人教版高中物理精講精練-選擇性必修3專題強化一：光電效應(yīng)方程及其應(yīng)用 解析版

專題強化一：光電效應(yīng)方程及其應(yīng)用【題型歸納】題型一：光電效應(yīng)規(guī)律1．（22-23高二下·安徽合肥·期末）下列說法正確的是（

）A．為了解釋光電效應(yīng)的實驗規(guī)律，愛因斯坦借鑒了普朗克的量子觀點，提出了光子說的理論B．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比C．極限頻率的存在，是光的粒子性無法解釋的問題，因此光不具有粒子性D．某一頻率的光照射到金屬表面，電子吸收一個光子能量后，逃逸出來成為光電子。金屬表面及內(nèi)部的電子在逃逸出來的過程中克服原子核的引力及阻力所做的功稱為逸出功【答案】A【詳解】A．愛因斯坦為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，借鑒了普朗克的量子觀點，提出了光子說的理論，成功的解釋了光電效應(yīng)的規(guī)律，故A正確；B．根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動能與入射光的頻率是一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，故B錯誤；C．極限頻率的存在，光的波動性不能解釋的，但并不能否定光的粒子說，故C錯誤；D．只有直接從金屬表面逃逸出來的電子，克服內(nèi)部原子核的引力及阻力所做的功最小，這個最小功稱為逸出功，故D錯誤。故選A?！军c睛】本題重點考查光電效應(yīng)實驗的結(jié)論、規(guī)律以及愛因斯坦的光子說，考查考生的物理觀念。2．（22-23高二下·北京東城·期末）把一塊帶負電的鋅板連接在驗電器上，驗電器指針張開一定的角度。用紫外線燈照射鋅板發(fā)現(xiàn)驗電器指針的張角發(fā)生變化。下列說法正確的是（）

A．驗電器指針的張角會變大B．鋅板上的正電荷轉(zhuǎn)移到了驗電器指針上C．驗電器指針的張角發(fā)生變化是因為鋅板獲得了電子D．驗電器指針的張角發(fā)生變化是因為紫外線讓電子從鋅板表面逸出【答案】D【詳解】A．開始時，驗電器帶負電，用紫外線照射鋅板后，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，鋅板帶正電，結(jié)果使驗電器負電荷中和后帶正電，鋅板帶電荷量先減少后增加，所以驗電器指針張角先減小后增大，故A錯誤；B．驗電器帶正電是由于驗電器上的電子轉(zhuǎn)移到鋅板上，鋅板上的正電荷未轉(zhuǎn)移，故B錯誤；C．發(fā)生光電效應(yīng)時，鋅板有光電子逸出，失去電子，故C錯誤；D．驗電器指針的張角發(fā)生變化是因為紫外線讓電子從鋅板表面逸出，故D正確。故選D。3．（22-23高二下·四川成都·期末）如圖，電磁繼電器是一種利用光電效應(yīng)工作的儀器。當光照射到光電管陰極時，陰極會逸出光電子，此時放大器中有電流流過，進而使得電磁繼電器工作，實現(xiàn)自動控制。若用黃光照射光電管陰極時，電磁繼電器沒有工作，則下列操作可能使電磁繼電器工作的是（）

A．減小黃光的光照強度B．增大黃光的光照強度C．改用紅光照射光電管陰極D．改用藍光照射光電管陰極【答案】D【詳解】根據(jù)光電效應(yīng)的公式可知，要使光電子逸出從而產(chǎn)生光電流讓電磁繼電器工作，只能增大照射光的頻率，則增加或減小黃光的強度都不能使繼電器工作；紅光的頻率小于黃光，也不能使繼電器工作，藍光的頻率大于黃光，可使繼電器工作，故D正確，ABC錯誤。故選D。題型二：光電效應(yīng)的極限頻率和4．（22-23高二下·江西萍鄉(xiāng)·期末）用頻率為ν的光去照射某種金屬，發(fā)生光電效應(yīng)，若將光的頻率變?yōu)椋瑒t光電子的最大初動能變?yōu)樵瓉淼?倍，則該金屬的截止頻率為（）A．v B． C． D．【答案】B【詳解】根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，用頻率為ν的光照射時，有用頻率為的光照射時，有兩式聯(lián)立可得而解得截止頻率為故選B。5．（22-23高二下·湖北·期末）銣原子失去電子非常容易，具有優(yōu)良的光電特性，是制造光電池的重要材料。已知銣的逸出功為W0，普朗克常量為h，則下列說法正確的是（）A．只要入射光光照強度足夠大，任何頻率的光均能使銣發(fā)生光電效應(yīng)B．銣的極限頻率為C．用某頻率光照射銣發(fā)生光電效應(yīng)，光照強度越弱，光電子從銣表面逸出所需時間越長D．若用頻率為的光照射銣發(fā)生光電效應(yīng)，則逸出光電子動能均為h-W0【答案】B【詳解】A．根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)的條件可知，發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強度無關(guān)，故A錯誤；B．銣的極限頻率為故B正確；C．光的強弱影響的是單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目，不影響發(fā)射出光電子的時間間隔，故C錯誤；D．若用頻率為的光照射銣發(fā)生光電效應(yīng)，則逸出光電子最大初動能為h-W0，故D錯誤。故選B。6．（21-22高二下·湖北·期末）在光電效應(yīng)實驗中，用同一光電管在不同實驗條件下得到了兩條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線，如圖所示。下面說法正確的是（）A．光線1的波長大于光線2的波長B．光線1的頻率大于光線2的頻率C．該光電管分別在光線1與光線2的照射下，其截止頻率不同D．光線1的光照強度一定大于光線2的光照強度【答案】A【詳解】AB．根據(jù)光電效應(yīng)方程，遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系入射光的頻率越高，對應(yīng)的遏止電壓越大；光線2的遏止電壓大于光線1的遏止電壓，所以光線2的頻率大于光線1的頻率，由可知，光線1的波長大于光線2的波長，故A正確，B錯誤；C．同一種金屬，截止頻率是相同的，故C錯誤；D．在入射光頻率相同的情況下，光強越大，飽和電流越大；光線1和光線2頻率不同，光線1的光照強度不一定大于光線2的光照強度，故D錯誤。故選A。題型三：光電效應(yīng)的飽和光電流和最大初動能7．（22-23高二下·重慶沙坪壩·期中）如圖甲是研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗裝置圖，用綠光照射陰極K，實驗測得電流I與電勢差滿足圖乙所示規(guī)律，電子的電荷量約為，關(guān)于該實驗說法正確的是（）A．光電子的最大初動能為B．每秒鐘陰極逸出的光電子數(shù)約為個C．滑動變阻器劃片從圖示位置向右滑動，電流計示數(shù)一定增大D．如果改用紫光照射陰極K，飽和光電流一定變大【答案】B【詳解】A．由題圖乙知，遏止電壓為0.6V，則最大初動能為0.6eV，選項A錯誤；B．由題圖乙知，飽和電流為0.64μA，則一秒內(nèi)逸出的光電子數(shù)約為個個選項B正確；C．由甲圖可知，滑動變阻器滑片從圖示位置向右滑動，光電管AK兩極間電壓增大，向左的場強增大，光電子受到向右的電場力增大，若未達到飽和光電流，則電流計示數(shù)會增大，若已達到飽和光電流，則電流計示數(shù)不會增大，選項C錯誤；D．飽和光電流取決于單位時間內(nèi)入射的光子數(shù)，改用紫光照射陰極后，若紫光的光照強度減弱，單位時間內(nèi)光子數(shù)可能比綠光少，飽和光電流也可能減小，選項D錯誤。故選B。8．（22-23高二下·吉林長春·期末）如圖甲所示為氫原子能級圖，大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時能輻射出多種不同頻率的光，其中用從n=4能級向n=2能級躍遷時輻射的光照射如圖乙所示光電管的陰極K時，電路中有光電流產(chǎn)生，則（）

