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1．关于光电效应，下列说法正确的是( )
A．截止频率越大的金属材料逸出功越大
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应
C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小
D．发生光电效应时，入射光的频率一定，光强越强，单位时间内逸出的光电子数就越少
2．(2022·江苏卷·4)上海光源通过电子－光子散射使光子能量增加，光子能量增加后( )
A．频率减小 B．波长减小
C．动量减小 D．速度减小
3．(2024·宁夏银川一中期中)物理学中有很多关于“通量”的概念，如磁通量、辐射通量等，
其中辐射通量Φ表示单位时间内通过某一截面的辐射能，其单位为J/s，波长为λ的平行光
垂直照射在面积为S的纸板上，已知该束光单位体积内的光子数为n，光速为c，普朗克常
量为h，则该束光的辐射通量为( )
A. B. C. D.
4．(2023·广东广州市检测)如图，放映电影时，强光照在胶片上，一方面，将胶片上的
“影”投到屏幕上；另一方面，通过声道后的光照在光电管上，随即产生光电流，喇叭发出
与画面同步的声音。电影实现声音与影像同步，主要应用了光电效应的下列哪一条规律(
)
A．光电效应的发生时间极短，光停止照射，光电效应立即停止
B．入射光的频率必须大于金属的截止频率，光电效应才能发生
C．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大
D．当入射光的频率大于截止频率时，光电流的大小随入射光的强度增大而增大
5．微光夜视仪可以在极低亮度的环境下，利用火光、月光、星光、大气辉光等微弱光线或
者发射红外探测光照射物体，物体反射的光通过像增强器放大后转变成人眼可清晰观察的图
像，从而实现在夜间对目标进行观察。微光夜视仪的核心部件是像增强器，它主要由光电阴
极、微通道板、荧光屏幕三个部分组成(如图所示)。光电阴极将微弱的原始光信号通过光电
效应转化成光电子，再通过微通道板对电子进行倍增，利用二次发射的电子能将光电子数量
增加数百上千倍，最后在荧光屏幕(阳极)上将增强后的电子信号再次转换为光学信号，让人眼可以看到。在整个过程中，电子会被外加的静电场加速，进一步增强信号，下列说法正确
的是( )
A．原始光信号无论频率多少，都能使光电阴极发生光电效应
B．原始光信号频率越大，则经过光电阴极发生光电效应后光电子的最大初动能越大
C．原始光信号转化而成的光电子就是光子
D．电子被外加静电场加速，说明该电场方向与电子运动方向相同
6.(2023·浙江1月选考·11)被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉
冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天
体射向天眼的辐射光子中，有η(η<1)倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν
的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为ν光子的功率为( )
A. B.
C. D.
7.(2021·江苏卷·8)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率
ν<ν，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值E 随电压U变化关系的图像是
1 2 km
( )
8．(多选)在光电效应实验中，分别用频率为ν 、ν 的单色光a、b照射到同种金属上，测得
a b
相应的遏止电压分别为U 和U ，光电子的最大初动能分别为E 和E ，h为普朗克常量。
a b ka kb
下列说法正确的是( )
A．若ν＞ν，则一定有U＜U
a b a b
B．若ν＞ν，则一定有E ＞E
a b ka kbC．若U＜U，则一定有E ＜E
a b ka kb
D．若ν＞ν，则一定有hν－E ＞hν－E
a b a ka b kb
9.(多选)(2024·贵州贵阳市开学考)利用如图所示的电路做光电效应实验。实验时，闭合开关
S，用两种已知频率的入射光照射光电管，在电路中均出现了光电流。电子的电荷量已知，
现把电源的正负极对调后可以测出( )
A．普朗克常量
B．K极金属材料的逸出功
C．一定光强下的饱和电流
D．光电子脱离金属后的最大初动能
10.(多选)(2023·天津市模拟)如图所示，甲、乙为两束光经过同一双缝干涉装置后产生的干涉
条纹，丙图为光电效应实验图，实验中施加反向电压得到的光电流 I与光电管两端电压U的
关系如图丁所示，下列说法正确的是( )
A．若甲光能使丙图中光电管产生光电流，则乙光一定能使丙图中光电管产生光电流
B．当U 小于0，但U 没有达到遏止电压时，流经电流表方向为从上到下
AK AK
C．若甲光对应丁图中曲线b，则乙光可能对应丁图中曲线c
D．a光照射光电管产生的光电子动能一定小于b光照射光电管产生的光电子动能
11.(2024·江苏南通市模拟)某点光源以功率P向外均匀辐射某频率的光子，点光源正对图中
的光电管窗口，窗口的有效接收面积为S，每个光子照射到阴极K都能激发出一个光电子。
已知闭合开关时电压表示数为U，阴极K的逸出功为W ，光速为c，电子电荷量为e，光子
0能量为E，光电管每秒接收到N个光子。求：
(1)光子的动量大小p和光电子到达阳极A时的最大动能E ；
