C．U D． 【变式3】．（24-25高二下·河北沧州·期末）研究光电效应的实验电路如图所示，当滑片P位于O点正上方时用一束单色光照射逸出功为3.1eV的阴极K，电路中产生光电流。将滑片P向a端移动，在电压表示数为－2.9V时，微安表的示数恰好为0，现将滑片P向b端移动，在电压表示数为2.9V时，光电子到达阳极A的最大动能及实验中所用单色光光子的能量分别为（　　） A． B． C． D． 题型三：光电效应的函数图像问题 【典例3】．（24-25高二下·江苏南京·期末）如图甲为研究光电效应规律的装置，图乙为三种光照射下光电流I与电压U的关系，图丙为该光电管遏制电压与入射光频率v的关系，其中光电子的电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A．图甲装置闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，电流表示数一定增大 B．图乙中若I光为紫光，II光可能是绿光，且I的光强比III的大 C．图丙代表电极K金属材料的截止频率为 D．图丙得出普朗克常量为 【变式1】．（25-26高二下·全国·随堂练习）用蓝光照射密封在真空管中的两种不同金属材料Ⅰ、Ⅱ，完成光电效应实验。电路图如图甲所示，得到遏止电压Uc与入射光频率的关系，如图乙所示，已知电子电荷量为e，则下列说法正确的是（　　） A．Ⅰ的截止频率比Ⅱ的小 B．Ⅰ的逸出功比Ⅱ的大 C．Ⅰ发生光电效应的时间较短 D．由图乙可算出普朗克常量 【变式2】．（24-25高二上·浙江宁波·期中）某学生研究光电效应实验，现得出三条光电流与光电管两端电压的图像，如图所示，其中A、C对应的遏止电压相同，下列说法正确的是（    ） A．图像A与C可能对应的是同一束光分别照射不同的金属，其中C中金属的逸出功更大 B．图像A与C可能对应的是光强不同的同一颜色光分别照射同一块金属，其中A中光强更大 C．图像B与C可能对应的是不同频率的光分别照射同一块金属，其中C中光的频率更大 D．图像B与C可能对应的是不同的光分别照射不同的金属，其中C中光电子的最大初动能更大 【变式3】．（2025·浙江·三模）1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（　　） A．图1中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角一直变大 B．根据图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关 C．图3，若电子的电荷量用e表示，、U1、普朗克常量h已知，则该金属的截止频率为 D．图4中，光电子初动能Ek随入射光频率的增大而增大 题型四：光电效应的极限频率 【典例4】．（24-25高二下·安徽合肥·期末）用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为的光照射到光电管上时发生了光电效应，毫安表的示数不为零；移动变阻器的触头，发现当电压表的示数大于或等于时，毫安表示数为0，则下列说法正确的是（　　） A．光电管阴极的逸出功为 B．光电子的最大初动能为 C．相同频率下，入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大 D．实验中用光子能量为的光照射到光电管阴极上也能发生光电效应 【变式1】．（24-25高二下·江苏盐城·期中）用不同频率的光照射同一光电管，得到三条光电流与电压的关系曲线甲、乙、丙，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲光的频率小于乙光的频率 B．甲光的强度小于丙光的强度 C．乙光所对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于乙光的光电子最大初动能 【变式2】．（2025高三·全国·专题练习）如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（　　） A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大 B．若将电源极性反接，电路中光电流增大 C．若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流 D．若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流 【变式3】．（22-23高二下·广东广州·期末）某同学研究光电效应的实验电路如图所示，用甲乙丙三种不同的光分别照射同一密封真空管的钠阴极（阴极K），钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。实验得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示，则以下说法正确的是（　　） A．甲光的强度大于乙光的强度 B．乙光的频率大于丙光的频率 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子的最大初动能 题型五：光电流及其影响因素 【典例5】．（23-24高二下·贵州贵阳·月考）用如图甲所示的实验装置研究光电效应，电路中电源的正负极可以对调，用一定强度、频率为ν的激光照射阴极K时，得到的光电子遏止电压为，饱和电流为，如图乙所示。已知光电子的质量为m，所带的电荷量为，普朗克常量为h，下列说法不正确的是（　 　） A．阴极K的逸出功为 B．光电子的最大初速度为 C．阴极K的截止频率为 D．阴极K单位时间内射出的光电子数为 【变式1】．（25-26高三上·内蒙古·月考）如图所示为探究光电效应的实验装置，已知阴极K的逸出功为，现用光子能量为的单色光照射阴极K，下列说法正确的是（　　） A．为光电管提供反向电压，需要将滑动变阻器的滑片P从点向右滑动 B．此实验中，调节滑动变阻器，达到饱和光电流后，再增加入射光的强度，光电流不会增大 C．此单色光对应的遏止电压为 D．若换用光子能量为的单色光照射阴极K，遏止电压会变为原来的两倍 【变式2】．