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人教版 (2019)选择性必修 第三册2 光电效应精品课后练习题
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册2 光电效应精品课后练习题，文件包含421《光电效应-1》分层练习原卷版-人教版高中物理选修三docx、421《光电效应-1》分层练习解析版-人教版高中物理选修三docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共19页， 欢迎下载使用。
基础篇
一、单选题
1.新冠病毒疫情防控工作中，体温枪被广泛使用。其工作原理是∶利用光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体的温度。已知人的体温正常时能辐射波长为10 μm的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，另一种金属铷的遏止电压Uc与入射光频率v之间的关系如图丙所示，已知光在真空中传播的速度为3×108 m/s。则（ ）
A．波长为10μm的红外线在真空中的频率为5×1013Hz
B．将阴极K换成金属铷，体温枪仍然能正常使用
C．由图乙可知，该光电管的遏止电压为2×10-2 V
D．当人体温度升高，辐射红外线的强度将增大，饱和光电流减小
【答案】C
【解析】A．根据，可得红外线的频率为，故A错误；
B．根据，由图丙可知金属铷的截止频率为5.1×1014Hz，发生光电效应的条件是入射光的频率大于等于金属的截止频率，而红外线的频率小于金属铷的截止频率，故不会发生光电效应，体温枪不能正常使用，故B错误；
C．当I=0时的电压为遏止电压，由图乙可知，该光电管的遏止电压为2×10-2V，故C正确；
D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增大，饱和光电流将增大，故 D错误。
故选：C。
2.用如图甲所示的装置研究光电效应现象，闭合开关S，用频率为v的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，-b），下列说法中正确的是（ ）
A．普朗克常量为
B．断开开关S后，电流表G的示数为零
C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大
D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数减小
【答案】D
【解析】A．根据得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，即，当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为，那么普朗克常量为，故A错误；
B．电键S断开后，因光电效应现象中，光电子存在最大初动能，因此电流表G的示数不为零，故B错误；
C．根据光电效应方程可知，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关，故C错误；
D．保持照射光强度不变，仅提高照射光的频率，单个光子的能量将会增大，而光的强度不变，那么光子数一定会减少，发出的光电子数也会减少，电流表G的示数就会变小，故D正确。
故选：D。
3.如图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A为阳极，K为阴极，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12.0 eV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5.0 V。现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是（ ）
A．光电管阴极材料的逸出功为5.0 eV
B．若增大入射光的强度，电流计的读数不为零
C．若用光子能量为15.0 eV的光照射阴极K，光电子的最大初动能一定变大
D．若用光子能量为10.0eV的光照射阴极K，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零
【答案】C
【解析】A．根据可知电子逸出后的最大初动能为5.0 eV，根据光电效应方程解得逸出功，A错误；
B．若只增大入射光的强度，光子的能量不变，根据光电效应方程可知，电子逸出后的最大初动能保持不变，因此电流计的读数仍为零，B错误；
C．若用光子能量为15.0 eV的光照射阴极K，根据光电效应方程可知光电子的最大初动能
C正确；
D．若用光子能量为10.0eV的光照射阴极K，则光电子的最大初动能，若把滑片P向左移动少许，但只要电压表的示数超过3V，电流计的读数一定为零，D错误。
故选：C。
4.如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节滑动变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为的单色光重复上述实验，当电压表的示数增加到原来的2倍时，电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常量为h，真空中光速为c、下列分析正确的是（ ）
A．用波长为2λ0的单色光照射该金属一定能发生光电效应
B．该金属的逸出功为
