2016年12月21日光电效应2的高中物理组卷

2016年12月21日光电效应的高中物理组卷

一．填空题（共14小题）

1．如图1所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示．则光电子的最大初动能为J，金属的逸出功为J．

2．如图所示是使用光电管的原理图．当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过．移动变阻器的滑片P，当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为（已知电子电量为e）．如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将（填“增加”、“减小”或“不变”）．

3．用波长为λ的单色光照射某种金属，刚好发生光电效应，该金属的逸出功为，若用

波长为λ的单色光照射该金属，若刚好不能形成光电流，需加的遏止电压大小为．（普

朗克常量为h，真空中光速为c，电子电量为e）

4．某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c与入射光频率v的关系图象如右图所示．则该金属的逸出功为；若用频率为的3v0入射光照射该金属时，产生的光电子的最大初动能为．

5．利用如图甲所示的实验装置研究光电交应现象．当用不同的A、B两种光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示，已知A光的光子能量为5eV，则

（1）A光照射时射出的光电子的最大初动能为eV．

（2）金属的逸出功为eV．

（3）A光的频率B光的频率．（填“大于”、“等于”或者“小于”）

6．如图是光电效应的实验装置，当波长为λ1的光照射时，恰能使该金属发生光电效应，当用波长为λ2（λ1＞λ2）的光照射时，则电路中一定光电流出现（填“有”或“没有”）；若频率分别为v1、v2（v1＞v2）的光均能使该金属发生光电效应，则将该实验装置中的电源反接时，分别用这两种光照射，调节滑动变阻器滑动头的位置，使电路中的光电流变为零，电压表的读数分别为U1和U2，则U1U2（填“大于”、“等于”或“小于”）

7．光照射到金属表面上，能使金属中的从表面逸出，这种现象称之为，逸出的电子也叫，使电子脱离金属表面所做的功的最小值叫，这种现象说明光具有粒子性．8．如图所示为研究光电效应的电路图，对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转．将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能（选填“减小”、“增大”）．如果改用频率略低的紫光照射，电流表（选填“一定”、“可能”或“一定没”）有示数．

9．一光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，普朗克常量为h，电子的电荷量为e．用频率为ν的紫外线照射阴极，有光电子逸出，光电子到达阳极的最大动能是；若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为．

10．如图所示，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a光的频率b光的频率（填“大于”、“等于”或“小于”），若增加b光的强度（选填“会”或“不会”）使电流计G的指针发生偏转．

11．在光电效应的实验中，如果入射光的频率不变而强度增加，单位时间产生的光电子数（填增加、减小或不变）；如果入射光的频率增加，光电子的最大初动能（填增加、减小或不变）．

12．爱因斯坦光电效应方程，其中E k是，hν是，W0是．

13．现有a、b两种单色光，其波长关系为λa＞λb，用a光照射某种金属时，恰好发生光电效应．则：

①用b光照射该金属时，发生光电效应；（填“能”或“不能”）

②若增加a光强度，释放出光电子的最大初动能增大．（填“能”或“不能”）

14．用光照射某金属，使它发生光电效应现象，若增加该入射光的强度，则单位时间内从该金属表面逸出的光电子数，从表面逸出的光电子的最大动量大小．（选填“增加”、“减小”或“不变”）

2016年12月21日光电效应的高中物理组卷

参考答案与试题解析

一．填空题（共14小题）

1．（2016?阳泉模拟）如图1所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示．则光电子的最大初动能为 3.2×10﹣19J，金属的逸出功为 4.8×10﹣19J．

【分析】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﹣2V时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为2eV，根据光电效应方程E Km=hγ﹣W0，求出逸出功．

光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，而光的强度不会改变光电子的最大初动能，从而判断是否电流表是否有示数．

【解答】解：由图2可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压是﹣2V时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为：2eV=3.2×10﹣19J，