A．若將滑片右移，電路中光電流增大B．若將電源反接，電路中不可能有光電流產(chǎn)生C．若陰極K的逸出功為1.05eV，則逸出的光電子最大初動能為2.4×10-19JD．大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時輻射的光中只有4種光子能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【詳解】A．若將滑片右移，加在光電管上的正向電壓變大，由于光電流飽和后不再增加，所以光電流有可能增大，有可能不變，故A錯誤；B．若將電源反接，加在光電管上的電壓變?yōu)榉聪螂妷海舴聪螂妷盒∮诙糁闺妷?，則電路中仍有光電流產(chǎn)生，故B錯誤；C．從n=4能級向n=2能級躍遷時，輻射的光子能量為若陰極的逸出功為1.05eV，則逸出的光電子最大初動能為故C正確；D．從n=4能級向n=2能級躍遷時，輻射的光子能量為2.55eV，依題意，說明陰極的逸出功為小于2.55eV，根據(jù)躍遷規(guī)律，大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時共輻射6種能量的光子，分別為0.66eV、2.55eV、12.75eV、1.89eV、12.09eV、10.20eV，其中至少有4種大于陰極的逸出功，所以至少有4種光子能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤。故選C。9．（22-23高二下·北京海淀·期末）某實驗小組用圖甲所示電路研究a、b兩種單色光的光電效應(yīng)現(xiàn)象，通過實驗得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示，由圖可知（）

A．光電子的最大初動能Eka<EkbB．兩種光的頻率νa>νbC．兩種光分別照射時，金屬K的逸出功不同，所以電子的最大初動能不同D．若b光可以讓處于基態(tài)的氫原子電離，則a光一定也可以【答案】A【詳解】A．由題圖可得b光照射光電管時反向截止電壓大，其逸出的光電子最大初動能大，即故A正確；B．由光電效應(yīng)方程可得b光照射光電管時反向截止電壓大，其頻率大，即故B錯誤；C．金屬的逸出功由金屬本身決定，與光的頻率無關(guān)，故C錯誤；D．b光的頻率大，光子能量大，若b光可以讓處于基態(tài)的氫原子電離，則a光有可能讓基態(tài)氫原子電離，并不是一定可以，故D錯誤。故選A。題型四：愛因斯坦光電效應(yīng)方程10．（22-23高二下·山東煙臺·期末）在利用光電管裝置研究光電效應(yīng)的實驗中，某同學(xué)用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線，如圖所示，下列說法中正確的是（）