C．两种光照射出的光电子的最大初动能之比为1：2
D．若将电源的正负极调换，仍用波长为λ0的单色光照射，将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数将一定增大
【答案】C
【解析】AB．根据光电效应方程及，可知当用波长为λ0的单色光照射时，可得
。当用波长为的单色光照射时，可得可得。由
可得，故AB错误；
C．两种光照射出的光电子的最大初动能之比为，故C正确；
D．电流表测量光电流，光电流大小跟照射光子的强度有关，所以将电源的正负极调换，仍用波长为λ0的单色光照射，将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数不一定增大，故D错误。
故选：C。
5.中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐代张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则（ ）
A．a可能是红光，b可能是紫光，在a、b之间形成彩色光带
B．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光
C．以相同的入射角从水中射向空气，若在空气中只能看到一种光，则一定是a光
D．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能
【答案】D
【解析】A．由光路可知，水对a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，a光频率较大，则a光可能是紫光，b光可能是红光，在a、b之间形成彩色光带，选项A错误；
B．根据可知，在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于b光，选项B错误；
C．根据可知，a光的临界角较小，则以相同的入射角从水中射向空气，则首先发生全反射的一定是a光，若在空气中只能看到一种光，一定是b光，选项C错误；
D．因a光的频率大于b光频率，可知分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能，选项D正确。
故选：D。
6.用锌和铜制成电容为C的平行板电容器，两板原来都不带电，现用某频率光持续照射两板内表面，已知入射光频率大于锌板截止频率，小于铜板截止频率，假设光电子全部到达另一极板，测得锌板最终带电荷量为Q，元电荷量为e，则入射光的频率大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】用频率为的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，知单色光只有照射锌板才能发生光电效应。通过光电效应方程知，光电子的最大初动能，临界状态是电子减速到负极板时速度刚好减速为零。根据动能定理有，平行板电容器的电容，所以 。
故选：B。
7.用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光（ ）
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
【答案】C
【解析】A．根据，所以遏止电压越大的动能越大，则照射该光电管时b光使其逸出的光电子最大初动能大，所以A错误；
B．根据，可知b光的频率大于a光的频率，所以同种介质时，b光的折身率大于a光的折射率，根据，所以从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大，所以B错误；
C．由于b光的频率大于a光的频率，则b光的波长小于a光的波长，根据，所以通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大，则C正确；
D．通过同一玻璃三棱镜时，频率越大的光，折射率越大，光的偏折程度大，所以b光的偏折程度大，则D错误。
故选：C。
8.已知钙和钠的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.53×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，则下列说法正确的是( )
A.钙具有较大的逸出功
B.钙的遏止电压较大
C.钙逸出的光电子最大初动能较大
D.钙更容易发生光电效应
【答案】A
【解析】金属的逸出功与截止频率的关系W0=ℎν0，由于钙和钠的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.53×1014Hz，钙的截止频率大，所以钙的逸出功大，故A项正确；遏止电压eUc=Ek=ℎν−W0=ℎν−ℎν0，故钙的截止频率大，钙的遏止电压较小，钙逸出的光电子最大初动能较小，故B、C两项错误；钙的截止频率大，更不容易发生光电效应，故D项错误。
故选：A。
9.一块带有负电荷的锌板与验电器相连，验电器张开一定的角度，打开紫外线灯，让紫外线较长时间照射到锌板上，观察到的结果可能是(锌的截止频率为8.07×1014 Hz，紫外线波长范围为10～ 400 nm)( )
A．验电器指针张开的角度一直增大
B．验电器指针张开的角度一直减小
C．验电器指针张开的角度先减小后增大
D．验电器指针张开的角度先增大后减小
【答案】C
【解析】根据频率和波长的关系式，有ν＝ eq \f(c,λ)可得，紫外线的频率范围为7.5×1014～3×1016Hz，紫外线照射锌板可以发生光电效应。电子从锌板飞出，原来带负电的锌板上负电荷减少，验电器张角减小，锌板变成中性之后，电子继续飞出，锌板所带正电荷越来越多，验电器张角重新增大。
