2027高考物理一轮复习-专题14.2 光电效应

专题14.2 光电效应 1. 一验电器与锌板相连，如图所示，用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角． (1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________(填“增大”、“减小”或“不变”)． (2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转． 2. 当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( ) A.锌板带负电 B.有正离子从锌板逸出 C.有电子从锌板逸出 D.锌板会吸附空气中的正离子 3. (多选)下列说法正确的是( ) A.1905年爱因斯坦提出，在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，这就是光子说 B.“光子”的能量是由光的频率决定的，不同的色光频率不同 C.爱因斯坦的光子说成功的解释了光电效应 D.爱因斯坦的光子说使惠更斯的波动理论更加完美 4. (多选)光电效应实验中，下列表述正确的是( ) A.光照时间越长光电流越大 B.入射光足够强就可以有光电流 C.遏止电压与入射光的频率有关 D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子 5. 某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是( ) A.延长光照时间 B.增大光的强度 C.换用波长较短的光照射 D.换用频率较低的光照射 6. 关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( ) A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生 B.光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比 C.发生光电效应的时间一般都大于10－7 s D.发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度成正比 7. (多选)如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过．其原因可能是( ) A.入射光太弱 B.入射光波长太长 C.光照时间太短 D.电源正、负极接反 8. (多选)在如图所示的实验中，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单色光照射时不发生光电效应，那么( ) A.A光的频率一定等于光电管金属材料的极限频率 B.B光的频率小于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b流向a 9. 利用光电管研究光电效应实验如图所示，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 10. 某实验小组用如图甲所示的电路研究a、b两种单色光的光电效应规律，通过实验得到的光电流I与电压U的关系如图乙所示.则( ) A.a、b两种光的频率νa<νb B.金属K对a、b两种光的逸出功Wa>Wb C.a、b两种光照射出的光电子的最大初动能Eka>Ekb D.a、b两种光对应的遏止电压Ua>Ub 11. 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最大初动能 12. 用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、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，且a光更弱些，b光频率最大 B.单色光a和c的频率相同，且a光更强些，b光频率最大 C.单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最小 D.单色光a和c的频率不同，且a光更强些，b光频率最小 13. 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( ) 14. (1)关于光电效应，下列说法正确的是( ) A.极限频率越大的金属材料逸出功越大 B.只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应 C.从金属表面逸出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小 D.入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 (2)用红光照射某一光电管发生光电效应时，测得光子的最大初动能为Ek1，光电流强度为I1；若改用光的强度与上述红光相同的紫光照射该光电管时，测得光电子的最大初动能为Ek2，光电流强度为I2，则Ek1与Ek2，I1与I2的大小关系为：Ek2________Ek1，I2________I1(选填“>”、“＝”或“<”). 15. 如图所示，一光电管的阴极用极限波长λ0＝5 000×10－10 m的钠制成.用波长λ＝3 000×10－10 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＝2.1 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)I＝0.56 μA. (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； (3)如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达A极时最大动能是多少？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s). 参考答案 1. 答案：(1)减小(2)无 解析：当用紫外线灯照射锌板时，锌板发生光电效应，锌板放出光电子而带上正电，此时与锌板连在一起的验电器也带上了正电，故指针发生了偏转．当带负电的小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏角减小．使验电器指针回到零，用钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明钠灯发出的黄光的频率小于锌的极限频率，而红外光比黄光的频率还要低，更不可能使锌板发生光电效应．能否发生光电效应与入射光的强弱无关． 2. 答案：C 解析：当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C正确，A、B、D错误． 3. 答案：ABC 解析：由光子说的内容及爱因斯坦提出光子说的实验基础知道选项A、B、C正确，选项D错误. 4. 答案：CD 解析：由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eUc＝Ek＝hν－W0(其中Uc为遏止电压，Ek为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光频率).由以上分析知，A、B错误，C、D正确. 5. 答案：C 解析：光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于金属的截止频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项A、B、D均错误；又因ν＝，所以选项C正确． 6. 答案：D 解析：由ε＝hν＝h知，当入射光波长大于极限波长时，不能发生光电效应，故A错；由Ek＝hν－W0知，最大初动能由入射光频率决定，与入射光的强度无关，故B错；发生光电效应的时间一般不超过10－9 s，故C错． 7. 答案：BD 解析：金属存在截止频率，超过截止频率的光照射金属才会有光电子射出．发射的光电子的动能随频率的增大而增大，动能小时不能克服反向电压，也不能有光电流．入射光的频率低于截止频率，不能产生光电效应，与光照强弱无关，选项B正确，A错误；电路中电源正负极接反，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，D正确；光电效应的产生与光照时间无关，C错误． 8. 答案：BC 9. 答案：D 解析：因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项A错误；因不知阴极K的截止频率，所以用红光照射时，不一定发生光电效应，所以选项B错误；即使UAK＝0，电流表中也有电流，所以选项C错误；当滑动触头向B端滑动时，UAK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流达到最大，即饱和电流．若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大UAK，光电流也不会增大，所以选项D正确． 10. 答案：A 解析：单色光b照射后遏止电压较大，根据Ekm＝eUc知，b光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0得，b光的频率大于a光的频率，故A正确，C、D错误；根据逸出功W0＝hνc，可知同一金属的极限频率相同，故逸出功相同，故B错误. 11. 答案：B 解析：由题图可知，甲、乙两光对应的反向截止电压均为Uc2，由爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0及－eUc2＝0－Ekm可知甲、乙两光频率相同，且均小于丙光频率，选项A、C均错；甲光频率小，则甲光对应光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，选项D错误；乙光频率小于丙光频率，故乙光的波长大于丙光的波长，选项B正确. 12. 答案：B 解析：a、c两单色光照射后遏止电压相同，根据Ekm＝eUc，可知产生的光电子最大初动能相等，则a、c两单色光的频率相等，光子能量相等，由于a光的饱和光电流较大，则a光的强度较大，单色光b照射后遏止电压较大，根据Ekm＝eUc，可知b光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0得，b光的频率大于a光的频率，故A、C、D错误，B正确. 13. 答案：C 解析：由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0和动能定理－eUc＝0－Ek可得Uc＝ν－，遏止电压Uc与入射光的频率有关，与光强无关.由发生光电效应的规律可知，光电流与光的强度有关，光越强，光电流越强，所以选项C正确. 14. 答案：(1)A(2)>< 解析：由W0＝hν可知A正确.照射光的频率大于极限频率时才能发生光电效应，即B错.Ek＝hν－W0可知C错.单位时间内逸出的光电子数与频率无关，取决于入射光的强度，故D错. (2)红光光子的频率比紫光光子的频率小，因此红光的光子能量小，紫光的光子能量大，当红光和紫光的强度相同时，即单位时间内单位面积上照射的红光光子个数多，而照射的紫光的光子个数少，根据光电效应原理，红光照射时，产生的光电子数多，光电流的强度大，故I1>I2.由于紫光光子能量大，同一光电管，逸出功W0相同，根据爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋Ek得：用紫光照射时，光电子的最大初动能大，Ek2>Ek1. 15. 答案：(1)3.5×1012个；(2)6.01×10－19 J；(3)6.01×10－19 J. 解析：(1)设每秒内发射的光电子数为n，则n＝＝个＝3.5×1012个. (2)由光电效应方程可知Ekm＝hν－W0＝h－h＝hc， 在AK间加电压U时，电子到达阳极时的动能为Ek，Ek＝Ekm＋eU＝hc＋eU. 代入数值得Ek＝6.01×10－19 J. (3)根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，如果电压U不变，则电子到达A极的最大动能不变. 学科网（北京）股份有限公司 $