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光电效应练习
一、单选题
在进行光电效应实验时，用黄光照射某金属表面时发生光电效应现象，并产生了光电流，则(
1. )
A. 若增大黄光的照射强度，光电子的最大初动能将增大
B. 若增大黄光的照射强度，单位时间内出射的电子数目将增多
C. 若改用红光照射该金属，一定能产生电效应现象
D. 若改用蓝光照射该金属，饱和光电流一定增大
爱因斯坦由于发现了光电效应的规律而获得了1921年的诺贝尔物理学奖．光子像其他粒子一
2. 样，也具有能量．下列说法正确的是
A. 电子要从金属中挣脱出来，必须克服金属表面层内的阻碍所做的功叫逸出功
B. 如果入射光很弱，电子需要几分钟甚至几十分钟才能获得逸出表面所需的能量
C. 对于同种颜色的光产生光电效应时，光越强，饱和电流也越大
D. 电子吸收光子能量后形成光电子，光电子逸出时的初动能是相同的
某同学研究光电效应的实验电路如图所示，用不同的光分别照射密封真空管的钠阴极(阴极K)，
3. 钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了三条光电流与电压之
间的关系曲线(为甲光、乙光、丙光)，如图所示，则以下说法正确的是()
A. 无论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应
B. 乙光的频率小于丙光的频率
C. 甲光的强度小于乙光的强度
D. 甲光对应的光电子最大初动能大于乙光的光电子的最大初动能
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hiknow_007硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似：当光照
4. 射硅光电池，回路里就会产生电流。关于光电效应，下列说法正确的是
A. 任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流
B. 只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出
C. 逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关
D. 超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大
下列说法正确的是
5. A. 康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射光的波长比入射光的波长略
长
B. 康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C. 光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性
D. 光电效应实验中，遏止电压与入射光的光照强度有关
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ν的光照射光电管时，发生了
6. 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E 与入射光频率ν的关系图像，
k
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
A. 普朗克常量为ℎ =
b
B. 断开开关S后，电流表G的示数不为零
C. 仅增大照射光的强度，光电子的最大初动能将增大
D. 保持照射光强度不变，仅提高照射光的频率，电流表G的示数保持不变
在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用频率为ν、2ν的单色光照射某金属，逸出的光电
7. 子最大速度之比为1：2，普朗克常量用h表示，则()
A. 光电子的最大初动能之比为1：2
2hν
B. 该金属的逸出功为当
3
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hiknow_007ν
C. 该金属的截止频率为
3
ν
D. 用频率为 的单色光照射该金属时能发生光电效应
2
关于光电效应有如下几种陈述，其中正确的是()
8. A. 爱因斯坦提出“光子说“并成功解释了光电效应现象
B. 入射光的频率必须小于极限频率，才能产生光电效应
C. 光电效应说明光具有波动性
D. 发生光电效应时，若入射光频率增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
2
分别用波长为λ和 λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以
3
9.
h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为()
ℎc 3ℎc 3ℎc 2ℎλ
A. B. C. D.
2λ 2λ 4λ c
某种金属材料，当用绿光照射时，有光电子从金属表面逸出，如果换用紫光照射该金属，光的
10. 强度减弱，则( )
A. 单位时间内逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小
B. 单位时间内逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能增大
C. 单位时间内逸出的光电子数增大，光电子的最大初动能减小
D. 单位时间内逸出的光电子数增大，光电子的最大初动能增大
某同学设计了如图所示的电路来研究光电效应现象，结点Q位于
11. 滑动变阻器的中点，初始状态时，滑动触头P也恰好位于滑动变
阻器的中点。实验过程中，当该同学用绿光照射光电管时，灵敏电
流计有示数，下列说法正确的是()
A. 若换用紫光照射光电管，则电流计的示数一定增大
B. 若增大绿光的光照强度，则电流计的示数一定增大
C. 若将滑动触头P向右滑动，则电流计的示数一定不断增大
D. 若将滑动触头P向左滑动，则电流计的示数一定能减小为0
二、多选题
如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没
12. 有电流通过。其原因可能是()
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hiknow_007A. 入射光太弱
B. 入射光波长太长
C. 光照时间太短
D. 电源正、负极接反
在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是(
13. )
A. 增大入射光的强度，光电流增大
B. 减小入射光的强度，光电效应现象消失
C. 改变频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应
D. 改变频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
四种金属的逸出功如表所示，下列说法正确的是()
14. 金属 钙 钠 钾 铷
W /eV 3.20 2.29 2.25 2.13
0
A. 四种金属中，钙的截止频率最低
B. 逸出功就是使电子脱离金属所做功的最小值
C. 若某种光照射四种金属时均发生光电效应，则阴极金属为铷时对应的遏止电压最大
D. 若某种光照射钠时有光电子逸出，则增加入射光强度，从钠表面逸出的电子最大初动能变
大
下列说法中正确的是( )
15. A. 两个轻核发生聚变反应，产生的新核的质量一定等于两个轻核的质量和
B. 在核反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能
C. 当用氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光照射某金属时有光电子逸出，则用从n=3
能级跃迁到n=1能级辐射的光照射该金属也一定会有光电子逸出
D. 氢原子从n=2跃迁到n=1能级辐射的光的能量为10.2eV，只要是能量大于10.2eV的光子
都能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()
16. A. 增大入射光的强度，饱和光电流增大
B. 减小入射光的强度，光电效应现象消失
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hiknow_007C. 改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应
D. 改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
三、填空题
图甲为观测光电效应的实验装置示意图，已知实验中测得某种金属的遏止电压U 与入射频率ν
C
17. 之间的关系如图乙所示，则根据图像可知，普朗克常量ℎ =__________，该金属的逸出功W
0
=
__________；如果实验中入射光的频率为ν (ν >ν )，则产生的光电子的最大初动能E =
2 2 1 k
__________(已知电子的电荷量为e，U 、ν 均为已知量)。
1 1
光电效应实验中，用波长为λ 的单色光A照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出．当
0
18.