故选：C。
10.用红光照射光电管阴极发生光电效应时，光电子的最大初动能为Ek，饱和电流为I，若改用强度相同的紫光照射同一光电管，产生光电子最大初动能和饱和电流分别为Ek′和I′，则下面正确的是( )
A．Ek′＜Ek，I′＞I
B．Ek′＞Ek，I′＞I
C．Ek′＜Ek，I′＝I
D．Ek′＞Ek，I′＜I
【答案】D
【解析】因为紫光的频率比红光的频率高，由光电效应方程hν＝W0＋Ek得知Ek′＞Ek。又因为两束光的强度相同，因而N红hν红＝N紫hν紫，所以光子数N红＞N紫，而饱和电流又由入射的光子数决定，因此I＞I′，故A、B、C错误，D正确。
故选：D。
提升篇
一、多选题
1．如图是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系，由图象可知（ ）
A．该金属的逸出功等于W
B．该金属的逸出功等于2hν0
C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2W
D．图线的斜率表示普朗克常量h
【答案】AD
【解析】A．根据爱因斯坦光电效应方程得，可知，图线纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于W，故A正确；
B．当最大初动能为零时，入射光的能量等于逸出功，即等于hv0，故B错误；
C．根据光电效应方程可知，入射光的频率变为原来的2倍，由于逸出功不变，最大初动能为
，故C错误；
D．根据一次函数，可知图线的斜率即为普朗克常量h，故D正确。
故选：AD。
2.在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图所示，由实验图线可求出（ ）
A．该金属的截止频率B．普朗克常量
C．该金属的逸出功D．单位时间内逸出的光电子数
【答案】ABC
【解析】ABC．由光电效应方程 ，可知，当Uc=0时，即图线在横轴上的截距在数值上等于金属的截止频率；图线的斜率在数值上等于，故可求出普朗克常量h；当ν=0时，即图线在纵轴上的截距的绝对值乘以电子电荷量e在数值上等于金属的逸出功，故A、B、C正确。
D．由实验图线不能求出单位时间内逸出的光电子数，故D错误。
故选：ABC。
3.1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图象中，下列说法正确的是（ ）
A．图1中，验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电
B．图2中，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
C．图3中，若e、v1、vc、U1已知，由图象可求得普朗克常量的表达式
D．图4中，由图象可知该金属的逸出功为E或hv0
【答案】CD
【解析】A．当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，仅仅能说明验电器带电；发生光电效应后锌板带正电，所以验电器也带正电，故A错误；
B．从光电流与电压的关系图象中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明饱和光电流与光的强度有关，不能说明遏止电压和光的强度有关，故B错误；
C．根据Ekm=hv-W0=eUc，解得图线的斜率，则，故C正确；
D．根据光电效应方程Ek=hv-W0，当v=0时Ek=-W0，由图象知纵轴截距-E，所以W0=E，即该金属的逸出功E；图线与v轴交点的横坐标是v0，该金属的逸出功hv0，故D正确。
故选：CD。
4.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是( )
A. 保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和电流变大
B. 入射光的频率越高，光电子的最大初动能就越大，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C. 保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
D. 遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关
【答案】AD
【解析】入射光频率大于极限频率的情况下，饱和电流随着入射光的强度增大而增大，故A项正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek=ℎν−W0可知，入射光的频率越高，光电子的最大初动能就越大，但光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系，故B项错误；保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光频率小于极限频率时，将不会发生光电效应，故C项错误；由eUc=Ek=ℎν−W0可知，遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，故D项正确。
故选：AD。
5.产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是( )
A. 对于同种金属，Ek与照射光的强度无关
B. 对于同种金属，Ek与照射光的波长成正比
