資源簡介

章末檢測試卷(第6章)
(滿分：100分)
一、單項選擇題：本題共5小題，每小題4分，共20分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1.(2023·泰安市高二期末)關于光電效應，下列說法正確的是 (　　)
A.光電效應是原子核吸收光子向外釋放電子的現象
B.飽和電流的大小與入射光的強度有關，且隨入射光強度的增強而增大
C.金屬的逸出功與入射光的頻率成正比
D.用不可見光照射某金屬，比用可見光照射同種金屬產生的光電子的最大初動能大
2.(2024·北師大附中開學考)2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發出了波長在100 nm(1 nm=10-9 m)附近連續可調的世界上最強的極紫外激光脈沖。“大連光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的研究中發揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s，真空光速c=3×108 m/s) (　　)
A.10-21 J B.10-18 J
C.10-15 J D.10-12 J
3.1985年華裔物理學家朱棣文成功利用激光冷凍原子，現代激光制冷技術可實現10-9 K的低溫。一個頻率為ν的光子被一個相向運動的原子吸收，使得原子速率減為零，已知真空中光速為c，普朗克常量為h，根據上述條件可確定原子吸收光子前的 (　　)
A.速度 B.動能
C.物質波的波長 D.物質波的頻率
4.(2023·駐馬店市高二月考)圖甲是“探究光電效應”的實驗電路圖，光電管遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規律如圖乙所示。下列說法正確的是 (　　)
A.入射光的頻率ν不同時，遏止電壓Uc不同
B.入射光的頻率ν不同時，Uc-ν圖像的斜率不同
C.圖甲所示電路中，當電壓增大到一定數值時，電流表的示數將達到飽和電流
D.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
5.(2023·河南省周口恒大中學高二月考)氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于第4能級的氫原子，向低能級躍遷過程中能發出6種不同頻率的光，其中只有頻率為νa、νb兩種光可讓圖乙所示的光電管陰極K發生光電效應。分別用頻率為νa、νb的兩個光源照射光電管陰極K，測得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法中正確的是 (　　)
A.處于第4能級的氫原子可以吸收一個能量為0.75 eV的光子并電離
B.圖丙中的圖線a所表示的光是氫原子由第4能級向基態躍遷發出的
C.圖丙中的圖線b所表示的光的光子能量為12.75 eV
D.用圖丙中的圖線a所表示的光照射陰極K時，光電子的最大初動能比用圖線b所表示的光照射時更大
二、多項選擇題：本題共5小題，每小題6分，共30分。每小題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得4分，有選錯的得0分。
6.下列說法正確的是 (　　)
A.光電效應現象表明光具有波動性
B.光電效應現象表明光具有粒子性
C.光的干涉和衍射現象表明光具有波動性
D.光在傳播時波動性顯著，而與物質相互作用時粒子性顯著
7.(2023·重慶市渝中區高二月考)在光電效應實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是 (　　)
A.若νa>νb，則一定有UaB.若νa>νb，則一定有Eka>Ekb
C.若UaD.若νa>νb，則一定有hνa-Eka>hνb-Ekb
8.(2023·德陽市五中高二月考)用如圖所示的裝置研究光電效應現象，當用光子能量為3.6 eV的光照射到光電管上時，電流表G有讀數。移動滑動變阻器的滑片c，當電壓表的示數大于或等于0.9 V時，電流表讀數為0，則以下說法正確的是 (　　)
A.光電子的初動能可能為0.8 eV
B.光電管陰極的逸出功為0.9 eV
C.開關S斷開后，電流表G示數不為0
D.改用能量為2 eV的光子照射，電流表G有讀數
9.(2023·寧德市高二期中)如圖甲所示為光電效應實驗的電路圖，某次實驗中保持光的顏色和光照強度不變，通過實驗操作，得到電流表的示數I隨電壓表的示數U變化規律如圖乙所示，則下列說法正確的是 (　　)