A．三條曲線對應(yīng)的三種照射光的頻率大小關(guān)系為B．甲光對應(yīng)的截止頻率大于乙光對應(yīng)的截止頻率C．甲、丙兩種光所產(chǎn)生的光電子的最大初動能相同D．甲、丙兩種光所產(chǎn)生的光電子的動能相同【答案】C【詳解】A．根據(jù)圖像可知，遏止電壓關(guān)系有根據(jù)可知故A錯誤；B．截止頻率由金屬材料自身決定，由于用同一光電管，可知甲光對應(yīng)的截止頻率等于乙光對應(yīng)的截止頻率，故B錯誤；C．根據(jù)可知甲、丙兩種光所產(chǎn)生的光電子的最大初動能相同，故C正確；D．光電子的動能在之間變化，可知甲、丙兩種光所產(chǎn)生的光電子的動能不一定相同，故D錯誤。故選C。11．（22-23高二下·廣東梅州·期末）如圖甲所示，大量處于第4能級的氫原子向低能級躍遷時，能發(fā)出多種頻率的光，分別用這些頻率的光照射圖乙所示電路中的陰極K，只能得到3條光電流隨電壓變化的關(guān)系曲線，如圖丙所示.下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)光照射光電管產(chǎn)生的光電子動能一定比c光大B．該氫原子共發(fā)出3種頻率的光C．滑動變阻器滑片滑到最左端時，電流表示數(shù)一定為0D．陰極K材料的逸出功為5.75eV【答案】D【詳解】A．由圖丙可知，a光的遏止電壓最大，即a光的頻率最大，則a光照射光電管產(chǎn)生的光電子最大初動能比c光大，但動能不一定比c光大，故A錯誤；B．發(fā)出光的頻率個數(shù)可知該氫原子共發(fā)出6種頻率的光，故B錯誤；C．當加速電壓為零時，由于光電子有動能，仍能進入電路，電流表示數(shù)不一定為0，故C錯誤；D．a(chǎn)光是由能級4躍遷到能級1產(chǎn)生的光根據(jù)光電效應(yīng)方程陰極K材料的逸出功為故D正確。故選D。12．（22-23高二下·廣東清遠·期末）某同學(xué)設(shè)計了一個煙霧探測器，其原理圖如圖所示，其中S為光源，C為光電管，它的陰極材料為金屬鈉。當有煙霧進入探測器時，S發(fā)出的光被煙霧散射進入光電管C。光射到光電管中的鈉表面產(chǎn)生光電子，當光電流達到一定大小時，探測器觸發(fā)報警系統(tǒng)報警。已知真空中的光速為c，鈉的極限頻率為ν0，電子的電荷量為e，下列說法正確的是（）

A．光源S發(fā)出的光只要光照強度足夠大，探測器一定可以正常工作B．探測器探測到煙霧時，光電子的最大初動能與光源S發(fā)出的光的頻率成正比C．光電管的陰極材料不能用極限頻率更低的材料取代D．光源S發(fā)出光的波長小于【答案】D【詳解】A．發(fā)生光電效應(yīng)的條件與光頻率有關(guān)，與光照強度無關(guān)，A錯誤；B．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，探測器探測到煙霧時，光電子的最大初動能與光源S發(fā)出的光的頻率呈線性關(guān)系但不成正比，B錯誤；C．若用極限頻率更低的材料取代鈉，則入射光的頻率大于光電管陰極材料的極限頻率，則探測器仍然可以工作，C錯誤；D．光照射到鈉表面產(chǎn)生光電子，那么光源S發(fā)出的光的頻率大于鈉的極限頻率ν0，根據(jù)光速、波長和頻率的關(guān)系則光源S發(fā)出光的波長小于，D正確。故選D。題型五：光電效應(yīng)圖像問題13．（22-23高二下·山東濱州·期末）如圖甲是研究光電效應(yīng)的實驗原理圖，用不同頻率的光照射同一光電管的陰極K時，得到遏止電壓。和入射光頻率v關(guān)系的圖像如圖乙，e為元電荷。下列說法正確的是（）

A．從圖乙可知遏止電壓大小與入射光的頻率成正比B．用頻率為的入射光照射時，也一定能發(fā)生光電效應(yīng)C．普朗克常量D．陰極K的逸出功為【答案】C【詳解】A．從圖乙可知遏止電壓大小與入射光的頻率為一次函數(shù)，不是正比例函數(shù)，故選項A錯誤；B．用頻率為的入射光照射，不一定發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故選項B錯誤；C．根據(jù)光電效應(yīng)方程得得由乙圖可得斜率為故選項C正確；D．根據(jù)光電效應(yīng)方程得解得故選項D錯誤。故選C。14．（21-22高二下·江西九江·期末）圖甲為研究某金屬材料的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系的電路圖。用不同頻率的光分別照射甲圖中同一光電管的陰極K，調(diào)節(jié)滑片P測出遏止電壓，并描繪Uc-關(guān)系圖如圖乙所示。已知三種光的頻率分別設(shè)為、、，光子的能量分別為1.8eV、2.4eV、3.0eV，測得遏止電壓分別為、、（圖乙中未知）。則下列說法正確的是（）A．普朗克常量可表達為B．圖乙中頻率為的光對應(yīng)的遏止電壓C．該陰極K金屬材料的逸出功為2.6eVD．將電源的正負極對換，仍用頻率為的光照射陰極K時，將滑片P向右滑動一些，電流表示數(shù)變大【答案】B【詳解】A．由光電效應(yīng)方程可求得故A錯誤；C．由代入數(shù)據(jù)，得故C錯誤；B．由代入數(shù)據(jù)，得故B正確；D．將電源的正負極對換，用頻率為的光照射陰極K時，加在光電管上的電壓會使光電子加速，將滑片P向右滑動一些，加速電壓變大，電流表示數(shù)可能增大，也可能不變，故D錯誤。故選B。15．（21-22高二下·河南鄭州·期末）甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能與入射光頻率間的函數(shù)關(guān)系分別如圖所示。下列判斷正確的是（）A．甲金屬的極限頻率大乙B．圖像縱軸截距由入射光強度決定C．圖中兩圖像的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系D．用相同的光照射甲、乙兩種金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)時，從兩種材料逸出的光電子其反向遏止電壓相等【答案】C【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程得當最大初動能為零時，恰好發(fā)生光電效應(yīng)，甲金屬的極限頻率小于乙金屬的極限頻率，故A錯誤；B．圖像縱軸截距的大小為光電子的最大初動能，根據(jù)光電效應(yīng)方程，圖像縱軸截距由入射光頻率決定，故B錯誤；C．圖像斜率大小為普朗克常量，與入射光和金屬材料均無關(guān)系，故C正確；D．用相同的光照射甲、乙兩種金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)時，根據(jù)光電效應(yīng)方程，甲金屬逸出的光子的最大初動能大于乙金屬逸出的光子的最大初動能，根據(jù)可知故D錯誤。故選C。題型六：飽和光電流問題16．（22-23高二下·江蘇淮安·期末）如圖所示，為研究光電效應(yīng)的裝置，若用頻率v的光照射光電管，陰極K有光電子逸出，則滑動變阻器的滑片P向a端移動的過程中（）