λ
波长为 0的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能为________，A、B两种光子的动
2
量之比为________.(已知普朗克常量为h、光速为c)
(1)用同一光电管研究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
19. 压U的关系如图。则a光光子的频率____b光光子的频率(选填“大于”“小于”或“等于”);
且a光的强度____b光的强度(选填“大于”“小于”或“等于”)。
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hiknow_007(2)一个静止的原子核 ，衰变时放出一个质量为m 、速率为v 的粒子，同时产生一个质
1 1
量为m 的反冲新核 和一个光子，测得新核的速率为v 、光子与新核运动方向相同。已知
2 2
普朗克常量为h，写出该衰变的方程并_______求出光子的波长λ=____。
四、实验题
20. 如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极
的极限频率为ν ，元电荷为e，普朗克常量为h。现将频率为ν(大于ν )的光照射在阴极上，则：
0 0
(1)阴极材料的逸出功等于________。
(2)将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是_______________。
(3)为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加上U =________的反向电压。
反
(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是()
A.照射光频率不变，增加光强 B.照射光强度不变，增加光的频率
C.增加A、K电极间的电压 D.减小A、K电极间的电压
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hiknow_00721. 为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光子”的概念，并给出了光电效应方程，但这一观
点一度受到质疑，密立根通过下述实验来验证其理论的正确性，实验电路如图1所示。
(1)为了测量遏止电压U 与入射光频率的关系，实验中双刀双掷开关应向__________闭合。(
0
选填“上”或“下”)
(2)如果实验所得U −v图象如图2所示，其中U 、v 、v 为已知量，元电荷带电荷量为e，
0 1 1 0
那么：
①只需将__________与普朗克常量h进行比较，若在误差许可的范围内二者相等，则证明“光
电效应方程”是正确的。
②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为__________。
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hiknow_007答案和解析
1.【答案】B
【解答】
A、根据爱因斯坦光电效应方程，增大黄光的照射强度，不能改变光电子的最大初动能，A错误；
B、增大黄光的照射强度，入射光子数增多，则单位时间内出射的光电子数目将增多，B正确；
C、红光频率低于黄光频率，不一定能产生光电效应，C错误；
D、改用蓝光照射，入射光子数不一定增多，饱和光电流不一定增大，D错误。
2.【答案】C
【解答】
A、电子要从金属中挣脱出来，需要克服金属内正电荷对电子的吸引，而不是金属表面层内的阻碍，
故A错误；
B、通常认为一个电子只能吸收一个光子，如果入射光很弱，光子的能量不足以克服电子的逸出功，
则无论照射多长时间都没有电子逸出，故B错误；
C、对于同种颜色的光产生光电效应时，光越强，光子越多，则逸出的光电子越多，饱和电流也越
大，故C正确；
D、电子吸收光子能量后形成光电子，根据广电效应方程可知光电子逸出时的初动能
1
，因为入射光频率不同，故光电子逸出时的初动能
mv2
可能不同，故D错
2 m
误。
3.【答案】B
【解答】
A.发生光电效应的条件时入射光的频率大于极限频率与光强无关，A错误；
C.由图可知，甲的饱和电流大于乙的饱和电流，而光的频率相等，所以甲光的光强大于乙光的光强，
C错误；
1
BD.根据eU = mv2 = ℎν−W，入射光的频率越高，对应的截止电压U 越大，因此乙光的频
截 2 m 截
率小于丙光的频率，故光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截
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hiknow_0071
止频率，可知，乙光对应的截止频率小于丙光的截止频率，根据eU = mv2 = ℎν−W，乙光的
截 2 m
截止电压等于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能等于乙光的光电子最大初动能，
故B正确，D错误。
故选B。
4.【答案】C
【解答】
A.对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于这个频率，才能发生光电效应，
故A错误；