（25-26高三上·广东·月考）如图为光控开关，其核心元件是光敏电阻，当特定频率的光照射光敏电阻时，电阻材料中的电子吸收光子后逸出，引起电阻阻值的变化。已知用的黄光照射时，恰好发生光电效应，下列说法正确的是（　　） A．若用频率为的红光照射该材料，能产生光电效应 B．若照射光频率不变，增加光照强度，逸出的光电子最大初动能会增大 C．若改用频率更高的紫外线照射，单位时间内逸出的光电子数一定增多 D．若照射光频率超过极限频率，即使光照强度极弱，也会瞬时产生光电子 【变式3】．（24-25高二下·广东深圳·期末）如图所示是研究光电效应的实验装置。用光子能量为12.09eV的光束照射到光电管电极K上。移动滑片P，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置，则（　　） A．要使微安表的示数恰好为零，滑片P应由图示位置向b端移动 B．滑片P应由图示位置向b端移动过程中，光电流不断增大 C．电极K处金属的逸出功是7eV D．不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，逸出功是相同的 题型六：额止电压 【典例6】．（23-24高二下·河北石家庄·期末）如图所示，光电管接入电路，用紫外线照射光电管阴极时，发生了光电效应，回路中形成电流。下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向为a→b B．保持入射光的频率不变，增大光的强度可使电流增大 C．光照时间越长，光电子的最大初动能越大 D．若用红外线照射阴极，电流表中一定没有电流通过 【变式1】．（24-25高二下·河南周口·阶段练习）某同学用研究光电效应的实验装置（图甲）测定普朗克常量，在不同光照下得到同一光电管两条光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示。图线1、2与U轴交点坐标绝对值分别为，对应入射光频率分别为，电子的电荷量为e，普朗克常量为h。则（　　） A．入射光频率的关系为 B．电压表的示数增大，电流表示数也一定增大 C．该光电管阴极材料的逸出功为 D．普朗克常量 【变式2】．（24-25高二下·辽宁大连·期末）利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的初始位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则（　　） A．P向b端移动过程中，微安表的示数一直增大 B．P向a端移动过程中，微安表的示数一直增大 C．减弱入射光的强度，遏止电压变小 D．P向b端移动过程中，光电子到达阳极A的最大动能增大 【变式3】．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）采用如图甲所示电路来研究光电效应规律，现分别用a、b两束单色光照射同一光电管，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，断开开关K，电流表无示数 B．图甲中，换用频率更高的单色光照射，逸出功增大 C．图乙中，a、b两束单色光的频率 D．图乙中，增加a光的光照强度，则Im减小 题型七：光电效应的最大初速度 【典例7】．（2025·山东济南·模拟预测）某种金属材料逸出光电子的最大初动能与入射光频率关系如图所示，已知电子所带电荷量为，则下列说法正确的是（　　） A．该金属的逸出功为零 B．当入射光的频率为时，遏止电压为 C．当入射光的频率为时，逸出光电子的最大初动能为 D．普朗克常量为，单位为 【变式1】．（24-25高二下·安徽·期末）太阳能路灯在白天能将光能转化为电能并储存，其核心部件是利用光电效应原理工作的光伏电池板。已知某光伏电池板材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，真空中光速为c。已知太阳光中的蓝光（真空中波长为λ）可以使光伏电池板发生光电效应，下列说法正确的是（　　） A．红光一定不能使该光伏电池板发生光电效应 B．蓝光照射光伏电池板，逸出光电子的初动能均为 C．中午太阳光光照强度大，逸出光电子最大初动能大 D．紫外线一定能使该光伏电池板发生光电效应 【变式2】．（24-25高二下·河南南阳·期末）图甲是研究光电效应规律的电路图，用波长λ=0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示的规律，普朗克常量h=6.63×10−34J⋅s，元电荷e=1.6×10−19C，真空中的光速c=3.0×108m/s，下列说法正确的是（　　） A．当UAK足够大时，阴极每秒钟发射的光电子数为4.0×1011个 B．光电子飞出阴极K时的最大动能为9.6×10−19J C．该阴极材料的截止频率为4.6×1013Hz D．该阴极材料的极限波长为0.66μm 【变式3】．（24-25高二下·河南郑州·期末）利用如图甲所示的电路完成光电效应实验，遏止电压与入射光频率的关系如图乙所示，图乙中、、均已知，电子电荷量用e表示。下列说法正确的是（　　） A．光电效应实验中产生的光电子从本质上来说就是光子 B．由图像可求得普朗克常量 C．入射光频率为时，光电子的最大初动能 D．滑动变阻器的滑片P向端移动过程中电流表示数一定一直增加 题型八：光电效应的计算问题 【典例8】．（25-26高二下·全国·课后作业）如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ=0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h=6.63×10-34J·s。结合图像，求（以下所求结果均保留2位有效数字）： (1)每秒钟阴极发射的光电子数； (2)光电子飞出阴极K时的最大动能为多少焦耳； (3)该阴极材料的极限频率。 【变式1】．（24-25高二下·河北沧州·月考）人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能引起视觉。如图所示，现将绿光直接照射光电管的阴极K时，产生了光电流，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数恰为零时，电压表的示数为Uc。