A．若開關(guān)接1時，光電流一直變大B．若開關(guān)接1時，光電流一直減小，最終可能為零C．若開關(guān)接2時，光電流一直變大D．若開關(guān)接2時，光電流一直減小，最終可能為零【答案】D【詳解】AB．若開關(guān)接1時，光電管加正向電壓，滑片P向a端移動的過程中光電流可能先增大，達到飽和電流后再不變，故AB錯誤；CD．若開關(guān)接2時，光電管加反向電壓，滑片P向a端移動的過程中，光電管兩端反向電壓增大，光電流一直減小，最終可能為零，故C錯誤，D正確；故選D。17．（22-23高二下·江蘇南京·期末）利用光電管研究光電效應(yīng)實驗如圖所示，用頻率為的可見光照射陰極K，電流表中有電流通過，則（

）

A．用紅外線照射時，電流表一定沒有電流通過B．用強度相同，頻率更大的光照射，電流表示數(shù)變大C．頻率為不變時，當滑動變阻器的滑動觸頭移到A端時，電流表中一定無電流通過D．頻率為不變時，當滑動變阻器的滑動觸頭向B端滑動時，電流表示數(shù)可能不變【答案】D【詳解】A．紅外線的頻率與光電管極限頻率的關(guān)系未知，所以用紅外線照射時，電流表可能有電流通過，故A錯誤；B．若此時已達到飽和電流，則用強度相同，頻率更大的光照射，電流表示數(shù)不會變大，故B錯誤；C．頻率為不變時，當滑動變阻器的滑動觸頭移到A端時，電流表中也有電流通過，故C錯誤；D．若此時已達到飽和電流，則頻率為不變時，當滑動變阻器的滑動觸頭向B端滑動時，電流表示數(shù)不變，故D正確；故選D。18．（22-23高二下·遼寧大連·期末）利用圖甲所示裝置做光電效應(yīng)實驗，用a、b兩種波長的光分別照射同一光電管，測得光電流和電壓的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（

）

A．a(chǎn)光的波長小于b光的波長B．a(chǎn)光與b光的光子能量之比等于Uc?:Uc?C．在光的頻率不變的情況下，所加正向電壓越大，光電流就一定越大D．在光照條件不變的情況下，所加電壓為零時，光電流并不等于零【答案】D【詳解】A．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程結(jié)合動能定理可知入射光的頻率越高，對應(yīng)的遏止電壓越大，由題圖可知，a光的遏止電壓大于b光的遏止電壓，a光的波長大于b光的波長，A錯誤；B．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程結(jié)合動能定理可知a光與b光的光子能量之比不等于Uc?:Uc?，B錯誤；C．在光的頻率不變的情況下，所加正向電壓越大，電流越大，當達到飽和電流后，再增加電壓電流也不會增加，C錯誤；D．在光照條件不變的情況下，所加電壓為零時，光電流并不等于零，D正確。故選D。題型七：遏止電壓問題19．（22-23高二下·貴州黔東南·期末）圖甲是探究“光電效應(yīng)”實驗電路圖，某光電管遏止電壓隨入射光頻率v的變化規(guī)律如圖乙所示。下列判斷正確的是（

）

A．入射光的頻率v不同，遏止電壓相同B．入射光的頻率v不同，光照強度不同，圖像的斜率相同C．圖甲所示電路中，當電壓增大到一定數(shù)值時，電流計將達到飽和電流D．增大入射光的光照強度，光電子的最大初動能一定增大【答案】B【詳解】A．根據(jù)可知入射光的頻率不同，電子的最大初動能不同，又所以因此入射光的頻率不同，遏止電壓不同，故A錯誤；B．圖像的斜率為，與入射光的頻率和光照強度無關(guān)，故B正確；C．圖甲所示電路中，必須把電源正負極反接過來，才能來驗證光電流與電壓的關(guān)系，即當電壓增大到一定數(shù)值時，電流計將達到飽和電流，故C錯誤；D．根據(jù)可知光電子的最大初動能與光照強度無關(guān)，故D錯誤。故選B。20．（22-23高二下·河南鄭州·期末）在光電效應(yīng)實驗中，小明用如圖甲所示電路，研究光電效應(yīng)中光電流大小與照射光的強弱、頻率等物理量的關(guān)系。圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào)，電源的正負極也可以對調(diào)。分別用a、b、c三束單色光照射，得到了三條光電流和電壓之間的關(guān)系曲線，如圖乙所示。則下列說法正確的是（）