B.根据发生光电效应的条件，任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能使它发生光
电效应，故B错误；
C.入射光频率越高，逸出光电子的最大初动能越大，故C正确；
D.入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，与入射光的强度无关，故D错误。
5.【答案】A
【解答】
A.康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射光的波长比入射光的波长略长，故
A正确；
B.康普顿效应表明光子不仅具有能量，还具有动量，故B错误；
C.光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，故C错误；
D.根据光电效应方程E =eU = ℎν−W ，知遏止电压与入射光的频率、逸出功有关，与入射光的
km c 0
光照强度无关，故D错误；
6.【答案】B
7.【答案】B
【解答】
1
A.因逸出的光电子最大速度之比为1：2，由：E = mv2 可知，E ：E =1：4，故A错误；
k 2 k1 K2
2ℎν
B.根据爱因斯坦光电效应方程可知E = ℎν−W，E = ℎ·2ν−W，解得：W = ，故B正确；
K1 K2 3
2ν
C.根据爱因斯坦光电效应方程可知0= ℎν −W，解得该金属的截止频率ν = ，故C错误；
c c 3
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hiknow_007ν ν
D.用频率为 的单色光照射该金属时，因 <ν ，所以不能满足光电效应发生条件，因此不能发生
2 2 c
光电效应，故D错误。
8.【答案】A
【解析】解：A、因斯坦用光子说成功解释了光电效应，故A正确；
B、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，与入射光的强度与照射的时间无关，
故B错误；
C、光电效应说明光具有粒子性，并不是波动性，故C错误；
D、根据光电效应方程E = ℎν−W 知，最大初动能与光子频率成一次函数关系，随照射光的频
Km 0
率增大而增大，不是成正比关系，故D错误；
9.【答案】A
【解答】
ℎc
光子能量为：E= ①
λ
ℎc
根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为：E = −W ②
km λ
2
根据题意：λ =λ，λ = λ，E ：E =1：2 ③
1 2 3 km1 km2
ℎc
联立①②③可得逸出W = ，故BCD错误，A正确。
2λ
10.【答案】B
【解答】
根据光电效应方程E = ℎν−W 得，光的强度不影响光电子的最大初动能，对某种特定的金属，
km 0
光电子的最大初动能与入射光的频率有关，入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目。紫光
的频率较大，所以光电子的最大初动能增大；光的强度减弱，单位时间内逸出的光电子数目减少，
故ACD错误，B正确。
11.【答案】B
【解析】解：A、光的强弱才影响单位时间内发出光电子的数目，所以换用紫光照射光电管，则电
流计的示数不一定增大。故A错误；
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hiknow_007B、增大入射光强度则单位时间内产生的光电子增加，所以发生了光电效应时，保持滑动变阻器触
头位置不变，若增大绿光的光照强度，则电流计的示数一定增大。故B正确；
C、将滑动触头P向右滑动，光电管两侧接入的是正向电压，当滑动到某一位置时，若电路中的光
电子已经达到了最大饱和光电流，则滑动变阻器的触头继续向右滑动，电流表的示数可能不发生变
化。故C错误；
D、将滑动触头P向左滑动，光电管两侧接入的是反向电压，则电流计的示数一定能减小，但只有
当反向电压大于截止电压时，电流才能减小到0.故D错误。
12.【答案】BD
13.【答案】AD
【解答】
A.根据爱因斯坦光电效应分析得，增大光强，射出的光电子数目增多，则光电流增大，故A正确；
B.是否发生光电效应与光强无关，故B错误；
C.根据光电效应方程：ℎν−W =E ，只要照射光的频率超过了截止频率都会发生光电效应，用频
0 k
率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，现改变频率小于ν的光照射，有可能仍大于截止频
率而发生光电效应，故C错误；
D.根据光电效应方程：ℎν−W =E ，增大频率，光电子的最大初动能增大，D正确。
0 k
14.【答案】BC
【解答】
A.依据W = ℎν ，可知，四种金属中，铷的极限频率最小，故A错误；
0 0
B.由逸出功的定义可知，逸出功就是使电子脱离金属所做功的最小值，故B正确；
C.依据光电效应方程eU=E = ℎν−W ，若某种光照射四种金属时均发生光电效应，由于铷的逸
km 0
出功最小，则铷逸出电子的最大初动能最大，则遏止电压也最大，故C正确；
D.光电效应方程E = ℎν−W ，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故D错误。
km 0
15.【答案】BC
【解答】
A.两个轻核发生聚变反应，释放能量，根据爱因斯坦质能方程知，质量亏损，故A错误；