C. 对于同种金属，Ek与照射光的时间成正比
D. 对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系
【答案】AD
【解析】对于同种金属，逸出光电子的最大初动能Ek，取决于入射光的频率，与照射光的强度、时间无关；对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功W0成线性关系。
故选：AD。
6.如图所示，两平行金属板A、B板间电压恒为U，一束波长为λ的入射光射到金属板B上，使B板发生了光电效应，已知该金属板的逸出功为W，电子的质量为m，电荷量为e，已知普朗克常量为ℎ，真空中光速为c，下列说法中正确的是( )
A.入射光子的能量为ℎcλ
B.到达A板的光电子的最大动能为ℎcλ−W+eU
C.若增大两板间电压，B板没有光电子逸出
D.若减小入射光的波长一定会有光电子逸出
【答案】ABD
【解析】根据E=ℎν，而ν=cλ，则光子的能量为ℎcλ，A项正确；光电子的最大初动能Ek=ℎcλ−W，根据动能定理得，Ek'−Ek=eU，则到达A板的光电子的最大动能为ℎcλ−W+eU，B项正确；若减小入射光的波长，那么频率增大，一定会有光电子逸出，故D项正确；金属板的逸出功与极限频率有关，与板间电压无关，故C项错误。
故选：ABD。
二、非选择题：
1.图为通过某光电管的光电流与两极间电压的关系，当用光子能量为 4.5eV 的蓝光照射光电管的阴极 K 时，对应图线的与横轴交点 U1=-2.37V。（普朗克常量 h=6.63×10-34Js，电子电量 e=1.6×10-19C）（以下计算结果保留两位有效数字）
（1）求出阴极 K 发生光电效应的极限频率
（2）当用光子能量为 7.0eV 的紫外线持续照射光电管的阴极 K 时，测得饱和电流为 0.32μA，求阴极 K 单位时间发射的光电子数。
【答案】（1）5.1×1014Hz；（2） n=2.0×1012个
【解析】（1）由图中信息得
又根据光电效应方程
Ek=hν-W0
联立得
ν=5.1×1014Hz
（2）根据
，
得
n=2.0×1012个
２.我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。
(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm；
(2)若每入射N个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A，求回路的电流强度I。
【答案】(1)Ue＋hν－W0 (2) eq \f(Pe,Nhν)
【解析】(1)根据光电效应方程可知hν－W0＝Ek0
逸出的电子在电场中加速向A运动，根据动能定理
Ue＝Ekm－Ek0
联立解得Ekm＝Ue＋hν－W0。
(2)每秒钟到达K极的光子数量为n，则nhν＝P
每秒钟逸出电子个数为a个，则a＝ eq \f(n,N)
回路的电流强度I＝ eq \f(q,t)＝ae
联立得I＝ eq \f(Pe,Nhν)。
基础篇
一、单选题
1.新冠病毒疫情防控工作中，体温枪被广泛使用。其工作原理是∶利用光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体的温度。已知人的体温正常时能辐射波长为10 μm的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，另一种金属铷的遏止电压Uc与入射光频率v之间的关系如图丙所示，已知光在真空中传播的速度为3×108 m/s。则（ ）
A．波长为10μm的红外线在真空中的频率为5×1013Hz
B．将阴极K换成金属铷，体温枪仍然能正常使用
C．由图乙可知，该光电管的遏止电压为2×10-2 V
D．当人体温度升高，辐射红外线的强度将增大，饱和光电流减小
【答案】C
【解析】A．根据，可得红外线的频率为，故A错误；
B．根据，由图丙可知金属铷的截止频率为5.1×1014Hz，发生光电效应的条件是入射光的频率大于等于金属的截止频率，而红外线的频率小于金属铷的截止频率，故不会发生光电效应，体温枪不能正常使用，故B错误；
C．当I=0时的电压为遏止电压，由图乙可知，该光电管的遏止电压为2×10-2V，故C正确；
D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增大，饱和光电流将增大，故 D错误。
故选：C。
2.用如图甲所示的装置研究光电效应现象，闭合开关S，用频率为v的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，-b），下列说法中正确的是（ ）
A．普朗克常量为
B．断开开关S后，电流表G的示数为零
C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大
D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数减小
【答案】D
【解析】A．根据得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，即，当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为，那么普朗克常量为，故A错误；
B．电键S断开后，因光电效应现象中，光电子存在最大初动能，因此电流表G的示数不为零，故B错误；
C．根据光电效应方程可知，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关，故C错误；