A．研究遏止電壓時，電源左端應(yīng)為負極B．三種光的波長關(guān)系C．三種光所對應(yīng)的截止頻率D．三種光所產(chǎn)生光電子的最大初動能【答案】B【詳解】A．光電流恰為零，此時光電管兩端加的電壓為遏止電壓，光電子做減速運動，電源左端應(yīng)為正極，右端應(yīng)為負極，A錯誤；B．光電流恰為零，此時光電管兩端加的電壓為遏止電壓，由于a、c光對應(yīng)的遏止電壓相等，說明a、c光是同一種光對b光有由于可知即單色光b的頻率大于單色光a的頻率，則三種光的波長關(guān)系，B正確；C．截止頻率由發(fā)生光電效應(yīng)的金屬板決定，故三種光照射同一極板所對應(yīng)的截止頻率一樣，C錯誤；D．由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得由圖像可知三種光所產(chǎn)生光電子的最大初動能，D錯誤。故選B。21．（22-23高二下·重慶江津·期末）強激光的出現(xiàn)豐富了人們對光電效應(yīng)的認識，用強激光照射金屬，一個電子極短時間內(nèi)能吸收到多個光子而從金屬表面逸出，如圖為實驗室進行光電效應(yīng)實驗裝置。用頻率為v的普通光源照射陰極k，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，換同樣頻率為v的強激光照射陰極k，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓，在k、A之間就形成了使光電子減速的電場，逐漸增大反向電壓，當電壓為U時，光電流恰好減小到零。（其中W0為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量）下列說法正確的是（）

A．用頻率為v的普通光源照射陰極k，只要時間足夠長也有光電子從k表面逸出B．陰極k的截止頻率小于vC．電子的最大初動能可能為2hv-W0D．遏止電壓U可能為【答案】C【詳解】A．用頻率為v的普通光源照射陰極k，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，說明入射光的頻率過低，即使時間足夠長也不會有光電子從k表面逸出，選項A錯誤；B．用頻率為v的普通光源照射陰極k，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，說明陰極k的截止頻率大于v，選項B錯誤；C．若陰極吸收2個光子發(fā)生光電效應(yīng)，則電子的最大初動能為Ekm=2hv-W0選項C正確；D．若陰極吸收n個光子發(fā)生光電效應(yīng)，則遏止電壓因為n取整數(shù)，則遏止電壓UC不可能為選項D錯誤。故選C?！緦ｎ}強化】一、單選題22．（23-24高二上·江蘇揚州·期末）某種捕蚊器采用蚊子喜愛的紫外線誘捕蚊子，它發(fā)射的紫外線的頻率為，波長為，光子的能量為，EUV光刻機產(chǎn)生的極深紫外線頻率為，波長為，光子的能量為。已知，則（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】AB．由于，根據(jù)能量子公式所以有故A正確，B錯誤；CD．由于，由公式所以有故CD錯誤。故選A。23．（21-22高二下·天津南開·期末）紫外光電管是利用光電效應(yīng)原理對油庫等重要場所進行火災(zāi)報警的裝置，其工作電路如圖所示，A為陽極，K為陰極，只有當明火中的紫外線照射到陰極K時，電壓表才有示數(shù)且啟動報警裝置。已知太陽光中紫外線頻率主要在7.5×1014Hz~9.5×1014Hz，而明火中紫外線頻率主要在1.1×1015Hz~1.5×1015Hz。下列說法正確的是（）A．為避免太陽光中紫外線干擾，K極材料的截止頻率應(yīng)大于1.5×1015HzB．明火中紫外線的強度越大，電壓表的示數(shù)越大C．電源左邊為正極有利于提高報警裝置的靈敏度D．只有明火照射到K極的時間足夠長，電壓表才會有示數(shù)【答案】B【詳解】A．太陽光中的紫外線頻率主要在7.5×1014Hz~9.5×1014Hz，為避免太陽光中的紫外線干擾，K極材料的截止頻率應(yīng)大于9.5×1014Hz，故A錯誤；B．明火中紫外線的強度越大，產(chǎn)生的光電流越大，由歐姆定律可知電壓表的示數(shù)越大，故B正確；C．電源左邊接正極時，光電管上被施加反向電壓，發(fā)生光電效應(yīng)時到達陽極的光電子數(shù)減少，因此會降低報警裝置的靈敏度，故C錯誤；D．電壓表有沒有示數(shù)與明火的照射時間無關(guān)，與明火中紫外線的頻率有關(guān)，故D錯誤。故選B。24．（22-23高二下·內(nèi)蒙古呼和浩特·期末）a、b、c不同頻率光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上，測得3條電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，則下列推斷正確的是（）

A．色光c的頻率最小、光強最大B．色光a的頻率最大、光強最弱C．若色光b的強度減為原來的一半，則可能不再會發(fā)生光電效應(yīng)D．色光a產(chǎn)生照射時，光電子的初動能最大【答案】D【詳解】AB．由圖乙可知a光的遏止電壓最大，c光的遏止電壓最小，根據(jù)光電效應(yīng)方程，可知a光的頻率最大，c光的頻率最??；由乙圖可知a光的飽和光電流最小，c光的飽和光電流最大，光強大小無法判定，故AB錯誤；C．若色光b的強度減為原來的一半，但是b光的頻率不變，則一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤；D．由于色光a的頻率最大，由，可知色光a產(chǎn)生照射時，光電子的初動能最大，故D正確。故選D。25．（22-23高二下·廣東廣州·期末）用如圖所示的實驗裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。用光子能量為的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表G的示數(shù)不為零，移動變阻器的觸點c，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于時，電流表示數(shù)為零，則在該實驗中（）

