1、课时跟踪检测（十二） 光电效应 光电效应方程及其意义A组重基础体现综合1当光照射在某种金属表面时，金属表面有电子逸出。如果该入射光的强度减弱，频率不变，则()A可能不再有电子逸出金属表面B单位时间内逸出金属表面的电子数减少C逸出金属表面的电子的最大初动能减小D从光入射到光电子逸出的时间间隔延长解析：选B入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应，A错误；入射光的强度减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，光电流减弱，B正确；入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变，C错误；光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，并不影响单个光电子的逸出时间，D错误。2.如图所示为一真空光电管的应用
2、电路，关于电路中光电流的饱和值，下列说法正确的是()A发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于光电管所加的正向电压的大小D发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的光照时间解析：选B若在光电管中发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关，故B正确，A、C、D错误。3如图甲所示是研究光电效应实验规律的电路。当用强度一定的黄光照射到光电管上时，测得电流表的示数随电压变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是()A
3、若改用红光照射光电管，一定不会发生光电效应B若改用蓝光照射光电管，图像与横轴交点在黄光照射时的右侧C若用频率更高的光照射光电管，则光电管中金属的逸出功变大D若照射的黄光越强，饱和光电流将越大解析：选D根据光电效应方程EkmhW0知，红光的频率小于黄光的频率，红光照射不一定发生光电效应，但不是一定不会发生光电效应，故A错误；根据光电效应方程EkmhW0知，蓝光的频率大于黄光的频率，则光电子的最大初动能增大，所以反向遏止电压增大，图像与横轴交点在黄光照射时的左侧，故B错误；光电管中金属的逸出功的大小是由材料本身决定的，与入射光的频率无关，故C错误；增加入射光的强度，则单位时间内产生的光电子数目增加
4、，饱和光电流将越大，故D正确。4在两种金属a和b的光电效应实验中，测量反向遏止电压Uc与入射光子频率的关系，下图中正确的是()解析：选D根据光电效应方程得EkmhW0，又EkmeUc，解得Uc，则反向遏止电压Uc与入射光子频率的关系图像是不过原点的直线；对于不同的金属逸出功W0不同，则两图像的斜率相同，截距不同。故D正确。5用一束单色光照射A、B两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大，则()A若增大光照强度，则光电子的最大初动能增大B金属A的逸出功比金属B的逸出功大C金属A的截止频率比金属B的截止频率低D得到的光电子在真空中运动的速度为光速解析：选C根据光电效
5、应方程mv2hWhh0，由题意可知金属A的逸出功比金属B的逸出功小，金属A的极限频率比金属B的极限频率低，增大光照强度，单色光的频率不变，则光电子的最大初动能不变，得到的光电子在真空中运动的速度小于光速，故C正确，A、B、D错误。6有a、b、c三束单色光，其波长关系为abc123。当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek，若改用b光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为Ek，当改用c光束照射该金属板时()A能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为EkB能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为EkC能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为EkD由于c光束光子能量较小，该金属
6、板不会发生光电效应解析：选B对a、b、c三束光由光电效应方程有：WEk，WEk，由以上两式得Ek，WEk。当改用c光束照射该金属板时有：WEkEkEk，B正确。7人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。已知普朗克常量为6.631034 Js，光速为3.0108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是()A2.31018 WB3.81019 WC7.01010 W D1.21018 W解析：选A因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，所以察觉到绿光所接收的最小功率P，式中E6，t1 s，又hh，可解得P
7、W2.31018 W，A正确。8光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9由表中数据得出的论断中不正确的是()A两组实验采用了不同频率的入射光B两组实验所用的金属板材质不同C若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大解析：选B由光子的能量Eh可知
8、，若入射光子的能量不同，则入射光子的频率不同，A正确。由爱因斯坦光电效应方程hWEk可求出两组实验的逸出功W均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B错误。由hWEk，W3.1 eV，当h5.0 eV时，Ek1.9 eV，C正确。相对光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，D正确。9紫光在真空中的波长为4.5107 m，问：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射极限频率为04.621014 Hz的金属钾时能否产生光电效应？(3)若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h6.631034 Js)解析：(1)紫光光子的能量Ehh4.421
9、019 J。(2)紫光频率6.671014 Hz，因为0，所以能产生光电效应。(3)光电子的最大初动能为EkmhWh(0)1.361019 J。答案：(1)4.421019 J(2)能(3)1.361019 JB组重应用体现创新10.(多选)如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数的关系图像，由图像可知()A图像中的0是产生光电效应的最小波长B普朗克常量和光速的乘积hcE0C该金属的逸出功等于ED若入射光的波长为，产生的光电子的最大初动能为2E解析：选BD图像中的0是产生光电效应的最大波长，选项A错误；根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能Ek与入射光的波
10、长的倒数的关系图像对应的函数关系式为EkhcW，由题图可知Ek0时，hcE0，选项B正确；由EkhcW，并结合关系图像可得该金属的逸出功WE，选项C错误；若入射光的波长为，由EkhcW，解得EkhcW3EE2E，即产生的光电子的最大初动能为2E，选项D正确。11.研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为的光照射光电管阴极K时，有光电子产生。由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动。光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出。当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为遏止电压Uc。在下列表示光电效应实验规律的图像中，错误的是()解析：选B当反向电压
11、U与频率一定时，光电流与入射光强度成正比，A正确。遏止电压Uc与入射光频率的关系图像应为一条不过坐标原点的倾斜直线，B错误。当光强I和频率一定时，反向电压增大，光电流减小，若反向电压超过遏止电压Uc，则光电流为零，C正确。光电效应发生所需的时间小于109 s，D正确。12(2021山东日照高二下期末)(多选)在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，用相同频率的单色光分别照射锌板和银板的表面，结果都能发生光电效应，实验电路如图甲所示，并记录相关数据。对于这两组实验，下列判断正确的是()A. 因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压Uc不同B饱和光电流一定不同C光电子的最大初动能不同D分别
12、用不同频率的光照射同种金属之后绘制Uc-图像(为照射光频率，图乙为其中一个小组绘制的图像)，两小组绘制的图像的斜率可能不同解析：选AC根据光电效应方程EkmhW0和eUcEkm可知，照射光的频率相同，对于逸出功不同的材料，遏止电压也不同，故A正确；虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，即饱和光电流可能相同，故B错误；根据光电效应方程EkmhW0可知，频率相同，逸出功不同，则光电子的最大初动能也不同，故C正确；因为Uc，知图像的斜率为定值，即图像的斜率相同，故D错误。13几种金属的逸出功W0见下表：金属钨钙钠钾铷W0/(1019 J)7.265.123.663.60
13、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4.01077.6107 m，普朗克常量h6.631034 Js，光速c3108 ms1。(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？解析：(1)波长越小，光子频率越大，根据最小波长求出最大的光子能量。由Eh，联立得Eh将4.0107 m代入，解得E4.971019 J。根据光电效应规律可知，入射光的频率大于金属的极限频率可发生光电效应，又极限频率0，则可见光能使钠、钾、铷发生光电效应。(2)根据光电效应方程可知，EkmEW0，入射光的光子能量E越大，金属的逸出功W0越小，则逸出的光电子初动能越大。根据表格数据知，照射金属铷时，逸出的光电子最大初动能最大。将E4.971019 J和W03.411019 J代入，解得Ekm1.561019 J。答案：(1)能使钠、钾、铷发生光电效应(2)铷1.561019 J