D．保持照射光强度不变，仅提高照射光的频率，单个光子的能量将会增大，而光的强度不变，那么光子数一定会减少，发出的光电子数也会减少，电流表G的示数就会变小，故D正确。
故选：D。
3.如图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A为阳极，K为阴极，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12.0 eV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5.0 V。现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是（ ）
A．光电管阴极材料的逸出功为5.0 eV
B．若增大入射光的强度，电流计的读数不为零
C．若用光子能量为15.0 eV的光照射阴极K，光电子的最大初动能一定变大
D．若用光子能量为10.0eV的光照射阴极K，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零
【答案】C
【解析】A．根据可知电子逸出后的最大初动能为5.0 eV，根据光电效应方程解得逸出功，A错误；
B．若只增大入射光的强度，光子的能量不变，根据光电效应方程可知，电子逸出后的最大初动能保持不变，因此电流计的读数仍为零，B错误；
C．若用光子能量为15.0 eV的光照射阴极K，根据光电效应方程可知光电子的最大初动能
C正确；
D．若用光子能量为10.0eV的光照射阴极K，则光电子的最大初动能，若把滑片P向左移动少许，但只要电压表的示数超过3V，电流计的读数一定为零，D错误。
故选：C。
4.如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节滑动变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为的单色光重复上述实验，当电压表的示数增加到原来的2倍时，电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常量为h，真空中光速为c、下列分析正确的是（ ）
A．用波长为2λ0的单色光照射该金属一定能发生光电效应
B．该金属的逸出功为
C．两种光照射出的光电子的最大初动能之比为1：2
D．若将电源的正负极调换，仍用波长为λ0的单色光照射，将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数将一定增大
【答案】C
【解析】AB．根据光电效应方程及，可知当用波长为λ0的单色光照射时，可得
。当用波长为的单色光照射时，可得可得。由
可得，故AB错误；
C．两种光照射出的光电子的最大初动能之比为，故C正确；
D．电流表测量光电流，光电流大小跟照射光子的强度有关，所以将电源的正负极调换，仍用波长为λ0的单色光照射，将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数不一定增大，故D错误。
故选：C。
5.中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐代张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则（ ）
A．a可能是红光，b可能是紫光，在a、b之间形成彩色光带
B．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光
C．以相同的入射角从水中射向空气，若在空气中只能看到一种光，则一定是a光
D．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能
【答案】D
【解析】A．由光路可知，水对a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，a光频率较大，则a光可能是紫光，b光可能是红光，在a、b之间形成彩色光带，选项A错误；
B．根据可知，在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于b光，选项B错误；
C．根据可知，a光的临界角较小，则以相同的入射角从水中射向空气，则首先发生全反射的一定是a光，若在空气中只能看到一种光，一定是b光，选项C错误；
D．因a光的频率大于b光频率，可知分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能，选项D正确。
故选：D。
6.用锌和铜制成电容为C的平行板电容器，两板原来都不带电，现用某频率光持续照射两板内表面，已知入射光频率大于锌板截止频率，小于铜板截止频率，假设光电子全部到达另一极板，测得锌板最终带电荷量为Q，元电荷量为e，则入射光的频率大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】用频率为的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，知单色光只有照射锌板才能发生光电效应。通过光电效应方程知，光电子的最大初动能，临界状态是电子减速到负极板时速度刚好减速为零。根据动能定理有，平行板电容器的电容，所以 。
故选：B。
7.用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光（ ）