A．光電管陰極的逸出功為B．光電子的最大初動能為C．若開關(guān)S閉合，當滑動觸頭向a端滑動時，電流表G示數(shù)可能增大D．若開關(guān)S斷開，用光子能量為的強光照射，電流表G可能滿偏【答案】A【詳解】B．由題目可知，遏止電壓為故最大初動能為故B錯誤；A．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，逸出功為故A正確；C．電源電壓為反向電壓，當滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓增大，電壓表示數(shù)增大，電流表中電流減小，故C錯誤；D．斷開開關(guān)S，光電管、電流表、滑動變速器構(gòu)成閉合回路，但光子能量為，小于光電管陰極的逸出功，光電效應(yīng)不會發(fā)生，沒有光電流表，故D錯誤。故選A。26．（22-23高二下·遼寧·期末）圖甲是探究“光電效應(yīng)”實驗的電路圖，光電管遏止電壓隨入射光頻率的變化規(guī)律如圖乙所示。下列判斷正確的是（）

A．入射光的頻率不同，遏止電壓相同B．只要入射光的光照強度相同，光電子的最大初動能就一定相同C．如圖甲所示的電路中，當電壓增大到一定數(shù)值時，電流計將達到飽和電流D．入射光的頻率不同，光照強度不同，圖像的斜率相同【答案】D【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程有可知入射光的頻率不同，電子的最大初動能不同，又所以因此入射光的頻率不同，遏止電壓不同，故A錯誤；B．根據(jù)可知光電子的最大初動能與光照強度無關(guān)，故B錯誤C．圖甲所示電路中，必須把電源正負極反接過來，才能來驗證光電流與電壓的關(guān)系，即當電壓增大到一定數(shù)值時，電流計將達到飽和電流，故C錯誤；D．圖像的斜率為，與入射光的頻率和光照強度無關(guān)，故D正確。故選D。27．（22-23高二下·遼寧·期末）光電倍增管是進一步提高光電管靈敏度的光電轉(zhuǎn)換器件。管內(nèi)除光電陰極和陽極外，兩極間還放置多個瓦形倍增電極。使用時相鄰兩倍增電極間均加有電壓，以此來加速電子。如圖所示，光電陰極受光照后釋放出光電子，在電場作用下射向第一倍增電極，引起電子的發(fā)射，激發(fā)出更多的電子，然后在電場作用下飛向下一個倍增電極，又激發(fā)出更多的電子，如此電子數(shù)不斷倍增，使得光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多，可用來檢測微弱光信號。下列說法錯誤的是（）

A．光電倍增管正常工作時，每個倍增電極上都發(fā)生了光電效應(yīng)B．光電倍增管中增值的能量來源于相鄰兩倍增電極間的加速電場C．圖中標號數(shù)字較大的倍增電極的電勢要高于標號數(shù)字較小的電極的電勢D．適當增大倍增電極間的電壓有利于探測更微弱的信號【答案】A【詳解】A．光電倍增管正常工作時，倍增電極上能釋放出更多電子，是被加速后的電子撞擊激發(fā)后釋放出的，并不是因為光電效應(yīng)，故A錯誤；B．光電倍增管中增值的能量來源于相鄰的兩個倍增電極間的加速電場，故B正確；C．在電場力的作用下，電子將向著電勢高的位置運動，所以圖中標號數(shù)字較大的倍增電極的電勢要高于標號數(shù)字較小的電極的電勢，故C正確；D．適當增大倍增電極間的電壓，被加速的電子獲得的動能更大，更有利于下一級電極上電子的電離，所以有利于探測更微弱的信號，故D正確。本題要求選擇錯誤的，故選A。28．（22-23高二下·陜西寶雞·期末）如圖所示，圖甲為氫原子的能級圖，大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是（

）

A．光電子的最大初動能為B．光電管陰極K金屬材料的逸出功為C．這些氫原子躍遷時共發(fā)出6種頻率的光D．若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為正極【答案】C【詳解】AB．大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出的光子中，其中頻率最高的光子，對應(yīng)的能量為由光電效應(yīng)方程可得由丙圖可知截止電壓為7V，代入數(shù)據(jù)可得光電子的最大初動能為陰極K金屬材料的逸出功為故A、B錯誤；C．這些氫原子躍遷時發(fā)出頻率不同的光子種類數(shù)為6種，故C正確；D．若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片能使光電流為零，則電子受到的電場力應(yīng)向左，場強應(yīng)向右，則可判斷圖乙中電源左側(cè)為正極，故D錯誤。故選C。29．（22-23高二下·浙江嘉興·期末）一群處于基態(tài)的氫原子，在大量電子的碰撞下可躍遷至不同的激發(fā)態(tài)，處于不同激發(fā)態(tài)的氫原子又在向低能級躍遷時產(chǎn)生不同頻率的光子。如圖甲所示，氫原子從能級躍遷到能級產(chǎn)生可見光I，從能級躍遷到能級產(chǎn)生可見光Ⅱ。圖乙是光Ⅰ、光Ⅱ?qū)νN材料照射后發(fā)生光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電流與電壓關(guān)系圖。已知元電荷電量為e，下列說法正確的是（）

A．圖乙的圖線a對應(yīng)光IB．圖乙中的U1、U?滿足關(guān)系C．使處于基態(tài)的氫原子躍遷至能級的電子動能D．使處于基態(tài)的氫原子躍遷至高能級的電子是實物粒子，沒有波動性【答案】B【詳解】A．由能級圖可知則可見光I的能量大于可見光Ⅱ的能量，由于能量更大的光子打到金屬上，只要光的頻率大于極限頻率，就能發(fā)生光電效應(yīng)，光子能量越大，光電子獲得的動能也越大，需要更大的反向電壓來實現(xiàn)將光電子的動能轉(zhuǎn)化為電場能，可知圖線a對應(yīng)光的能量較小，圖線b對應(yīng)光的能量較大，所以圖線a對應(yīng)可見光Ⅱ，故A錯誤；B．由光電效應(yīng)以及能量守恒定律可知由以上兩式可得故B正確；C．原子吸收電子使處于基態(tài)的氫原子躍遷至n=4能級，由波爾能級理論可知，電子動能應(yīng)滿足故C錯誤；D．使處于基態(tài)的氫原子躍遷至高能級的電子是實物粒子，實物粒子也具有波動性，只是不明顯，故D錯誤。故選B。30．（22-23高二下·北京豐臺·期末）圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，K極金屬的逸出功為2．30eV。圖乙為氫原子能級圖。下列說法正確的是（