A.滑動變阻器的滑片向右移，電流表的讀數可能增大
B.金屬K的逸出功等于eUc
C.光電子的最大初動能等于eUc
D.若保持光的顏色不變，只增加光照強度，圖乙I-U圖像的Uc會增大
10.(2023·菏澤市鄄城縣一中高二月考)金屬甲和金屬乙發生光電效應時，光電子的最大初動能Ek與入射光的波長倒數的關系如圖所示，已知普朗克常量為h，真空中的光速為c。則 (　　)
A.金屬甲、乙的Ek- 圖線的斜率均等于h
B.金屬乙的逸出功為hcb
C.要使金屬甲發生光電效應，入射光的波長需要大于
D.能使金屬乙發生光電效應的入射光，一定能使金屬甲發生光電效應
三、非選擇題：本題共5小題，共50分。
11.(4分)(2023·福建廈門市高二期末)某金屬在光照下發生光電效應，光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關系如圖所示，已知普朗克常量為h，可知該金屬的逸出功為　　　　；用某一單色光照射該金屬時，實驗測得遏止電壓為Uc，已知電子電荷量的絕對值為e，則該單色光的頻率為　　　　。
12.(6分)(2024·陜西省名校協作體月考)如圖甲所示，一驗電器與鋅板相連，在A處用一紫外線燈照射鋅板，關燈后，驗電器指針保持一定偏角。
(1)(2分)現用一帶少量負電的金屬小球與鋅板接觸，則驗電器指針偏角將　　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)(2分)使驗電器指針回到零，再用相同強度的鈉燈發出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉。那么，若改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗電器指針　　　　(選填“有”或“無”)偏轉。
(3)(2分)為了進一步研究光電效應的規律，設計了如圖乙所示的電路，圖中標有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極。現接通電源，用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0 V，則光電管陰極材料的逸出功為　　　　 eV。
13.(12分)(2023·南京市高二月考)端窗式光電倍增管(PMT)主要結構為光陰極和倍增極組成；當波長為λ的入射光照射到光陰極上時，從光陰極上有電子逸出，光電子的最大初速度為vm，光陰極和第一倍增極間的加倍電壓為U，已知電子電荷量為e，質量為m，普朗克常量為h，真空中的光速為c。求：
(1)(5分)光陰極材料的逸出功W；
(2)(7分)光電子到達第一倍增極的最大動能。
14.(12分)波長λ=0.071 nm的倫琴射線使金箔發射光電子，發生光電效應。光電子在磁感應強度為B的勻強磁場區域內做最大半徑為r的勻速圓周運動，已知r·B=1.88×10-4 T·m。電子的質量m=9.1×10-31 kg，e=1.6×10-19 C，c=3.0×108 m/s，h=6.63×10-34 J·s。試求：
(1)(4分)光電子的最大初動能；
(2)(4分)該金屬的逸出功；
(3)(4分)該電子的物質波的波長。
15.(16分)(2023·威海市高二月考)已知氫原子處于基態時能量為E1，處于量子數為n的激發態能級時能量為，現有一群氫原子處于n=3的激發態能級，在向低能級躍遷過程中，能放出若干種頻率的光子，用它們照射某金屬表面，發現從n=2能級向n=1能級躍遷時輻射出的光恰能使該金屬發生光電效應，普朗克常量為h，求：(所有答案用題目中所給字母表示)
(1)(4分)該金屬的極限頻率；
(2)(5分)能從該金屬表面逸出的光電子的最大初動能；
(3)(7分)若用光照的辦法使處于n=3能級的氫原子電離，則照射光頻率至少多大。
答案精析
1.B　[光電效應是原子吸收光子向外釋放電子的現象，A錯誤；飽和電流的大小隨入射光強度的增強而增大，B正確；逸出功與金屬本身的特點有關，與外界因素無關，C錯誤；由于不可見光的頻率有的比可見光大，有的比可見光小，由愛因斯坦光電效應方程知產生光電子的最大初動能無法比較，D錯誤。]
2.B　[一個處于極紫外波段的光子的能量約為
E=hν== J≈2×10-18 J
由題意可知，光子的能量應比電離一個分子的能量稍大，因此數量級應相同。故選B。]
