广州市第六十五中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：2.1光电效应 课时训练（含解析）

2.1光电效应
1．如图所示，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计G中没有电流通过，可能的原因是（ ）
A．入射光强度较弱 B．光照射时间太短
C．入射光的频率较小 D．光电管上金属对应的极限频率较小
2．一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是（　　）
A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加
B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加
C．若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应
D．若改用红光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加
3．图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法不正确的是（　　）
A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大
B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定
C．遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大
D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应
4．如图所示，是某次试验中得到的甲、乙两种金属的遏止电压Uc与入射光频率ν关系图象，两金属的逸出功分别为W甲、W乙，如果用v0频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E甲、E乙，则下列关系正确的是（ ）
A．W甲＞W乙
B．W甲＜W乙
C．E甲＜E乙
D．E甲=E乙
5．如图所示，在光电效应实验中用a光照射光电管时，灵敏电流计指针发生偏转，而用b光照射光电管时，灵敏电流计指针不发生偏转，则（　　）
A．a光的强度一定大于b光
B．b光的频率一定小于截止频率
C．a光照射光电管时，电流计中的光电流沿d到c方向
D．将K极换成逸出功较小的金属板，仍用a光照射，其遏止电压将减小
6．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（　　）
A．a光的频率一定大于b光的频率
B．增大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d到c
D．只增大a光的强度可使通过电流计G的电流增大
7．如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用黄光照射时，电流表指针发生偏转。则以下说法正确的是（　　）
A．将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数可能不变
B．如果改用红光照射该金属时，电流表无示数
C．若增加黄光的照射强度，电流表的示数一定增大
D．将电源的正负极调换，仍用相同的黄光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数一定为零
8．如图是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像，下列说法正确的是（　　）
A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压与入射光的频率有关
C．在光频率确定的情况下，遏止电压越大，说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越小
D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应
9．研究光电效应现象的实验电路如图所示，A、K为光电管的两个电极。已知该光电管阴极K的极限频率为0，元电荷电量为，普朗克常量为。现用频率为（vv0）的光照射阴极K，则下列说法正确的是（　　）
A．将滑片P向右滑动，可增大光电子的最大初动能
B．若两电极间电压为，则到达阳极A的光电子最大动能为
C．将滑片P向右滑动，则电流表的示数一定会不断增大
D．将电源正负极对调，当两电极间的电压大于时，电流表的示数为0
10．用如图所示的装置研究光电效应现象．所用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零。移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是（　　）
A．光电管阴极的逸出功为1.05eV
B．电键S断开后，没有电流流过电流表G
C．光电子的最大初动能为1.05eV
D．保持入射光强度不变，改用能量为2.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小
E.改用能量为2.5eV的光子照射，移动变阻器的触点c，电流表G中也可能有电流
11．如图所示为研究光电效应现象的实验，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是______
A．入射光强度较弱???
B．入射光波长太长
C．电源电压太高 ???
D．光照射时间太短
12．利用图甲所示电路研究光电效应中金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，直流电源的正负极也可以对调。某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率的关系图象如图乙所示，图中U、均已知，电子电荷量用e表示。则由图象可求得该金属的逸出功W0=__________，普朗克常量h=_______（用题中字母表示）。
13．几种金属的逸出功W0见下表：
金属 钨 钙 钠 钾 铷
W0（×10-19J） 7.26 5.12 3.66 3.60 3.41
用一束可见光照射上述金属的表面，已知该可见光的波长的范围为4.0×10-7m~7.6×10-7 m，普朗克常数h=6.63×10-34J·s，光速c=3×108m/s．
（1）请通过计算说明哪些金属能发生光电效应?