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
【答案】C
【解析】A．根据，所以遏止电压越大的动能越大，则照射该光电管时b光使其逸出的光电子最大初动能大，所以A错误；
B．根据，可知b光的频率大于a光的频率，所以同种介质时，b光的折身率大于a光的折射率，根据，所以从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大，所以B错误；
C．由于b光的频率大于a光的频率，则b光的波长小于a光的波长，根据，所以通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大，则C正确；
D．通过同一玻璃三棱镜时，频率越大的光，折射率越大，光的偏折程度大，所以b光的偏折程度大，则D错误。
故选：C。
8.已知钙和钠的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.53×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，则下列说法正确的是( )
A.钙具有较大的逸出功
B.钙的遏止电压较大
C.钙逸出的光电子最大初动能较大
D.钙更容易发生光电效应
【答案】A
【解析】金属的逸出功与截止频率的关系W0=ℎν0，由于钙和钠的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.53×1014Hz，钙的截止频率大，所以钙的逸出功大，故A项正确；遏止电压eUc=Ek=ℎν−W0=ℎν−ℎν0，故钙的截止频率大，钙的遏止电压较小，钙逸出的光电子最大初动能较小，故B、C两项错误；钙的截止频率大，更不容易发生光电效应，故D项错误。
故选：A。
9.一块带有负电荷的锌板与验电器相连，验电器张开一定的角度，打开紫外线灯，让紫外线较长时间照射到锌板上，观察到的结果可能是(锌的截止频率为8.07×1014 Hz，紫外线波长范围为10～ 400 nm)( )
A．验电器指针张开的角度一直增大
B．验电器指针张开的角度一直减小
C．验电器指针张开的角度先减小后增大
D．验电器指针张开的角度先增大后减小
【答案】C
【解析】根据频率和波长的关系式，有ν＝ eq \f(c,λ)可得，紫外线的频率范围为7.5×1014～3×1016Hz，紫外线照射锌板可以发生光电效应。电子从锌板飞出，原来带负电的锌板上负电荷减少，验电器张角减小，锌板变成中性之后，电子继续飞出，锌板所带正电荷越来越多，验电器张角重新增大。
故选：C。
10.用红光照射光电管阴极发生光电效应时，光电子的最大初动能为Ek，饱和电流为I，若改用强度相同的紫光照射同一光电管，产生光电子最大初动能和饱和电流分别为Ek′和I′，则下面正确的是( )
A．Ek′＜Ek，I′＞I
B．Ek′＞Ek，I′＞I
C．Ek′＜Ek，I′＝I
D．Ek′＞Ek，I′＜I
【答案】D
【解析】因为紫光的频率比红光的频率高，由光电效应方程hν＝W0＋Ek得知Ek′＞Ek。又因为两束光的强度相同，因而N红hν红＝N紫hν紫，所以光子数N红＞N紫，而饱和电流又由入射的光子数决定，因此I＞I′，故A、B、C错误，D正确。
故选：D。
提升篇
一、多选题
1．如图是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系，由图象可知（ ）
A．该金属的逸出功等于W
B．该金属的逸出功等于2hν0
C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2W
D．图线的斜率表示普朗克常量h
【答案】AD
【解析】A．根据爱因斯坦光电效应方程得，可知，图线纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于W，故A正确；
B．当最大初动能为零时，入射光的能量等于逸出功，即等于hv0，故B错误；
C．根据光电效应方程可知，入射光的频率变为原来的2倍，由于逸出功不变，最大初动能为
，故C错误；
D．根据一次函数，可知图线的斜率即为普朗克常量h，故D正确。
故选：AD。
2.在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图所示，由实验图线可求出（ ）
A．该金属的截止频率B．普朗克常量
C．该金属的逸出功D．单位时间内逸出的光电子数
【答案】ABC
【解析】ABC．由光电效应方程 ，可知，当Uc=0时，即图线在横轴上的截距在数值上等于金属的截止频率；图线的斜率在数值上等于，故可求出普朗克常量h；当ν=0时，即图线在纵轴上的截距的绝对值乘以电子电荷量e在数值上等于金属的逸出功，故A、B、C正确。
D．由实验图线不能求出单位时间内逸出的光电子数，故D错误。
故选：ABC。
3.1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图象中，下列说法正确的是（ ）
A．图1中，验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电
B．图2中，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
C．图3中，若e、v1、vc、U1已知，由图象可求得普朗克常量的表达式
D．图4中，由图象可知该金属的逸出功为E或hv0
【答案】CD
【解析】A．当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，仅仅能说明验电器带电；发生光电效应后锌板带正电，所以验电器也带正电，故A错误；