已知电子的电荷量为e，普朗克常量为h，每秒射入瞳孔引起视觉所需的最低能量为E0。 (1)求绿光的频率； (2)求光电管阴极K的逸出功W0； (3)若断开开关S，换用频率为绿光两倍的紫外线照射阴极K，求此时逸出的光电子的最大初动能Ekm'。 【变式2】．（24-25高二下·江苏徐州·期末）如图所示，当电键断开时，用频率为v的一束光照射金属极板K，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑动变阻器，当电压表读数为U时，电流表读数恰好为零。已知普朗克常量为h，电子电量为e，求： (1)光电子的最大初动能Ek； (2)该金属的逸出功W0。 【变式3】．（2025·贵州毕节·三模）如图所示，真空中足够大的锌板和金属网竖直正对平行放置，接入电路中。用一波长为的细光束照射锌板的中心O，会不停地向各个方向逸出电子，当、之间所加电压达到时，电流表示数恰好为零。已知之间的水平距离为，电子的电荷量为，光速为，普朗克常量为，不计电子间的相互作用。求： (1)光电子的最大初动能； (2)锌的逸出功； (3)当电压为时，金属网能接收到光电子的区域面积。 【双基过关】 一、单选题 1．（25-26高二上·山东枣庄·期末）A、B两种光子的频率之比为2：1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为。该金属的逸出功为（　　） A． B． C． D． 2．（25-26高二下·全国·课后作业）爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释了光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能与入射光频率v的关系如图所示，其中为极限频率。从图中可以确定的是（   ） A．逸出功与v有关 B．与入射光强度成正比 C．当时，会逸出光电子 D．图中直线的斜率与普朗克常量有关 3．（25-26高二下·全国·随堂练习）如图所示，在演示光电效应的实验中，某同学分别用a、b两种单色光照射锌板。发现用a光照射时与锌板连接的验电器的指针张开一定角度；用b光照射时与锌板连接的验电器的指针不动。下列说法正确的是（　　） A．增大b光的照射强度，验电器的指针有可能张开一定角度 B．a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长 C．a光的频率大于b光的频率 D．若用b光照射另一种金属能发生光电效应，则用a光照射该金属时可能不会发生光电效应 4．（24-25高二下·江苏徐州·月考）从1907年起，密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，作出如图乙所示的Uc−ν图像，图像与横轴的交点坐标为（a，0），其反向延长线与纵轴的交点坐标为（0，−b），由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。下列说法正确的是（　　） A．入射光的频率越大，a的值越大 B．入射光的频率越大，b的值越大 C．图甲中极板A连接电源的正极 D．由乙图可求出普朗克常量 5．（25-26高二上·四川眉山·期中）如图所示，闭合开关，G表无示数，通过以下哪种操作，G表可能有示数（　　） A．将电池的极性反转 B．将变阻器的滑片向a移动 C．将变阻器的滑片向b移动 D．换用频率更高的光 6．（24-25高二下·吉林长春·期末）太阳能电池是利用太阳光产生电能的装置，它通常由一层薄膜组成，在太阳光照射下，薄膜内的硅原子会受到光照射而产生电子，这些电子可以通过导电体被收集起来，从而产生电能．现用如图甲所示的电路研究太阳能电池的工作原理，依次用太阳光中的七种颜色的光照射相同的阴极K，并根据电流表和电压表测得的示数，研究电流和电压的关系，其中黄光的电流与电压的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（    ） A．太阳能电池的发电原理是康普顿效应 B．若要测量的大小，电源的左边为电源的正极 C．若使饱和光电流增大，必须改用频率更大的光照射 D．用黄光照射某金属时能够产生光电效应，则用红光照射该金属一定能够产生光电效应 7．（24-25高二下·全国·课后作业）在光电效应实验中，某金属的逸出功为，若用波长为λ（λ<λ0）的单色光做该实验，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。则其截止电压为（　　） A． B． C． D． 8．（24-25高二下·江苏淮安·月考）在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到了两条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示。下面说法正确的是（　　） A．光线1的波长大于光线2的波长 B．光线1的频率大于光线2的频率 C．该光电管分别在光线1与光线2的照射下，其截止频率不同 D．光线1的光照强度一定小于光线2的光照强度 9．（24-25高二下·天津武清·阶段练习）如图1所示，分别用单色光、照射光电管的阴极，其光电流随光电管两端电压的变化规律如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率大于光的频率 B．两种光经过同一障碍物，a光更容易发生明显衍射 C．b光照射时逸出的光电子的最大初动能较小 D．真空中光传播的速度大于光传播的速度 10．（2025·湖北·一模）爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（　　） A．在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出 B．由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大 C．由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 11．