（2）照射哪种金属时逸出的光电子最大初动能最大？最大值是多少？
14．如图所示,当开关S断开时,用光子能量为2.5eV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0.60V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60V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。
参考答案
1．C
【解析】
由、和光电效应的产生条件可知，能不能产生光电效应现象和光照强度、光照时间无关，和入射光的频率及光电管上金属对应的极限频率有关，综合分析可知，选项C项正确，ABD错误。
故选C。
2．A
【解析】
A．绿光能使金属发生光电效应，增加绿光的光照强度，光子数增加，则逸出的光电子数增加，A正确；
B．根据光电效应方程可知光电子的最大初动能与光的频率有关，与光照强度无关，B错误；
C．紫光的频率大于绿光，所以若改用紫光照射，则一定会发生光电效应，C错误；
D．红光的频率小于绿光，根据光电效应方程可知逸出的光电子的最大初动能减小或者不会发生光电效应，D错误。
故选A。
3．D
【解析】
A.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A说法正确；
B.根据光电效应方程可得：
可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故B说法正确；
C.根据最大初动能：中，遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大，故C说法正确；
D.发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D说法错误．
本题选择错误的，所以选D．
4．B
【解析】
根据光电效应方程得：
Ekm=hγ-W0=hγ-hγ0
又Ekm=qUc；解得：
知Uc-γ图线；当Uc=0，γ=γ0；由图象可知，金属甲的极限频率小于金属乙，则金属甲的逸出功小于乙的，即W甲＜W乙．如果用v0频率的光照射两种金属，根据光电效应方程，当相同的频率入射光时，则逸出功越大的，其光电子的最大初动能越小，因此E甲＞E乙，故B正确，ACD错误；
故选B．
5．C
【解析】
AB．由图可知，该电源的接法为反向电压，即电源的正极与阴极K连接，电场对光电子做负功，单色光a照射光电管能够使灵敏电流计偏转，说明光电子的动能大，a光的频率大；b光照射光电管不能使灵敏电流计偏转，可能发生了光电效应，b光的频率可能大于截止频率，只不过是产生的光电子动能小，无法到达对阴极，即b光的频率小，故AB错误；
C．电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→c方向，故C正确；
D．将K极换成逸出功较小的金属板，仍用a光照射，根据
可知其遏止电压将增大。故D错误。
故选C。
6．AD
【解析】
A．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，结合光电管的正负极可知b光不能使金属发生光电效应，根据光电效应方程
可知a光的频率一定大于b光的频率，故A正确；
B．b光频率较小，根据光电效应方程可知增强光照强度仍然不能发生光电效应，电流计G仍然无示数，故B错误；
C．用a光照射光电管阴极K时，光电子从，电流是，故C错误；
D．只增大a光的强度，光子数增加，金属中逸出的光电子数目增加，光电流增大，通过电流计G的电流增大，故D正确。
故选AD。
7．AC
【解析】
A．滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A正确；
B．如果改用红光照射该金属时，也可能产生光电效应，这时电流表有示数，故B错误；
C．只增加光照强度，从而增加了光子的个数，则产生的光电子数目增多，光电流增大，使通过电流表的电流增大，故C正确；
D．电源的正负极调换，仍用相同的黄光照射时，将滑动变阻器滑片向右移动一些，此时的电压若小于反向截止电压，则电流表仍可能有示数，故D错误。
故选AC。
8．AB
【解析】
A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A正确；
B．根据光电效应方程知，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故B正确；
C．根据知，遏止电压越大，说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越大，故C错误；
D．发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与入射光的强度无关，故D错误；
故选AB。
9．BD
【解析】
A．分析电路图可知，光电管加正向电压，将滑片P向右滑动，光电管两端电压增大，根据爱因斯坦光电效应方程可知
最大初动能由入射光的频率决定，与光电管两端电压无关，故A错误；
B．若两电极间电压为，根据动能定理可知
解得到达阳极的光电子最大动能
故B正确；
C．将滑片P向右滑动，增大光电管的正向电压，当达到饱和光电流时，电流表的示数不变，故电流表的示数不是不断增大的，故C错误；
D．将电源正负极对调，则光电管加反向电压，根据动能定理可知
解得
即当两电极间的电压大于，电流表的示数为0，故D正确；
故选BD。
10．AE
【解析】
AC．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1.7V时，电流表示数为0，知道光电子的最大初动能为1.7eV，根据光电效应方程可得
故A正确，C错误；
B．电键S断开后，用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误；
D．改用能量为2.5eV的光子照射，2.5eV仍然大于逸出功1.05eV，仍然可以发生光电效应，由于光的强度相等，而光子的能量减小，则光子的数目增大，打出的光电子的数目增大，所以电流较大，故D错误；
E．改用能量为2.5eV的光子照射，2.5eV仍然大于1.05eV，仍然可以发生光电效应，移动变阻器的触点c，电流表G中也可能有电流，故E正确.
故选AE。
11．B
【解析】光的强度和光照时间都不能决定能否发生光电效应；光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，则可能是没有发生光电效应，即入射光的频率过小，波长较大造成的； 电源电压也不能决定光电管中能否有光电流；故选项B正确，ACD错误；故选B.
点睛：此题考查光电效应的条件，要知道只有当入射光的频率大于金属极限频率时才能发生光电效应，与入射光的强度即照射时间无关.
12．
【解析】
由Ekm=hv-W0和eUC=EKm得出：，结合图像则：?得h=；解得W0=eU。
13．（1）纳、钾、铷能发生光电效应（2）
【解析】
（1）由得
取λ=4.0×10–7m，则E=4.97×10–19J
根据E>W0,可发生光电效应，判断纳、钾、铷能发生光电效应．
（2）由爱因斯坦光电效应方程：，可知越大、越小，逸出的光电
子初动能越大，所以照射金属铷时，逸出的光电子最大初动能最大
将E=4.97×10–19J和J带入可得， J
14．(1) Ek=0.6 eV　(2) W0=1.9 eV
【解析】设用光子能量为2.5 eV的光照射阴极P时,光电子的最大初动能为Ek,阴极材料逸出功为W0,当反向电压达到U=0.60V以后,具有最大初动能的光电子也达不到阳极,因此eU=Ek,光电效应方程:Ek=hν-W0。
由以上两式解得Ek=0.6 eV,W0=1.9eV。
所以此时最大初动能为0.6 eV,该阴极材料的逸出功为1.9eV。
【点睛】正确理解该实验的原理和光电效应方程中各个物理量的含义是解答本题的关键．