3.C　[光子碰撞前動量p1=h，光子被吸收過程，動量守恒，由題意知原子碰前的動量大小與光子動量大小相等，即p2=p1，又滿足p2=，聯立可得原子吸收光子前的物質波的波長λ=，C正確；由Ek=及Ek=hν'可知，要求得原子吸收光子前的動能Ek、物質波的頻率ν'，還需知道原子的質量m，B、D錯誤；由Ek=mv2可知無法求出原子吸收光子前的速度，A錯誤。]
4.A　[根據Ekm=hν-W，可知入射光的頻率不同時，電子的最大初動能不同，又eUc=Ekm，得Uc=ν-，可知入射光的頻率ν不同時，遏止電壓Uc不同，A項正確；由Uc=ν-，知Uc-ν圖像的斜率k=，與入射光的頻率ν無關，B項錯誤；題圖甲所示電路中，當電壓增大到一定數值時，電流表的示數為零，此時的電壓為遏止電壓，不會達到飽和電流，C項錯誤；根據Ekm=hν-W可知，光電子的最大初動能與入射光的光照強度無關，D項錯誤。]
5.C　[處于第4能級的氫原子至少要吸收能量為0.85 eV的光子才能電離，故A錯誤；讓題圖乙所示的光電管陰極K發生光電效應，所以發生光電效應的能量值對應的躍遷為氫原子由第4能級向基態躍遷或氫原子由第3能級向基態躍遷，由題圖丙可知，b光的遏止電壓大，a光的遏止電壓小，根據Ek=hν-W，及eUc=Ek知b光為氫原子由第4能級向基態躍遷發出的，a光為氫原子由第3能級向基態躍遷發出的，故B錯誤；題圖丙中的圖線b所表示的光的光子能量為Eb=E4-E1=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV，故C正確；由題圖丙可知，b光的遏止電壓大，a光的遏止電壓小，根據Ek=hν-W，用題圖丙中的圖線a所表示的光照射陰極K時產生的光電子的最大初動能比用圖線b所表示的光照射時更小，故D錯誤。]
6.BCD　[光電效應現象說明光具有粒子性；干涉和衍射都是波特有的現象，故光的干涉現象和衍射現象表明光具有波動性，故A錯誤，B、C正確。光具有粒子性的同時又具有波動性；光在傳播時波動性顯著，而與物質相互作用時粒子性顯著，D正確。]
7.BC　[由愛因斯坦光電效應方程Ek=hν-W，又由動能定理有Ek=eU，當νa>νb時，Eka>Ekb，Ua>Ub，A錯誤，B正確；若Ua8.AC　[由題意可知，當電壓表的示數大于或等于0.9 V時，電流表讀數為0，即遏止電壓為0.9 V，對光電子由動能定理可得-eUc=0-Ekmax，即光電子的最大初動能為0.9 eV，所以光電子的初動能可能為0.8 eV，故A正確；由愛因斯坦光電效應方程有Ekmax=hν-W，可得W=hν-Ekmax=(3.6-0.9) eV=2.7 eV，故B錯誤；由題意可知，當用光子能量為3.6 eV的光照射到光電管上時，電流表G有讀數，即有光電子逸出，開關S斷開后，光電子仍然能達到陽極，即能形成光電流，故C正確；由于2 eV小于陰極的逸出功，故改用能量為2 eV的光子照射，不能發生光電效應，即電流表G沒有讀數，故D錯誤。]
9.AC　[滑動變阻器的滑片向右移，光電管兩極的電壓增大，若電壓為正向電壓，則在光電流達到最大前，電流表示數增大，在光電流達到最大后，電流表示數不變，若電壓為反向電壓，則在光電流為零前，電流表示數減小，在光電流為零后，電流表示數不變，因此，滑動變阻器的滑片向右移，電流表的讀數可能增大，A正確；根據光電效應方程和遏止電壓與最大初動能的關系可知Ekm=hν-W=eUc
光電子的最大初動能等于eUc，由題設條件無法求得金屬K的逸出功，B錯誤，C正確；若保持光的顏色不變，即光的頻率保持不變，只增加光照強度時，I-U圖像的Uc保持不變，D錯誤。]
10.BD　[根據光電效應方程有Ek=hc-W，知兩圖線的斜率均為hc，故A錯誤；乙圖線與橫軸交點對應Ek乙=0，即0=hc-W乙，且由乙圖線可知=b，聯立解得W乙=hbc，故B正確；由甲圖線可知，Ek甲=0時，則=a，解得極限波長為λ甲=，故要使金屬甲發生光電效應，入射光的波長需要小于，故C錯誤；由題圖可知，乙的極限波長小，因此乙的極限頻率大于甲的極限頻率，根據光電效應發生的條件，可知能使金屬乙發生光電效應的入射光，一定能使金屬甲發生光電效應，故D正確。]
11.hνc　νc+
解析　由圖像可知，該金屬的極限頻率為νc，
則逸出功為W=hνc
用某一單色光照射該金屬時，
實驗測得遏止電壓為Uc，則Uce=hν-hνc
該單色光的頻率為ν=νc+。
12.(1)減小　(2)無　(3)4.5
解析　(1)在A處用紫外線燈照射鋅板，鋅板發生光電效應，光電子射出后，鋅板帶正電，用一帶少量負電的金屬小球與鋅板接觸，會使鋅板上帶的正電荷減少，則驗電器指針偏角將減小。
