光子能量

高中物理考题精选（120）——光电效应光子

1、如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频

率的变化图线，（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5）。由图可

知普朗克常量为___________Js，金属的极限频率

为Hz（均保留两位

有效数字）

答案6.5×10-34（2

分）4.3×10-14（2分）

2、如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的

极性和电动势在图中标出。钨的逸出功为4.5eV。现分别用能量不同的光子照射

钨板（各光子的能量在图上标出）。那么，下列图中有光电子到达金属网的

是（）

A．①②③B．②③C．③④D．①②

答案B

3、(1)下列说法中正确的有________。

A．光电效应实验中，只要入射光足够强，就能产生光电流

B．卢瑟福的α粒子散射实验结果表明电子是原子的组成部分，原子不可

再分的观念被打破

C．天然放射现象中的γ射线是原子核受激发产生的

D．放射性元素的半衰期由其原子核内部结构决定，与外界因素无关

E．氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，电势能减少

(2)科学家用质子轰击锂核的实验来验证“爱因斯坦质能方程”，已知质子

轰击锂核Li能产生两个α粒子，m

Li

＝7.016u，m

H

＝1.0078u，m

He

＝4.0026u,1u

相当于931.5MeV，则此核反应的方程式为________，此核反应释放的核能为

________MeV(保留3位有效数字)。

答案(1)CDE(2)H＋Li→2He17.3

[解析](1)在光电效应实验中，若照射光的频率小于极限频率，无论光照

时间多长，光照强度多大，都不能产生光电流，A错；汤姆孙发现电子，打破了

原子不可再分的观念，B错；γ射线是原子核受激发而产生的，C对；放射性元

素的半衰期与温度以及化合状态等无关，由核本身的性质决定，D对；氢原子从

高能级向低能级跃迁时，放出光子，电势能减少，E对。

(2)由题意及质量数和电荷数守恒知核反应方程式为H＋

Li→2He，此核反应中的质量亏损为Δm＝m

H

＋m

Li

－2m

He

＝0.0186U，

此核反应释放的核能为17.3MeV。

4、在光电效应现象中，若某金属的截止波长为λ

0

，已知真空中的光速和普

朗克常量分别为c和h，该金属的逸出功为多少？若用波长为λ(λ<λ

0

)的单色光做

实验，则光电子的最大初动能为多少？

答案hc/λ

0

hc/λ－hc/λ

0

[解析]逸出功等于波长为λ

0

的光子的能量

即W

0

＝hc/λ

0

若用波长为λ的单色光做实验，由爱因斯坦光电效应方程可得，最大初

动能E

k

＝hc/λ－hc/λ

0

5、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三

条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出

()

A．甲光的频率大于乙光的频率

B．乙光的波长大于丙光的波长

C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

答案B解析：本题考查光电效应的有关知识，要求学生对光电效

应有深刻的理解．由题图可知，丙光的最大电流小于甲光和乙光的最大电流，

说明逸出的电子数目最少，即丙光的强度最小．由题图说明丙光对应的光电

子的初动能最大，即丙光的频率最高(波长最小)，B项正确，D项错误；甲光

和乙光的频率相同，A项错误；由于是同一光电管，所以乙光、丙光截止频

率是一样的，C项错误．

6、如图所示，若x轴表示时间，y轴表示位置，则该图象反映了某质点做

匀速直线运动时，

位置与时间的关系．若令x轴和y轴分别表示其他的物理量，则该图象又可

以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系．下列说法中正确的是()

A．若x轴表示时间，y轴表示动能，则该图象可以反映某物体受恒定合外

力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系

B．若x轴表示频率，y轴表示动能，则该图象可以反映光电效应中，光电

子最大初动能与入射光频率之间关系

C．若x轴表示时间，y轴表示动量，则该图象可以反映某物体在沿运动方

向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系

D．若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则该图象可以反映静置于磁场

中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时

间的关系

答案C解析：本题考查动能定理、爱因斯坦光电效应方程、动量定理、

法拉第电磁感应定律中的物理图象．根据动能定理和匀速直线运动规律得：E

k

＝F

合

·at2，选项A错；根据爱因斯坦光电效应方程得：E

k

＝hν－W，选项B

错；根据动量定理，p－p

0

＝F

合

t，选项C正确；根据法拉第电磁感应定律得：E

＝，故项D错误．

7、“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成．若在结两端加恒定电压U，

则它会辐射频率为ν的电磁波，且ν与U成正比，即ν＝kU.已知比例系数k

仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关．你可能不了解此现象的机理，但仍可

运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为

()

A.B.C．2heD.

答案B解析：由ν＝kU，又题目中提到元电荷e和普朗克常量h，

可联想到能量，即列出相关等式qU＝hν，进而比较ν＝kU，得出k＝q/h，

再结合题意可知，k＝2e/h，故选项B对．

8、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

电管两极间所加电压U的关系如图，则这两种光()

A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大

B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大

C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大

D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大

答案BC解析：由E＝hν知，光的频率是光电子最大初动能的决定因素，

a光的频率小，折射率小，临界角大，在光的干涉实验中，若保持双缝间距离、

缝与屏间距离都不变，用b光和a光分别做实验得出的干涉条纹，可以看出b

光的条纹间隔比a光的小，BC正确．

9、对光电效应的理解，以下说法正确的是()