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hiknow_007B.在核反应中，由比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核会释放核能，故B正确；
C.当用氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光照射某金属时有光电子逸出，用从n=3能级跃迁
到n=1能级辐射的光的能量大于氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光的能量，所以用从n=3
能级跃迁到n=1能级辐射的光照射该金属也一定会有光电子逸出，故C正确；
D.由低能级向高能级跃迁时，吸收光子的能量需等于两能级间能量差，所以能量大于10.2eV的光
子不一定能使处于基态的氢原子跃迁到激发态，故D错误。
16.【答案】AD
【解答】A.增大入射光的强度，单位时间内照到单位面积上的光子数增加，光电流增大， A正确;
B.减小入射光的强度，只是光电流减小，光电效应现象是否消失与光的频率有关，而与光的强度无
关， B错误;
C.改用频率小于ν的光照射，但只要光的频率大于极限频率ν 仍然可以发生光电效应， C错误;
0
1
D.由爱因斯坦光电效应方程ℎν−W = mv2 得：光频率ν增大，而W 不变，故光电子的最大初
逸 2 逸
动能变大， D正确。
eU eU
17.【答案】 1 ；eU ； 1 (ν −ν )
ν 1 v 2 1
1 1
【解答】
由图象可知，U = ℎν − W 0知图线的斜率 U 1= ℎ ，那么普朗克常量ℎ = eU 1.当遏止电压为零时，
c e e ν e ν
1
最大初动能为零，则入
射光的能量等于逸出功，所以W = ℎν =eU ;如果实验中入射光的频率为ν (ν >ν )，根据光电
0 0 1 2 2 1
效应方程
eU
E = ℎν−W = ℎν −eU = 1 (ν −ν )
km 0 2 1 v 2 1
1
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hiknow_007ℎc
18.【答案】 1∶2
λ
0
c c c
【解析】[解析]由题意可知，ℎ =W，E =2ℎ −W = ℎ ；光子的动量与其波长成反比，所
λ k λ λ
0 0 0
以两种光子动量之比为1∶2．
ℎc
[答案] 1∶2
λ
0
19.【答案】(1)大于；大于；
ℎ
；
m v −m v
1 1 2 2
求得波长。
【解答】
(1)由题意可得a光照射光电管时遏止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以a光光子的
频率大；由图可知，a光的饱和光电流较大，因此a光的光强大于b光；
(2)在衰变和核反应方程中遵循质量数守恒、电荷数守恒，所以生成物中粒子的质量数为4，电荷
数为2，即α粒子，该衰变方程为
在衰变和核反应中另外遵循动量守恒，根据动量守恒(以v 的方向为正方向)
1
ℎ
0=m v −m v − ，
1 1 2 2 λ
ℎ
得λ=
。
m v −m v
1 1 2 2
故答案为：(1)大于；大于；
ℎ
； 。
m v −m v
1 1 2 2
ℎν−ℎν
20.【答案】(1)ℎν ； (2)逐渐增大，直至保持不变； (3) 0；(4)A
0 e
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hiknow_007【解答】
(1)由图可知，K是阴极，A是阳极，依据光电效应方程：E = ℎν−W ，当E =0时，入射光的
km 0 km
能量等于阴极材料的逸出功，则有：阴极材料的逸出功等于ℎν ；
0
(2)将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是先渐渐增大，当达到饱
和电流时，则不变；
(3)由动能定理得−eU =0−E
反 K
ℎν−ℎν
所以U = 0；
反 e
(4)A.照射光频率不变，增加光强，则入射光的光子数目增多，导致光电流的饱和值增大，故A正
确；
B.照射光强度不变，增加光的频率，则入射光的光子数目减少，导致光电流的饱和值减小，故B错
误；
C.增加A、K电极间的电压，会导致光电流增大，但饱和值不变，故C错误；
D.减小A、K电极间的电压，会导致光电流减小，但饱和值不变，故D错误；
故选：A。
ℎν−ℎν
故答案为：(1)ℎν ； (2)逐渐增大，直至保持不变； (3) 0；(4)A。
0 e
21.【答案】(1)下
eU eU
(2)① 1 ；② 1 ⋅v
v −v v −v 0
1 0 1 0
【解答】(1)测量遏止电压需要将阴极K接电源的正极，可知实验中双刀双掷开关应向下闭合。
ℎ ℎ
(2)①根据爱因斯坦光电效应方程：E = ℎv−W 由动能定理：eU=E 得：U = v − v ，结
k 0 k 1 e 1 e 0
U eU
合图象知：k= ℎ = 1 ；解得，普朗克常量：ℎ = 1 ；
e v −v v −v
1 0 1 0
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hiknow_007eU
②截止频率为v ，则该金属的逸出功：W = ℎv = 1 ⋅v 。
0 0 0 v −v 0
1 0
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hiknow_007