根据光电效应方程E Km=hγ﹣W0，W0=3eV=4.8×10﹣19J．

故答案为：3.2×10﹣19； 4.8×10﹣19

【点评】解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及光电效应方程E Km=hγ﹣W0．注意光的入射频率决定光电子最大初动能，而光的强度不影响光电子的最大初动能．

2．（2016?江苏模拟）如图所示是使用光电管的原理图．当频率为ν的可见光照射到阴极K 上时，电流表中有电流通过．移动变阻器的滑片P，当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为eU（已知电子电量为e）．如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将不变（填“增加”、“减小”或“不变”）．

【分析】图中可知，所加的电压为反向电压，电流计的读数恰好为零，此时电压表的示数为6.0V，可知光电子的最大初动能．根据动能定理求出电压表读数为2V时，电子到达阳极时的最大动能．

【解答】解：因为反向电压为U时，电流表读数为零，则光电子的最大初动能E km=eU．

如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，但光电子的最大初动能不变．

故答案为：eU；不变．

【点评】解决本题的关键知道知道光电子的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关．以及知道最大初动能E Km=eU．

3．（2016?和平区三模）用波长为λ的单色光照射某种金属，刚好发生光电效应，该金属的

逸出功为，若用波长为λ的单色光照射该金属，若刚好不能形成光电流，需加的

遏止电压大小为．（普朗克常量为h，真空中光速为c，电子电量为e）

【分析】抓住单色光照射金属刚好发生光电效应，求出金属的逸出功，根据光电效应方程求出光电子的最大初动能，结合动能定理求出遏止电压的大小．

【解答】解：用波长为λ的单色光照射某种金属，刚好发生光电效应，则该金属的逸出功

，

根据光电效应方程，

又E km=eU c，

联立解得．

故答案为：，．

【点评】解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与遏止电压的关系，并能灵活运用，基础题．

4．（2016?盐城三模）某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c与入射光频率v

的关系图象如右图所示．则该金属的逸出功为hv0；若用频率为的3v0入射光照射该金属时，产生的光电子的最大初动能为2hv0．

【分析】根据光电效应方程E km=hv﹣W0和eU C=E Km得出遏止电压Uc与入射光频率v的关系式，从而即可求解．

【解答】解：当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0=hv0．从图象上可知，逸出功W0=hv0．根据光电效应方程，E km=hv﹣W0=hv0．

若入射光的频率为3ν0时，产生的光电子的最大初动能为2hν0．

故答案为：hv0，2hv0．

【点评】解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道遏止电压与最大初动能之间的关系，注意遏止电压与入射光的频率成线性关系，并不是正比，并理解图象的纵、横坐标的含义．

5．（2016春?无锡期末）利用如图甲所示的实验装置研究光电交应现象．当用不同的A、B 两种光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示，已知A光的光子能量为5eV，则

（1）A光照射时射出的光电子的最大初动能为2eV．

（2）金属的逸出功为3eV．

（3）A光的频率小于B光的频率．（填“大于”、“等于”或者“小于”）

【分析】根据图乙得出A光照射时的遏止电压，结合动能定理求出A光照射时射出光电子的最大初动能，根据光电效应发出求出金属的逸出功．

根据遏止电压比较光电子的最大初动能，结合逸出功相同，比较两个的频率大小．

【解答】解：（1）A光照射后遏止电压为﹣2V，根据动能定理知：，则光

电子最大初动能为：E km=2eV．

（2）根据光电效应方程知：E km=hv﹣W0，解得金属的逸出功为：W0=hv﹣E km=5eV﹣

2eV=3eV．

（3）由乙图可知，B光照射后遏止电压较大，则B光照射后光电子的最大初动能较大，逸出功相等，根据光电效应方程知，A光的频率小于B光的频率．

故答案为：（1）2；（2）3；（3）小于．

【点评】解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与遏止电压的关系，基础题．

6．（2016春?宜春校级月考）如图是光电效应的实验装置，当波长为λ1的光照射时，恰能使该金属发生光电效应，当用波长为λ2（λ1＞λ2）的光照射时，则电路中一定有光电流出现（填“有”或“没有”）；若频率分别为v1、v2（v1＞v2）的光均能使该金属发生光电效应，则将该实验装置中的电源反接时，分别用这两种光照射，调节滑动变阻器滑动头的位置，使电路中的光电流变为零，电压表的读数分别为U1和U2，则U1大于U2（填“大于”、“等于”或“小于”）