km
(2)微安表的最大电流I和光电管窗口距点光源的距离R。
12．(2023·安徽宿州市一模)太阳内部不断发生轻核聚变反应，向外辐射能量，其辐射的总功
率P＝3.75×1026 W。已知辐射的光传到地球需要t＝500 s，地球的半径R ＝6.4×106 m，
0
真空中的光速c＝3×108 m/s。求：(结果均保留两位有效数字)
(1)地球接收太阳能的功率P；
0
(2)依据爱因斯坦波粒二象性理论，能量为ε的光子具有的动量为5×10－19 kg·m/s。假设辐
射到地球上的太阳光全部被吸收，而没有被反射，估算地球受到太阳光的压力F的大小。第 1 练 能量量子化 光电效应
1．A [逸出功W ＝hν，W∝ν，A正确；只有照射光的频率大于或等于金属截止频率，才
0 c 0 c
能发生光电效应，与光照的时间无关，B错误；由光电效应方程E ＝hν－W 知，最大初动
k 0
能与入射光的频率和金属逸出功两个因素有关，入射光频率 ν不确定时，无法确定E 与W
k 0
的关系，C错误；发生光电效应的前提下，入射光的频率一定时，光强越强，单位时间内逸
出的光电子数越多，D错误。]
2．B [根据ε＝hν可知光子的能量增加后，光子的频率增加，又根据λ＝，光在真空中传播
速度不变，可知光子波长减小，故A、D错误，B正确；根据p＝，可知光子的动量增大，
故C错误。]
3．A [时间t内，照射在纸板上的光子数为N＝nctS，辐射能为E＝Nhν＝Nh，则该束光的
辐射通量为Φ＝＝，故选A。]
4．A [电影实现声音与影像同步，主要应用了光电效应中的规律是：光电效应的发生时间
极短，光停止照射，光电效应立即停止，依据该原理实现声音与影像同步，故选A。]
5．B [原始光信号频率必须大于等于截止频率，才能发生光电效应，选项 A错误；由E ＝
k
hν－W 知原始光信号频率越大，则经过光电阴极发生光电效应后光电子的最大初动能越大，
0
选项B正确；原始光信号转化而成的光电子是电子，而非光子，选项 C错误；电子被外加
静电场加速，说明该电场方向与电子运动方向相反，选项D错误。]
6．A [设天体发射频率为ν光子的功率为P，由题意可知天眼每秒接收光子的能量E＝P··η
＝Nhν，解得P＝，故选A。]
7．C [光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时
动能的最大值E ＝Ue＋hν－hν ，可知E －U图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，
km 截止 km
则图像在纵轴上的截距越小，因ν<ν，则图像C正确，A、B、D错误。]
1 2
8．BC [由爱因斯坦光电效应方程得E＝hν－W，由动能定理得E＝eU，用a、b单色光照
k 0 k
射同种金属时，逸出功W 相同。当ν ＞ν 时，一定有E ＞E ，U ＞U ，故选项A错误，B
0 a b ka kb a b
正确；若U ＜U ，则一定有E ＜E ，故选项C正确；因逸出功相同，有W ＝hν － E ＝
a b ka kb 0 a ka
hν－ E ，故选项D错误。]
b kb
9．ABD [将电源反接，光电管中加反向电压，调节滑动变阻器，当电流表的示数为 0时，
电压表的示数表示遏止电压，由动能定理得，光电子获得的最大初动能E ＝eU，则该实验
km c可以测量光电子脱离金属后的最大初动能，故选项D正确；根据光电效应方程得E ＝hν－
km
W，两种入射光的频率ν已知，由该装置可以测出两种入射光光电子获得的最大初动能，从
0
而列出两个方程，解方程组则可以计算出普朗克常量 h和K极金属材料的逸出功W ，故
0
A、B正确；若加正向电压，调节滑动变阻器，当电流表的示数不再增大时，电流表的示数
为该光强下的饱和电流，加反向电压不能得到饱和电流，故C错误。]
10．AB [根据Δx＝λ，可知甲光波长比乙光长，甲光频率小于乙光，若甲光能使题图丙中
光电管产生光电流，则乙光一定能使题图丙中光电管产生光电流，选项A正确；U 没有达
AK
到遏止电压时，光电子在光电管中的运动方向由右至左，电流流经电流表方向为从上到下，
选项B正确；根据题图丁可知，b、c两种光射向同一光电管，反向遏止电压是一样的，说
明b、c是同一种频率的光，但是由A选项可知，甲、乙光频率不同，两者是矛盾的，选项
C错误；根据上述分析可知，a光遏止电压小，由爱因斯坦光电效应方程可知，a光照射产
生的光电子的最大初动能一定小于b光照射的，但是a光照射光电管产生的光电子动能不一
定小于b光照射光电管产生的光电子动能，选项D错误。]
11．(1) E－W＋eU
0
(2)Ne
解析 (1)每个光子的能量E＝hν
每个光子的动量为p＝＝
光电子从K逸出时的最大初动能
E＝E－W
k 0
光电子到达A时的最大动能
E ＝E＋eU＝E－W＋eU
km k 0
(2)通过微安表的电流I＝＝Ne，设t秒发射总光子数为n，则·S＝Nt，t秒辐射光子的总能量
E′＝nE＝·t，点光源辐射光子的功率P＝＝，得光电管窗口距点光源的距离R＝。
12．(1)1.7×1017 W (2)5.7×108 N
解析 (1)日地之间的距离
r＝ct＝3×108×500 m＝1.5×1011 m
根据球面积公式，太阳在距地球处的球面积S＝4πr2
过地球的球心的截面面积S＝πR2
0 0
地球表面接收到太阳能的功率
P＝P＝·P
0
＝×3.75×1026 W
≈1.7×1017 W
(2)设地球在Δt时间内接收到的光子数为n，接收到的光子的能量nε＝PΔt，一个光子动量p
0
＝＝根据动量定理FΔt＝np
代入数据解得F≈5.7×108 N。
