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第83 练 光电效应
分值：60 分
1~6 题每小题5 分，共30 分
1.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是( )
2.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，入射光越强，单位时间内逸出的光电子数就越少
3.(2025·山东泰安市检测)如图甲所示的电路，可用于研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等
物理量的关系。图中A、K 两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c 三束单色
光照射，调节A、K 间的电压U，得到光电流I 与电压U 的关系如图乙所示。由图可知( )
A.研究遏止电压时，电源左端应为负极
B.单色光b 光子的能量小于单色光a 光子的能量
C.单色光b 的频率小于单色光a 的频率
D.单色光a 和c 的频率相同，但a 光强度更强些
4.(2024·山东滨州市检测)用如图所示电路研究光电效应现象，A、K 两个电极密封在真空玻璃管中。先后用
频率为ν1、ν2的入射光照射K 极，电压表测出遏止电压分别为Uc1和Uc2，下列说法正确的是( )
A.光电子在K、A 间做加速运动
B.普朗克常量h＝e(U c1-U c 2)
ν1- ν2
C.增大入射光的强度，K 极金属的逸出功也增大
D.当微安表示数最大时，电压表示数即为遏止电压
5.(2024·山东淄博市模拟)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。普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能
察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )
A.2.3×10－18 W
B.3.8×10－19 W
C.7.0×10－10 W
D.1.2×10－18 W
6.(2025·山东泰安市肥城市质检)如图所示为研究光电效应的装置，当分别利用波长为2λ、λ 的单色光照射
锌板时，从锌板表面逸出的光电子的最大初速度之比为1∶3，电流计的示数均不为零。已知单色光在真空
中的传播速度为c，普朗克常量为h，则( )
A.锌板的极限频率为9c
16 λ
B.用波长为2λ 的光照射锌板时，电流计的示数较大
C.用波长为3λ 的单色光照射锌板时，定能从锌板表面逸出光电子
D.用波长为2λ、λ 的单色光分别照射锌板时，二者遏止电压之比为1∶9
7~9 题每小题6 分，10 题12 分，共30 分
7.(2024·海南卷·8)利用如图所示的装置研究光电效应，闭合单刀双掷开关，使S 接1，用频率为ν1的光照射
光电管，调节滑动变阻器，使电流表的示数刚好为0，此时电压表的示数为U1，已知电子电荷量为e，普
朗克常量为h，下列说法正确的是( )
A.其他条件不变，增大光强，电压表示数增大
B.改用比ν1更大频率的光照射，调整电流表的示数为零，此时电压表示数仍为U1
C.其他条件不变，使开关S 接2，电流表示数仍为零
D.光电管阴极材料的截止频率νc＝ν1－eU 1
h
8.(2024·山东威海市检测)如图甲，A 和B 两单色光，以适当的角度向半圆形玻璃砖射入，出射光线都从圆
心O 沿OC 方向射出，且这两种光照射同种金属，都能发生光电效应。那么在光电效应实验中(如图乙所
示)，调节这两束光的强度并分别照射相同的光电管，实验中这两束光都能在单位时间内产生相同数量的光
电子，实验所得光电流I 与光电管两端所加电压U 间的关系曲线分别以A、B 表示，则下列图中可能正确
的是( )
9.(2022·河北卷·4)如图是密立根于1916 年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν 的实验曲线，
该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可
知( )
A.钠的逸出功为hνc
B.钠的截止频率为8.5×1014Hz
C.图中直线的斜率为普朗克常量h
D.遏止电压Uc与入射光频率ν 成正比
10.(12 分)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W0，光速为c，电子电荷量为e，光子能量为E，光电管每秒接收到N 个光子。求：
(1)(5 分)光子的动量大小p 和光电子到达阳极A 时的最大动能Ekm；
(2)(7 分)微安表的最大电流I 和光电管窗口距点光源的距离R。
答案精析
1.A 2.A 3.D 4.B 5.A
6.D [波长为2λ、λ 的单色光的能量分别为E1＝hc
2 λ ，E2＝hc
λ ，由爱因斯坦光电效应方程可知Ekm1＝hc
2 λ －
W0，Ekm2＝hc
λ －W0，又从锌板表面逸出的光电子的最大初速度之比为1∶3，知光子最大初动能之比为
1∶9，由以上可解得W0＝7hc
16 λ ， 所以锌板的极限频率νc＝W 0
h ＝7c
16 λ，故A 错误；电流计的示数与光电
流的大小有关，单位时间内逸出的光电子数目越多，光电流越大，而单位时间内逸出的光电子数与光的强
度有关，由于光的强度关系未知，所以无法判断电流计的示数大小，故B 错误；波长为3λ 的单色光的频
率为ν＝c
3 λ< 7c
16 λ ，因此该光不能使锌板产生光电效应现象，即不能从锌板表面逸出光电子，故C 错误；
由公式eUc＝1
2mevc
2，可得Uc＝me vc
2
2e
，即二者遏止电压之比为1∶9，故D 正确。]
7.D [当开关S 接1 时，由爱因斯坦光电效应方程得eU1＝hν1－W0，故其他条件不变时，增大光强，电压
表的示数不变，故A 错误；
改用比ν1更大频率的光照射，调整电流表的示数为零，而金属的逸出功不变，故遏止电压变大，即此时电
压表示数大于U1，故B 错误；
其他条件不变，使开关S 接2，此时hν1>W0，可发生光电效应，故电流表示数不为零，故C 错误；
根据爱因斯坦光电效应方程得eU1＝hν1－W0，其中W0＝hνc，联立解得光电管阴极材料的截止频率为νc＝ν1
－eU 1
h ，故D 正确。]
8.D [由光路的可逆性可知，单色光A 的偏折程度较大，其折射率较大，频率较高，由Ekm＝hν－W0，又
eUc＝Ekm，联立解得Uc＝hν
e －W 0
e ，可知单色光A 的遏止电压较大，根据I＝q
t ，可知二者的饱和电流相
等。如果所加的电压U＝0，两束光在单位时间内产生相同数量的光电子，则相同时间到达阳极的光电子
的数量相等，光电流相等。故选D。]
9.A [根据遏止电压与最大初动能的关系有eUc＝Ekmax，根据爱因斯坦光电效应方程有Ekmax＝hν－W0，当
Uc为0 时，解得W0＝hνc，A 正确；钠的截止频率为νc，根据题图可知，截止频率小于8.5×1014Hz，B 错误；
根据上述分析，有Uc＝h
e ν－W 0
e ，可知题图中直线的斜率表示h
e ，遏止电压Uc与入射光频率ν 成线性关系，
不是正比，C、D 错误。]
10.(1) E
c E－W0＋eU (2)Ne √
PS
4 π NE
解析 (1)每个光子的能量E＝hν
每个光子的动量为p＝hν
c ＝E
c
光电子从K 逸出时的最大初动能Ek＝E－W0
光电子到达A 时的最大动能
Ekm＝Ek＋eU＝E－W0＋eU
(2)通过微安表的电流I＝q
t ＝Ne
设t 秒发射总光子数为n，则
n
4 π R
2·S＝Nt
t 秒辐射光子的总能量E'＝nE＝4 π R
2 NE
S
·t
点光源辐射光子的功率P＝E'
t ＝4 π R
2 NE
S
得光电管窗口距点光源的距离R＝√
PS
4 π NE 。
