光电效应习题(有答案)..

黑体辐射和能量子的理解

一、基础知识

1、能量子

(1)普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值£叫做能量子.

⑵能量子的大小：£= h v ,其中v是电磁波的频率，h称为

普朗克常量.h = 6.63 x 10 -34 J • S.

2、光子说：

(1)定义：爱因斯坦提出的大胆假设。内容是：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子.光子的能量为£= h V，其中h是普朗克常量，其值为6.63 x 10-34 J • S.

二、练习

1、下列可以被电场加速的是( B )

A. 光子 B .光电子C. X射线

D.无线电波

2、关于光的本性，下列说法中不正确的是( B )

A. 光电效应反映光的粒子性

B. 光子的能量由光的强度所决定

C. 光子的能量与光的频率成正比

D. 光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份

叫做一个光子

对光电效应实验的理解

一、基础知识(用光电管研究光电效应的规律)

1、常见电路(如图所示)

2、两条线索

(1) 通过频率分析：光子频率高-光子能量大-产生光电子的

最大初动能大.

(2) 通过光的强度分析：入射光强度大-光子数目多-产生的

光电子多-光电流大.

3、遏止电压与截止频率

(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压.

⑵截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种

金属的截止频率(又叫极限频率).不同的金属对应着不同的极限频率.

⑶逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属

的逸出功.

二、练习

1、如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5的一束

光照射阴极

P,发现电流表读数不为零. 合上开关，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0.60 V时，电流表读数为零.

(1)求此时光电子的最大初动能的大小；

(2)求该阴极材料的逸出功.

答案(1)0.6 (2)1.9

解析设用光子能量为2.5的光照射时，光电子的最大初动

能为，阴极材料逸出功为W

当反向电压达到U0= 0.60 V以后，具有最大初动能的光电

子达不到阳极，因此0 =

由光电效应方程知=h V -W

由以上二式得=0.6 , W J= 1.9 .

2、如图所示是光电管的原理图， 已知当有波长为 入。的光照到阴

极K 上时，电路中有光电流，则（说明:右侧为正极）

C.增加电路中电源电压，电路中光电流一定增

D.若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生

答案 B

解析 用波长为入o 的光照射阴极K ,电路中有光电流，说明 入射

光的频率 V =大于金属的极限频率，换用波长为 入1的 光照射阴极K ,因为入1＞入0，根据V =可知，波长为 入i 的 光的频率不一定大于金属的极限频率，因此不一定能发生光 电效应现象，A 错误；同理可以判断，B 正确；光电流的大小 与入射光的强度有关，在一定频率与强度的光照射下，光电 流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压 U 的增加而 增大，当U 增大到一定程度时，光电流达到饱和值，这时即 使再增大U,在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移 动，光电流也就不会再增加，即饱和光电流是在一定频率与

A.若换用波长为

时，电路中一定没

有光电流

B.若换用波长为

K 时，电路中一定有

强度的光照射下的最大光电流，增大电源电压，若光电流达

到饱和值，则光电流也不会增大，C错误；将电源极性反接，若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功，电路中仍有光电流产生，D错误.

3、（双选）如图所示,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,而用另频率的B单色光照射时不发生光电效应（）

A. A光的频率大于B光的频率

B. B光的频率大于A光的频率—-^5)~1

C.用A光照射光电管时流过电流表G的电流如A 方向是a流向b----- 电谭------- 1

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

4、如图所示，当电键K断开时，用光子能量为2.5 的

一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零。合上电键

K调节滑线变阻器，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0.60 V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为（A）

A. 1.9

B.0.6

C. 2.5

D.3.1

5、2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德•博伊尔和乔治•史密斯

主要

成就是发明了电荷耦合器件（）图象传感器.他

们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理.女口图

3所示电路可研究光电效应规律.图中标有A和K

的为光电管，其中K为阴极，A为阳极.理

想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光

电管两端的电压.现接通电源，用光子能量为10. 5的光照射阴极K,电流计中有示数；若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑

动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计

的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为 6.0 V;现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为，若增大入射光

的强度，电流计的读数（选填“为零”或“不为零”）.（说明:

左侧为正极）

答案 4.5 为零

解析根据当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为U= 6.0 V，由动能定理得=;由爱因斯坦光电效应方程有=E—W,解得光电管阴极材料的逸出功为

W= 4.5 ;若增大入射光的强度，电流计的读数仍为零.

6、（2010 •江苏单科• 12C（1））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之间的电压的关系图象中，正确的是.