(2)產生光電效應需要入射光的頻率達到極限頻率以上，與光照強度無關。用相同強度的鈉燈發出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉，說明黃光不能使鋅板發生光電效應，即黃光的頻率低于極限頻率。改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，紅外線的頻率小于黃光的頻率，則紅外線也不能使鋅板發生光電效應，則驗電器指針無偏轉。
(3)當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0 V，說明遏止電壓為6.0 V。則最大初動能為Ek=eU=6.0 eV，由光電效應方程有Ek=hν-W，可得光電管陰極材料的逸出功為W=hν-Ek=10.5 eV-6 eV=4.5 eV。
13.(1)h-m　(2)eU+m
解析　(1)根據光電效應方程有Ekm=h-W=m
解得W=h-m
(2)由動能定理有eU=Ek-Ekm
解得Ek=eU+m。
14.(1) 4.97×10-16 J　(2) 2.3×10-15 J
(3) 2.2×10-11 m
解析　(1)電子在磁場中半徑最大時對應的初動能最大。洛倫茲力提供向心力，
則有evB=m，Ekm=mv2
解得Ekm=
代入數據解得Ekm≈4.97×10-16 J
(2)由愛因斯坦的光電效應方程可得
Ekm=hν-W，ν=，故W=-Ekm，
代入數據解得W≈2.3×10-15 J
(3)由物質波波長公式可得λ'=
電子的動量p=mv=
解得λ'≈2.2×10-11 m。
15.(1)-　(2)-E1　(3)-
解析　(1)由W=hνc
又有W=-E1=-E1
解得νc==-
(2)氫原子從n=3能級向n=1能級躍遷輻射出的光子能量最大，此時從金屬表面逸出的光電子初動能最大，設為Ekm，
則有hν=-E1=-E1，
由Ekm=hν-W得
Ekm=-E1-(-E1)=-E1
(3)因為放出的光子能量滿足hν=En-Em，可知從n=3能級躍遷到無窮遠需要的最小能量為
ΔE=0-()=-
那么對應的頻率為ν'=-。(共45張PPT)
章末檢測試卷(第6章)
一、單項選擇題
1.(2023·泰安市高二期末)關于光電效應，下列說法正確的是
A.光電效應是原子核吸收光子向外釋放電子的現象
B.飽和電流的大小與入射光的強度有關，且隨入射光強度的增強而增大
C.金屬的逸出功與入射光的頻率成正比
D.用不可見光照射某金屬，比用可見光照射同種金屬產生的光電子的最
　大初動能大
√
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2
3
4
5
6
7
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9
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光電效應是原子吸收光子向外釋放電子的現象，A錯誤；
飽和電流的大小隨入射光強度的增強而增大，B正確；
逸出功與金屬本身的特點有關，與外界因素無關，C錯誤；
由于不可見光的頻率有的比可見光大，有的比可見光小，由愛因斯坦光電效應方程知產生光電子的最大初動能無法比較，D錯誤。
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2.(2024·北師大附中開學考)2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發出了波長在100 nm(1 nm=10-9 m)附近連續可調的世界上最強的極紫外激光脈沖。“大連光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的研究中發揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s，真空光速c=3×108 m/s)
A.10-21 J B.10-18 J
C.10-15 J D.10-12 J
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一個處于極紫外波段的光子的能量約為
E=hν== J≈2×10-18 J
由題意可知，光子的能量應比電離一個分子的能量稍大，因此數量級應相同。故選B。
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3.1985年華裔物理學家朱棣文成功利用激光冷凍原子，現代激光制冷技術可實現10-9 K的低溫。一個頻率為ν的光子被一個相向運動的原子吸收，使得原子速率減為零，已知真空中光速為c，普朗克常量為h，根據上述條件可確定原子吸收光子前的