）

A．當P移至與最左端時，電流表示數(shù)一定變?yōu)?B．電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)一定增大C．氫原子從n=5能級躍遷到n=2能級，放出光子D．從n=5能級躍遷到n=3能級產(chǎn)生的光能讓圖甲中的K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【詳解】A．當P移至最左端時，AK極間的電壓為零，光電管、電流表組成閉合電路，發(fā)生光電效應(yīng)時，逸出的光電子具有初動能，會有光電流產(chǎn)生，電流表示數(shù)不為零，故A錯誤；B．電壓表示數(shù)增大，電流增大，當電壓達到一定值時，電流達到飽和光電流，電流表示數(shù)不再增大，故B錯誤；C．氫原子從n=5能級躍遷到n=2能級，由高能級向低能級躍遷，釋放出能量，放出光子，故C正確；D．從n=5能級躍遷到n=3能級，釋放的能量為所以產(chǎn)生的光不能讓圖甲中的K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤。故選C。31．（22-23高二下·山東聊城·期末）光電傳感器是一種將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置，很多光電傳感器都利用了光電效應(yīng)原理，如光敏電阻等。圖甲是某校興趣小組用光電效應(yīng)測量陰極材料逸出功的電路圖，實驗中調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置使電流表示數(shù)恰好為零，記錄下此時入射光的頻率ν和電壓表示數(shù)U。改變?nèi)肷涔獾念l率，重復(fù)上述步驟獲取多組數(shù)據(jù)，做出如圖乙所示U-ν圖像，已知電子的電荷量為e。下列說法正確的是（）

A．當電流表示數(shù)變?yōu)榱愫?，增加入射光的強度，電流表示?shù)將不再為零B．陰極材料的逸出功為eU1C．根據(jù)圖像可知普照朗克常量D．根據(jù)圖像可知普朗克常量【答案】C【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程增加入射光的強度，不能增加光電子的最大初動能，根據(jù)電流表示數(shù)仍然為零，只有增大入射光的頻率，才能增大光電子的最大初動能，光電流才不等于零，A錯誤；BCD．根據(jù)整理得根據(jù)圖像得解得C正確，BD錯誤。故選C。二、多選題32．（22-23高二下·河北唐山·期末）如圖所示，圖甲為氫原子的能級圖，大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是（）

A．電子的最大初動能為7eV，光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75eVB．電子的最大初動能為5.75eV，光電管陰極K金屬材料的逸出功為7eVC．增加入射光的光照強度，丙圖中光電流的最大值變大D．增加入射光的光照強度，丙圖中遏止電壓值變大【答案】AC【詳解】AB．從n=4躍遷到基態(tài)時，放出光子的能量最大為由圖丙可知電子的最大初動能根據(jù)光電效應(yīng)方程可知光電管陰極的逸出功A正確，B錯誤；CD．增加入射光的光照強度，單位時間內(nèi)逸出的光子數(shù)量增多，但光子的最大初動能不變，因此遏止電壓值不變，光電流的最大值變大，C正確，D錯誤。故選AC。33．（22-23高二下·山東威海·期末）如圖所示為研究光電效應(yīng)的實驗裝置，當用能量為的光照射涂有某種金屬的陰極K時，電流表有示數(shù)。若陰極K與陽極A間的電勢差，電流表示數(shù)剛好為零，電子的電荷量為e。下列說法正確的是（）

A．從金屬表面逸出的光電子的最大初動能為B．此金屬的逸出功為C．將P向右移動，電流表的示數(shù)可能先增大后不變D．將P向右移動，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能增加【答案】AC【詳解】A．根據(jù)題意，若陰極K與陽極A間的電勢差，電流表示數(shù)剛好為零，則可知陰極K逸出的光電子的動能完全克服了電場力做功，則有可得電子額最大初動能故A正確；B．根據(jù)以上分析可得該金屬的逸出功而光的能量則可得故B錯誤；C．若光電流已經(jīng)飽和，則將P向右移動時，電流表的示數(shù)不變，若光電流未飽和，則將P向右移動時正向電壓增大，則光電子的移動速率增大，而根據(jù)可知，光電流將增大，若在移動的過程中光電流達到飽和，則繼續(xù)移動P，光電流將不再變化，因此，將P向右移動，電流表的示數(shù)可能先增大后不變，故C正確；D．根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程且同種金屬的逸出功一定，因此，當照射到陰極K的光的能量一定時，將P向右移動，其逸出的光電子的最大初動能不變，即光電子的最大初動能只與照射光的頻率有關(guān)，故D錯誤。故選AC。34．（22-23高二下·遼寧丹東·期末）“微光夜視儀”是利用光電效應(yīng)工作的一種儀器，當夜間物體反射的低亮度的光，照到陰極時產(chǎn)生光電子，這些光電子經(jīng)過幾十萬倍的放大后投射到熒光屏上成像，便于夜間偵察、觀測等工作。產(chǎn)生光電子的原理如圖所示，陰極K由逸出功為W0的某金屬構(gòu)成，當某一頻率的光照射到陰極時，微安表有示數(shù)，普朗克常量為h，下列說法正確的是（）