B．从光电流与电压的关系图象中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明饱和光电流与光的强度有关，不能说明遏止电压和光的强度有关，故B错误；
C．根据Ekm=hv-W0=eUc，解得图线的斜率，则，故C正确；
D．根据光电效应方程Ek=hv-W0，当v=0时Ek=-W0，由图象知纵轴截距-E，所以W0=E，即该金属的逸出功E；图线与v轴交点的横坐标是v0，该金属的逸出功hv0，故D正确。
故选：CD。
4.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是( )
A. 保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和电流变大
B. 入射光的频率越高，光电子的最大初动能就越大，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C. 保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
D. 遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关
【答案】AD
【解析】入射光频率大于极限频率的情况下，饱和电流随着入射光的强度增大而增大，故A项正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek=ℎν−W0可知，入射光的频率越高，光电子的最大初动能就越大，但光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系，故B项错误；保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光频率小于极限频率时，将不会发生光电效应，故C项错误；由eUc=Ek=ℎν−W0可知，遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，故D项正确。
故选：AD。
5.产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是( )
A. 对于同种金属，Ek与照射光的强度无关
B. 对于同种金属，Ek与照射光的波长成正比
C. 对于同种金属，Ek与照射光的时间成正比
D. 对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系
【答案】AD
【解析】对于同种金属，逸出光电子的最大初动能Ek，取决于入射光的频率，与照射光的强度、时间无关；对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功W0成线性关系。
故选：AD。
6.如图所示，两平行金属板A、B板间电压恒为U，一束波长为λ的入射光射到金属板B上，使B板发生了光电效应，已知该金属板的逸出功为W，电子的质量为m，电荷量为e，已知普朗克常量为ℎ，真空中光速为c，下列说法中正确的是( )
A.入射光子的能量为ℎcλ
B.到达A板的光电子的最大动能为ℎcλ−W+eU
C.若增大两板间电压，B板没有光电子逸出
D.若减小入射光的波长一定会有光电子逸出
【答案】ABD
【解析】根据E=ℎν，而ν=cλ，则光子的能量为ℎcλ，A项正确；光电子的最大初动能Ek=ℎcλ−W，根据动能定理得，Ek'−Ek=eU，则到达A板的光电子的最大动能为ℎcλ−W+eU，B项正确；若减小入射光的波长，那么频率增大，一定会有光电子逸出，故D项正确；金属板的逸出功与极限频率有关，与板间电压无关，故C项错误。
故选：ABD。
二、非选择题：
1.图为通过某光电管的光电流与两极间电压的关系，当用光子能量为 4.5eV 的蓝光照射光电管的阴极 K 时，对应图线的与横轴交点 U1=-2.37V。（普朗克常量 h=6.63×10-34Js，电子电量 e=1.6×10-19C）（以下计算结果保留两位有效数字）
（1）求出阴极 K 发生光电效应的极限频率
（2）当用光子能量为 7.0eV 的紫外线持续照射光电管的阴极 K 时，测得饱和电流为 0.32μA，求阴极 K 单位时间发射的光电子数。
【答案】（1）5.1×1014Hz；（2） n=2.0×1012个
【解析】（1）由图中信息得
又根据光电效应方程
Ek=hν-W0
联立得
ν=5.1×1014Hz
（2）根据
，
得
n=2.0×1012个
２.我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。
(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm；
(2)若每入射N个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A，求回路的电流强度I。
【答案】(1)Ue＋hν－W0 (2) eq \f(Pe,Nhν)
【解析】(1)根据光电效应方程可知hν－W0＝Ek0
逸出的电子在电场中加速向A运动，根据动能定理
Ue＝Ekm－Ek0
联立解得Ekm＝Ue＋hν－W0。
(2)每秒钟到达K极的光子数量为n，则nhν＝P
每秒钟逸出电子个数为a个，则a＝ eq \f(n,N)
回路的电流强度I＝ eq \f(q,t)＝ae
联立得I＝ eq \f(Pe,Nhν)。
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