A.速度 B.動能
C.物質波的波長 D.物質波的頻率
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光子碰撞前動量p1=h，光子被吸收過程，動量守恒，由題意知原子碰前的動量大小與光子動量大小相等，即p2=p1，又滿足p2=，聯立可得原子吸收光子前的物質波的波長λ=，C正確；
由Ek=及Ek=hν'可知，要求得原子吸收光子前的動能Ek、物質波的
頻率ν'，還需知道原子的質量m，B、D錯誤；
由Ek=mv2可知無法求出原子吸收光子前的速度，A錯誤。
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4.(2023·駐馬店市高二月考)圖甲是“探究光電效應”的實驗電路圖，光電管遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規律如圖乙所示。下列說法正確的是
A.入射光的頻率ν不同時，遏止電壓Uc不同
B.入射光的頻率ν不同時，Uc-ν圖像的斜率不同
C.圖甲所示電路中，當電壓增大到一定數值
　時，電流表的示數將達到飽和電流
D.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
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√
根據Ekm=hν-W，可知入射光的頻率不同
時，電子的最大初動能不同，又eUc=Ekm，
得Uc=ν-，可知入射光的頻率ν不同時，
遏止電壓Uc不同，A項正確；
由Uc=ν-，知Uc-ν圖像的斜率k=，與入射光的頻率ν無關，B項錯誤；
題圖甲所示電路中，當電壓增大到一定數值時，電流表的示數為零，此時的電壓為遏止電壓，不會達到飽和電流，C項錯誤；
根據Ekm=hν-W可知，光電子的最大初動能與入射光的光照強度無關，D項錯誤。
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5.(2023·河南省周口恒大中學高二月考)氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于第4能級的氫原子，向低能級躍遷過程中能發出6種不同頻率的光，其中只有頻率為νa、νb兩種光可讓圖乙所示的光電管陰極K發生光電效應。分別用頻率為νa、νb的兩個光源照射光電管陰極K，測得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。
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下列說法中正確的是
A.處于第4能級的氫原子可以吸
　收一個能量為0.75 eV的光子
　并電離
B.圖丙中的圖線a所表示的光是氫原子由第4能級向基態躍遷發出的
C.圖丙中的圖線b所表示的光的光子能量為12.75 eV
D.用圖丙中的圖線a所表示的光照射陰極K時，光電子的最大初動能比用
　圖線b所表示的光照射時更大
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處于第4能級的氫原子至少要吸
收能量為0.85 eV的光子才能電
離，故A錯誤；
讓題圖乙所示的光電管陰極K發
生光電效應，所以發生光電效應的能量值對應的躍遷為氫原子由第4能級向基態躍遷或氫原子由第3能級向基態躍遷，由題圖丙可知，b光的遏止電壓大，a光的遏止電壓小，根據Ek=hν-W，及eUc=Ek知b光為氫原子由第4能級向基態躍遷發出的，a光為氫原子由第3能級向基態躍遷發出的，故B錯誤；
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題圖丙中的圖線b所表示的光的
光子能量為Eb=E4-E1=-0.85 eV-
(-13.6 eV)=12.75 eV，故C正確；
由題圖丙可知，b光的遏止電壓
大，a光的遏止電壓小，根據Ek=hν-W，用題圖丙中的圖線a所表示的光照射陰極K時產生的光電子的最大初動能比用圖線b所表示的光照射時更小，故D錯誤。
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二、多項選擇題
6.下列說法正確的是
A.光電效應現象表明光具有波動性
B.光電效應現象表明光具有粒子性