A．只有光照強度足夠大才能發(fā)生光電效應(yīng)B．若增大入射光頻率，微安表示數(shù)一定增大C．若光照頻率小于，則不能發(fā)生光電效應(yīng)D．陰極K接電源正極，微安表示數(shù)可能不為零【答案】CD【詳解】A．發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的截止頻率，與入射光的強度無關(guān)，故A錯誤；B．只增大入射光頻率，若光強減小，則單位時間里產(chǎn)生的光電子數(shù)減少，則微安表示數(shù)不一定會增大，故B錯誤；C．若光照頻率小于，則有則不能發(fā)生光電效應(yīng)，故C正確；D．陰極K接電源正極，若極板所加的反向電壓小于遏止電壓，則微安表示數(shù)不為零，故D正確。故選CD。35．（22-23高二下·遼寧沈陽·期末）如圖甲為氫原子的能級圖，現(xiàn)用頻率為的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為的三條譜線，現(xiàn)用這三種頻率的光去照射圖乙的光電效應(yīng)的實驗裝置，其中只有a、b兩種光能得到圖丙所示的電流與電壓的關(guān)系曲線，已知圖乙中的陰極材料是圖丁所給材料中的一種，丁圖是幾種金屬的逸出功和截止頻率。已知以下說法正確的是（）

A．一定有B．圖乙中的陰極材料一定是鉀C．圖丙中的b光照射陰極時每秒射出的光電子數(shù)大約個D．a(chǎn)光是從n=3能級躍遷到n=1能級發(fā)出的光【答案】BD【詳解】AD．大量氫原子躍遷時只有三種頻率的光譜，根據(jù)氫原子躍遷時輻射出光的種數(shù)可知氫原子是從能級向低能級躍遷，則又由圖丙，結(jié)合可知因此可知即a光是從能級躍遷到能級時輻射出的光，故A錯誤，D正確；B．由代入a光的遏止電壓代入上式可得對照圖丁可知陰極材料為鉀，故B正確；C．圖丙中的b光照射金屬時產(chǎn)生的飽和光電流根據(jù)可得（個）故C錯誤。故選BD。36．（22-23高二下·天津·期末）氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于的激發(fā)態(tài)的氫原子自發(fā)躍遷，輻射出的光子中僅有a、b兩種光能使圖乙中的光電管電路產(chǎn)生光電流，測量得到的光電流I與電壓U的關(guān)系曲線如圖丙所示，則（）

A．a(chǎn)光光子的能量大于b光光子的能量B．b光產(chǎn)生的光電子的最大初動能C．陰極K的逸出功D．a(chǎn)光的反向遏止電壓【答案】BC【詳解】A．輻射出的光子中僅有a、b兩種光能使圖乙中的光電管電路產(chǎn)生光電流，結(jié)合光電流I與電壓U的關(guān)系曲線分析知，b光的反向遏止電壓大，根據(jù)知b光光子的能量大于a光光子的能量，故A錯誤；B．對b光產(chǎn)生的光電子分析，得解得故B正確；C．對b光的光子，有所以逸出功為故C正確；D．對a光的光子，有聯(lián)立解得故D錯誤。故選BC。37．（22-23高二下·山東濰坊·期末）如圖所示，A、K為光電管的兩個電極，陰極K由極限頻率為的鉀制成，電壓表V、電流計G均為理想電表?，F(xiàn)用波長為的光照射陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，電子的電荷量為e。則下列說法正確的是（）

A．陰極K能發(fā)生光電效應(yīng)，說明光具有粒子性B．若電源N端為正極，將滑片P緩慢向右滑動，從K板逸出的光電子最大初動能一定增大C．若電源M端為正極，電壓表示數(shù)為時，則電流表的示數(shù)恰好為0D．若光電管兩端的正向電壓為U，則光電子到達A的最大動能為【答案】AC【詳解】A．陰極K能發(fā)生光電效應(yīng)，說明光具有粒子性，故A正確；BD．若電源N端為正極，光電管兩端的正向電壓，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知最大初動能由入射光的頻率決定，與光電管兩端電壓無關(guān)，故BD錯誤；C．若電源M端為正極，所加電壓為反向電壓，根據(jù)動能定理可知解得可知電壓表示數(shù)為時，則電流表的示數(shù)恰好為0，故C正確。故選AC。三、填空題38．（22-23高二下·陜西寶雞·期末）研究光電效應(yīng)實驗的電路如甲圖所示，實驗中光電流與電壓的關(guān)系如乙圖所示。乙圖中①、②兩束入射光較強的是光束（選填“①”或“②”）；光束①比光束③的頻率（選填“大”或“小”或“相等”）；用光束①照射K極時，逸出的光電子的最大初動能Ek=(已知電子電量為e)；若把光束①換成光束③照射K極，則K極的逸出功(選填“變大”或“變小”或“不變”)?！敬鸢浮竣傩〔蛔儭驹斀狻縖1]由圖乙可知，光束①照射K極產(chǎn)生的光電流比②的大。根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律：用光照射金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，光的強度越強，產(chǎn)生的光電子數(shù)目就越多，對應(yīng)的光電流就越大，所以可判斷光束①的光強度較強；[2]根據(jù)光電效應(yīng)方程可得根據(jù)動能定理可得聯(lián)立可得由圖乙可知光束①對應(yīng)的遏止電壓小于光束③對應(yīng)的遏止電壓，則光束①比光束③的頻率??；[3]由圖乙可知，光束①的遏止電壓為，則根據(jù)功能關(guān)系可得：用光束①照射K極時，逸出的光電子的最大初動能為[4]K極的逸