【分析】产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，增大入射光强度只会增大光电流强度，不改变最大初动能．反向截止电压的大小与光电子的最大初动能有关．【解答】解：当波长为λ1的光照射时，恰能使该金属发生光电效应，当用波长为λ2（λ1＞λ2）

的光照射时，根据光子的能量公式：E=可知光子的能量增大，则电路中一定有光电流出

现；若频率分别为v1、v2（v1＞v2）的光均能使该金属发生光电效应，根据光子的能量公式：E=hv，和光电效应方程：E K=hv﹣W0，可知v1对应的光电子的最大初动能比较大，所以将该实验装置中的电源反接时，分别用这两种光照射，调节滑动变阻器滑动头的位置，使电路中的光电流变为零，电压表的读数即反向截止电压分别为U1和U2，则U1大于U2

故答案为：有，大于

【点评】本题考查了发生光电效应的条件：入射光的频率大于金属的极限频率，知道光电效应方程即可．

7．（2015秋?呼伦贝尔校级月考）光照射到金属表面上，能使金属中的电子从表面逸出，这种现象称之为光电效应，逸出的电子也叫光电子，使电子脱离金属表面所做的功的最小值叫逸出功，这种现象说明光具有粒子性．

【分析】根据光电效应现象，结合逸出功的概念，及此现象的意义，从而即可求解．

【解答】解：根据光照射到金属表面上，能使金属中的电子从表面逸出，这种现象称之光电效应现象；使电子脱离金属表面所做的功的最小值叫做逸出功；

光电效应现象说明光具有粒子性；

故答案为：电子，光电效应，光电子，逸出功．

【点评】考查光电效应现象的内容，知道光电子的含义，理解逸出功的概念，注意光电效应现象的意义．

8．（2014?浙江模拟）如图所示为研究光电效应的电路图，对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转．将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能减小（选填“减小”、“增大”）．如果改用频率略低的紫光照射，电流表可能（选填“一定”、“可能”或“一定没”）有示数．

【分析】当滑动变阻器向右移动时，正向电压增大，光电子做加速运动，需讨论光电流是否达到饱和，从而判断电流表示数的变化．发生光电效应的条件是当入射光的频率大于金属的极限频率时，会发生光电效应．

【解答】解：AK间所加的电压为正向电压，发生光电效应后的光电子在光电管中加速，滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，若光电流达到饱和，则电流表示数不变，若光电流没达到饱和电流，则电流表示数增大，所以滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可能减小．

紫光的频率小于紫外线，紫外线照射能发生光电效应，但是紫光照射不一定能发生光电效应．所以电流表可能有示数．

故答案为：减小，可能．

【点评】本题考查光电效应基础知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记并理解这些基础知识点和基本规律，注意饱和电流的含义，及掌握紫光与紫外线的频率高低．

9．（2014?淮安四模）一光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，普朗克常量为h，电子的电荷量为e．用频率为ν的紫外线照射阴极，有光电子逸出，光电子到达阳极的最大动能是h（ν﹣ν0）+eU；若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为

．

【分析】通过光电效应方程求出光电子的最大初动能，然后通过动能定理求出加正向电压时到达另一端的动能，当加反向电压时，到达另一端的临界速度为0，根据动能定理求出反向电压的大小．