C.光的干涉和衍射現象表明光具有波動性
D.光在傳播時波動性顯著，而與物質相互作用時粒子性顯著
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光電效應現象說明光具有粒子性；干涉和衍射都是波特有的現象，故光的干涉現象和衍射現象表明光具有波動性，故A錯誤，B、C正確。
光具有粒子性的同時又具有波動性；光在傳播時波動性顯著，而與物質相互作用時粒子性顯著，D正確。
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7.(2023·重慶市渝中區高二月考)在光電效應實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是
A.若νa>νb，則一定有UaB.若νa>νb，則一定有Eka>Ekb
C.若UaD.若νa>νb，則一定有hνa-Eka>hνb-Ekb
√
√
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由愛因斯坦光電效應方程Ek=hν-W，又由動能定理有Ek=eU，當νa>νb時，Eka>Ekb，Ua>Ub，A錯誤，B正確；
若Ua同種金屬的逸出功不變，則W=hν-Ek不變，D錯誤。
8.(2023·德陽市五中高二月考)用如圖所示的裝置研究光電效應現象，當用光子能量為3.6 eV的光照射到光電管上時，電流表G有讀數。移動滑動變阻器的滑片c，當電壓表的示數大于或等于0.9 V時，電流表讀數為0，則以下說法正確的是
A.光電子的初動能可能為0.8 eV
B.光電管陰極的逸出功為0.9 eV
C.開關S斷開后，電流表G示數不為0
D.改用能量為2 eV的光子照射，電流表G有讀數
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由題意可知，當電壓表的示數大于或等于0.9 V時，
電流表讀數為0，即遏止電壓為0.9 V，對光電子由動
能定理可得-eUc=0-Ekmax，即光電子的最大初動能為
0.9 eV，所以光電子的初動能可能為0.8 eV，故A正確；
由愛因斯坦光電效應方程有Ekmax=hν-W，可得W=hν-
Ekmax=(3.6-0.9) eV=2.7 eV，故B錯誤；
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由題意可知，當用光子能量為3.6 eV的光照射到光電
管上時，電流表G有讀數，即有光電子逸出，開關S
斷開后，光電子仍然能達到陽極，即能形成光電流，
故C正確；
由于2 eV小于陰極的逸出功，故改用能量為2 eV的光
子照射，不能發生光電效應，即電流表G沒有讀數，故D錯誤。
13
14
15
9.(2023·寧德市高二期中)如圖甲所示為光電效應實驗的電路圖，某次實驗中保持光的顏色和光照強度不變，通過實驗操作，得到電流表的示數I隨電壓表的示數U變化規律如圖乙所示，則下列說法正確的是
A.滑動變阻器的滑片向右移，電流表的讀
　數可能增大
B.金屬K的逸出功等于eUc
C.光電子的最大初動能等于eUc
D.若保持光的顏色不變，只增加光照強度，
　圖乙I-U圖像的Uc會增大
√
√
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滑動變阻器的滑片向右移，光電管兩極
的電壓增大，若電壓為正向電壓，則在
光電流達到最大前，電流表示數增大，
在光電流達到最大后，電流表示數不變，
若電壓為反向電壓，則在光電流為零前，電流表示數減小，在光電流為零后，電流表示數不變，因此，滑動變阻器的滑片向右移，電流表的讀數可能增大，A正確；
根據光電效應方程和遏止電壓與最大初動能的關系可知Ekm=hν-W=eUc
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光電子的最大初動能等于eUc，由題設
條件無法求得金屬K的逸出功，B錯誤，
C正確；
若保持光的顏色不變，即光的頻率保持
不變，只增加光照強度時，I-U圖像的Uc保持不變，D錯誤。
13
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15
10.(2023·菏澤市鄄城縣一中高二月考)金屬甲和金屬乙發生光電效應時，光電子的最大初動能Ek與入射光的波長倒數的關系如圖所示，已知普朗克常量為h，真空中的光速為c。則
A.金屬甲、乙的Ek- 圖線的斜率均等于h
B.金屬乙的逸出功為hcb