（24-25高二下·辽宁·期末）做光电效应实验的装置如图所示，闭合开关S，用一发光功率为P、光子能量为E的激光光源照射金属K，调节滑动变阻器R，当电压表示数为U时，电流表示数恰好为0，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，则（　　） A．光的波长为 B．该阴极材料的逸出功为 C．断开开关S，电流表示数为0 D．光源单位时间内发出的光子数为 二、多选题 12．（25-26高二下·全国·课后作业）下列说法正确的是（　　） A．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说 B．用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，即使增大入射光光照强度也不能发生光电效应 C．光电效应揭示了光具有波动性 D．用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若改用紫光照射该金属，也一定能发生光电效应 13．（24-25高二下·全国·课后作业）用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么下列说法正确的是（　　） A．a光的频率一定大于b光的频率 B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由c到d D．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 14．（25-26高三上·天津和平·月考）研究光电效应的电路图如图所示，关于光电效应，下列说法正确的是（　　） A．任何一种频率的光，只要照射时间足够长，电流表就会有示数 B．若电源电动势足够大，滑动变阻器滑片向右滑，电流表的示数能一直增大 C．调换电源的正负极，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数可能变为零 D．光电效应反映了光具有粒子性 15．（25-26高二上·贵州毕节·月考）一物理实验小组用如图（a）所示实验装置探究光电效应实验规律，实验时根据需要电源的正负极可颠倒，用甲、乙、丙三种色光照射阴极得到光电流与电压的关系图线如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A．丙光的饱和光电流大于乙光的饱和光电流 B．甲光的频率小于乙光的频率 C．乙光的频率大于丙光的频率 D．乙光的强度大于丙光的强度 16．（24-25高二下·湖北十堰·月考）利用如图所示的装置研究光电效应，闭合单刀双掷开关接1时，用频率为的光照射光电管，调节滑动变阻器，使电流表的示数刚好为0，此时电压表的示数为，已知电子电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法不正确的是（　　） A．其他条件不变，增大光强，电压表示数增大 B．改用比更大频率的光照射，调整电流表的示数为零，此时电压表示数仍为 C．其他条件不变，使开关接2，电流表示数仍为零 D．光电管阴极材料的截止频率 17．（24-25高二下·黑龙江大庆·阶段练习）如图甲所示是一款烟雾探测装置的原理图。当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压随入射光频率的变化规律如图乙所示，已知普朗克常量h，光速，，则下列说法正确的是（　　） A．图乙中图像斜率的物理意义为h B．图乙中图像斜率的物理意义为 C．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于 D．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是个 三、解答题 18．（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图所示为研究光电效应的实验装置。闭合开关，某单色光源发出的光能全部照射在阴极上，回路中形成电流。移动滑动变阻器的滑片，分别测得遏止电压为、饱和电流为。已知阴极金属的逸出功为，电子的电荷量为，普朗克常量为，光源发光功率恒定。 (1)求从阴极逸出时光电子的最大动能； (2)求单位时间内到达阳极的光电子数的最大值； (3)若每入射一光子会产生一个光电子，所有的光电子都能到达阳极，求光源的发光功率P。 19．（24-25高二下·河北邯郸·期中）美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量。已知电子电荷量大小为e。请回答下列问题： (1)图甲中电极A连接电源的正极还是负极； (2)求普朗克常量； (3)求该金属的逸出功。 20．（24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期末）如图甲所示是研究光电效应饱和电流和遏止电压的实验电路，A、K为光电管的两极，调节滑动变阻器触头P可使光电管两极获得正向或反向电压。现用光子能量的光持续照射光电管的极板K。移动滑动变阻器触头P，获得多组电压表、电流表读数，作出电流与电压关系的图线如图乙所示。求： (1)光电管K极材料的逸出功； (2)当滑片滑至靠近a端，此时电压表示数为2V，则到达A极板的光电子的动能为多少？ 21．（24-25高二下·江苏南京·月考）如图所示，一光电管的阴极用极限波长的钠制成，用波长的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差，饱和电流的值。普朗克常量h=6.6310-34Js，元电荷电量e=1.6×10-19C。 (1)求每秒内由K极发射的光电子数。 (2)求光电子到达A极时的最大动能。如果电势差不变，而照射光的强度增加到原值的三倍，此时光电子到达A极时最大动能是多大？（结果均保留两位有效数字。） (3)光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I0表示光压。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，物体始终保持静止，求其在物体表面引起的光压，已知光速为c。 2 学科网（北京）股份有限公司 $