【解答】解：根据光电效应方程得，最大初动能E km=hv﹣hv0．

根据动能定理得，eU=E K﹣E km

解得E k=h（ν﹣ν0）+eU．

根据动能定理得，﹣eU=0﹣E km

解得反向电压．

故答案为：h（ν﹣ν0）+eU，

【点评】解决本题的关键掌握光电效应方程，E km=hv﹣hv0，知道最大初动能与反向电压的关系．

10．（2014?南京模拟）如图所示，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a光的频率大于b光的频率（填“大于”、“等于”或“小于”），若增加b光的强度不会（选填“会”或“不会”）使电流计G的指针发生偏转．

【分析】发生光电效应的条件：γ＞γ0，可知道A光、B光的频率大小．再通过光的强度与光的频率无关，从而即可求解．

【解答】解：用一定频率的a单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知γa＞γ0，a光的频率大于b光的频率．

当发生光电效应的条件：γ＞γ0，增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转；

故答案为：大于，不会．

【点评】解决本题的关键是掌握光电效应的条件γ＞γ0，以及光的强度与光的频率没有关系．

11．（2014春?孝感期中）在光电效应的实验中，如果入射光的频率不变而强度增加，单位时间产生的光电子数增加（填增加、减小或不变）；如果入射光的频率增加，光电子的最大初动能增加（填增加、减小或不变）．

【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，根据光电效应方程判断光电子最大初动能与什么因素有关，入射光的强度影响单位时间内逸出的光电子数目．【解答】解：根据光电效应方程E Km=hv﹣W0知，光电子的最大初动能与入射光的照射时间无关，与入射光频率有关，入射光频率越大，光电子的最大初动能越大．

光电子逸出经历的时间与入射光的频率无关，增大入射光的强度，则单位时间内逸出的光电子数目增多．

故答案为：增加，增加．

【点评】解决本题的关键知道光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，知道影响最大初动能的因素，基础题．

12．（2014秋?伊犁州校级期中）爱因斯坦光电效应方程E km=hν﹣W0，其中E k是光电子最大初动能，hν是入射光的能量，W0是金属的逸出功．

【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，根据光电效应方程可知最大初动能与入射光频率的关系．

【解答】解：根据光电效应方程E km=hν﹣W0知，

E K是光电子最大初动能．

W0表示金属的逸出功，

hν入射光的能量．

故答案为：E km=hν﹣W0，光电子最大初动能，入射光的能量，金属的逸出功．

【点评】解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系，注意逸出功的含义．

13．（2013春?固原校级期末）现有a、b两种单色光，其波长关系为λa＞λb，用a光照射某种金属时，恰好发生光电效应．则：

①用b光照射该金属时，能发生光电效应；（填“能”或“不能”）

②若增加a光强度，释放出光电子的最大初动能不能增大．（填“能”或“不能”）

【分析】当入射光的频率大于金属的极限频率时，发生光电效应，根据光电效应的条件判断能否发生光电效应．光电子的最大初动能与入射光的强度无关．

【解答】解：由于b光波长短，光子能量大于a，所以用b光照射该金属时，能发生光电效应；根据光电效应方程知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，所以增大光的强度，光电子的最大初动能不变．

故答案为：能，不能．

【点评】解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，知道光电子的最大初动能与入射光的强度无关．

14．（2013春?广陵区校级月考）用光照射某金属，使它发生光电效应现象，若增加该入射光的强度，则单位时间内从该金属表面逸出的光电子数增加，从表面逸出的光电子的最大动量大小不变．（选填“增加”、“减小”或“不变”）

【分析】根据光电效应方程判断光电子最大初动能的变化，光的强弱影响单位时间内发出光电子的数目．

【解答】解：若增加该入射光的强度，则单位时间内从该金属表面逸出的光电子数增加．根据光电效应方程E km=hv﹣W0知，光强增加，光电子的最大初动能不变，则光电子的最大速度不变，最大动量大小不变．

故答案为：增加，不变．

【点评】解决本题的关键掌握光电效应方程，知道影响光电子最大初动能的因素．