C.要使金屬甲發生光電效應，入射光的波長需要大于
D.能使金屬乙發生光電效應的入射光，一定能使金屬甲發生光電效應
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根據光電效應方程有Ek=hc-W，知兩圖線的斜率均
為hc，故A錯誤；
乙圖線與橫軸交點對應Ek乙=0，即0=hc-W乙，且由
乙圖線可知=b，聯立解得W乙=hbc，故B正確；
由甲圖線可知，Ek甲=0時，則=a，解得極限波長為λ甲=，故要使金屬甲發生光電效應，入射光的波長需要小于，故C錯誤；
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由題圖可知，乙的極限波長小，因此乙的極限頻率大于甲的極限頻率，根據光電效應發生的條件，可知能使金屬乙發生光電效應的入射光，一定能使金屬甲發生光電效應，故D正確。
15
三、非選擇題
11.(2023·福建廈門市高二期末)某金屬在光照下發生光電效應，光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關系如圖所示，已知普朗克常量為h，可知該金屬的逸出功為　　　；用某一單色光照射該金屬時，實驗測得遏止
電壓為Uc，已知電子電荷量的絕對值為e，則該單色光的頻率為　　 。
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hνc
νc+
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由圖像可知，該金屬的極限頻率為νc，則逸出功為
W=hνc
用某一單色光照射該金屬時，實驗測得遏止電壓為
Uc，則Uce=hν-hνc
該單色光的頻率為ν=νc+。
15
12.(2024·陜西省名校協作體月考)如圖甲所示，一驗電器與鋅板相連，在A處用一紫外線燈照射鋅板，關燈后，驗電器指針保持一定偏角。
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(1)現用一帶少量負電的金屬小球與鋅板接觸，則驗電器指針偏角將
　　　(選填“增大”“減小”或“不變”)。
減小
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在A處用紫外線燈照射鋅板，鋅板發生光電效應，光電子射出后，鋅板帶正電，用一帶少量負電的金屬小球與鋅板接觸，會使鋅板上帶的正電荷減少，則驗電器指針偏角將減小。
13
14
15
(2)使驗電器指針回到零，再用相同強度的鈉燈發出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉。那么，若改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗電器指針　　　(選填“有”或“無”)偏轉。
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無
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產生光電效應需要入射光的頻率達到極限頻率以上，與光照強度無關。用相同強度的鈉燈發出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉，說明黃光不能使鋅板發生光電效應，即黃光的頻率低于極限頻率。改用強度更大的紅外線燈照射
鋅板，紅外線的頻率小于黃光
的頻率，則紅外線也不能使鋅
板發生光電效應，則驗電器指
針無偏轉。
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15
(3)為了進一步研究光電效應的規律，設計了如圖乙所示的電路，圖中標有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極。現接通電源，用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0 V，則光電管陰極材料的逸出功為　　　 eV。
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當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0 V，說明遏止電壓為6.0 V。則最大初動能為Ek=eU=6.0 eV，由光電效應方程有Ek=hν-W，可得光電管陰極材料的逸出功為W=hν-Ek=
10.5 eV-6 eV=4.5 eV。
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15
13.(2023·南京市高二月考)端窗式光電倍增管(PMT)主要結構為光陰極和倍增極組成；當波長為λ的入射光照射到光陰
極上時，從光陰極上有電子逸出，光電子的
最大初速度為vm，光陰極和第一倍增極間的
加倍電壓為U，已知電子電荷量為e，質量為
m，普朗克常量為h，真空中的光速為c。求：
(1)光陰極材料的逸出功W；
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答案　h-m
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根據光電效應方程有
Ekm=h-W=m
解得W=h-m
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(2)光電子到達第一倍增極的最大動能。
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答案　eU+m
由動能定理有eU=Ek-Ekm
解得Ek=eU+m。
14.波長λ=0.071 nm的倫琴射線使金箔發射光電子，發生光電效應。光電子在磁感應強度為B的勻強磁場區域內做最大半徑為r的勻速圓周運動，已知r·B=1.88×10-4 T·m。電子的質量m=9.1×10-31 kg，e=1.6×10-19 C，c=3.0×108 m/s，h=6.63×10-34 J·s。試求：
(1)光電子的最大初動能；
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答案　4.97×10-16 J
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電子在磁場中半徑最大時對應的初動能最大。洛倫茲力提供向心力，
則有evB=m，Ekm=mv2
解得Ekm=
代入數據解得Ekm≈4.97×10-16 J
15
(2)該金屬的逸出功；
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答案　2.3×10-15 J
由愛因斯坦的光電效應方程可得
Ekm=hν-W，ν=
故W=-Ekm，
代入數據解得W≈2.3×10-15 J
(3)該電子的物質波的波長。
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答案　2.2×10-11 m
由物質波波長公式可得λ'=
電子的動量p=mv=
解得λ'≈2.2×10-11 m。
15.(2023·威海市高二月考)已知氫原子處于基態時能量為E1，處于量子數為n的激發態能級時能量為，現有一群氫原子處于n=3的激發態能級，在向低能級躍遷過程中，能放出若干種頻率的光子，用它們照射某金屬表面，發現從n=2能級向n=1能級躍遷時輻射出的光恰能
使該金屬發生光電效應，普朗克常量為h，求：(所有答
案用題目中所給字母表示)
(1)該金屬的極限頻率；
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答案　-
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由W=hνc，又有W=-E1=-E1
解得νc==-
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(2)能從該金屬表面逸出的光電子的最大初動能；
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答案　-E1
氫原子從n=3能級向n=1能級躍遷輻射出的光子能量最大，此時從金
屬表面逸出的光電子初動能最大，設為Ekm，則有hν=-E1=-E1，
由Ekm=hν-W得
Ekm=-E1-(-E1)=-E1
(3)若用光照的辦法使處于n=3能級的氫原子電離，則照射光頻率至少多大。
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答案　-
因為放出的光子能量滿足hν=En-Em，可知從n=3能級躍遷到無窮遠需要的最小能量為
ΔE=0-()=-
那么對應的頻率為ν'=-。

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