A．金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足

够大时，就能从金属逸出

B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要

做的最小功，光电效应便不能发生了．但如换用波长更长的入射光子，则有可能

发生光电效应

C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动

能越大

D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入

射光的最低频率也不相同

答案D解析：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为

ν的光子能量为hν，根据爱因斯坦的光电效应方程，我们知道，一个电子吸

收一个光子的能量hν，一部分用来克服金属的逸出功W

0

后，剩下的表现为逸出

后电子的初动能E

k

，即E

k

＝hν－W

0

，故只有hν>W

0

时，才会有光电子逸出，ν

c

＝就是该金属发生光电效应的截止频率，不同金属逸出功不同，故截止频率

不同，故D正确；低于此频率时，不可能发生光电效应，所以A错误；B选项中

应换用频率更高即波长短的入射光子，所以B错误；最大初动能与光照无关，故

C错误．

10、用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验，当用频率为v1的

光照射时，遏止电压的大小为U1，当用频率为v2的光照射时，遏止电压的大小

为U2．已知电子电量的大小为，则下列表示普朗克常量和该种金属的逸出功

正确的是（）

A.B.

C.D.

答案AC

11、用如图所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为2.5eV的光照

射到光电管上时,电流表G的读数为0.2mA.移动变阻器的触点c，当电压表的

示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0.则（）

A．光电管阴极的逸出功为1.8eV

B．电键k断开后,没有电流流过电流表G

C．光电子的最大初动能为0.7eV

D．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流

较小

答案AC

12、如图所示，一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板一段时间，关

灯后，指针保持一定偏角（）

A、用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大

B、用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将减小

C、使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板相同的时间，验

电器的指针偏角将增大

D、使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指

针一定偏转

答案BC

13、以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内

只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应

的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸

收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实

验装置示意如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应．换

用同样频率ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电

压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电

子减速的电场．逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所

加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电

量)()

A．U＝－B．U＝－

C．U＝2hν－WD．U＝－

答案B解析：根据题目信息可知，普通光源照射时，电子不能吸收一个

光子而成为自由电子，但激光照射时，电子则可以吸收多个光子而成为自由电子，

设电子吸收了n个光子，即nhν－W＝E

k

，当光电子在反向电压的作用下使光电

流减小到0时，有E

k

＝eU，联立可得U＝，B项正确.

14、如图在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管

时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，

则下列说法正确的是()

A．A光的频率大于B光的频率

B．A光的频率小于B光的频率

C．A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b

D．A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a

答案AC解析：A光照射光电管时，电子由b流向a，即电流由a流向

b，C对，D错．若入射光的频率降低，低于极限频率，则不会发生光电效应，A

对，B错．

15、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果换一种频率更大的

光照射该金属，但光的强度减弱，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增多，光电子的最大初动能减小

C．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

D．单位时间内逸出的光电子数增多，光电子的最大初动能增大

答案C解析：根据光电效应方程E＝hν－W，换用频率更大的光照射

该金属，光的强度减弱，则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正确．

16、下列说法中正确的是（）

A．阴极射线来源于原子核

B．光电效应表明了光具有粒子性

C．玻尔原子模型中电子的轨道是可以连续变化的

D．电子束通过铝箔形成的衍射图样证实了实物粒子的波动性

答案BD解：A、阴极射线来自核外电子，β衰变的电子来自原子核．故

A错误．

B、光电效应说明光具有粒子性．故B正确．

C、玻尔原子模型中电子的轨道是不连续的．故C错误．

D、电子束通过铝箔形成的衍射图样证实了实物粒子的波动性．故D正确．

17、已知：功率为100W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能

量，光速，普朗克常量，假定所发出的可见光

的波长都是560nm，计算灯泡每秒内发出的光子数。

答案解析一波长为光子能量为

设灯泡每秒内发出的光子数为，灯泡电功率为，则

式中，是灯泡的发光效率。联立①②式得

代入题给数据得

18、硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。下列表述正确的是()

A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置

B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出

C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关

D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应

答案A解析硅光电池是把光能转变为电能的一种装置，A正确；

是利用光电效应原理制成的器件，依据光电效应方程可

见只有当入射光子的频率大于极限频率时才可能发生光电效应，B错误，C

错误，D错误。

19、在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出

了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率的关系如图所示，A,C两点坐标

已知，由图象可求()

A．该金属的逸出功

B．该金属的极限频率

C．单位时间内逸出的光电子数

D．普朗克常量

答案ABD解：根据光电效应方程EKm=hγ-W0=hγ-hγ0知，图线

的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量．横轴截距表示最

大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，根据

W0=hγ0可求出逸出功．单位时间内逸出的光电子数无法从图象中获知．故A、

B、D正确，C错误．

故选ABD．

20、用金属钠作阴极的光电管，如图所示连入电路，已知能使电路中有光电

流的最大波长为λ

0

，若用波长为λ(λ＜λ

0

)的紫外线照射阴极，求：(已知电

子质量为m，电量为e，普朗克常量为h，光速为c.)

(1)阴极所释放光电子的最大初动能为多少?

(2)要使光电管中的光电流为0，滑片C应向左移还是

向右移？当O、C间的电压U

1

为多大时，电流表中的电流为零？

答案解：(1)逸出功W

0

=

由爱因斯坦光电效应方程E

K

=hγ－W

0

则光

电子最大初动能E

K

=hγ－W

0

=h－h=hc(－)

(2)①向左移动，且到O点左侧

使得eU

1

≥m时，就不能形成光电流了，即(1分)

U

1

≥(－)

21、深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道．如图所示是

一个航标灯自动控制电路的示意图．电路中的光电管阴极K涂有用可见光照射可

发生光电效应的金属．下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波

长，又知可见光的波长在500nm～770nm(1nm＝10-9m)．

各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：

金属铯钠锌银铂

极限频

率(Hz)

4.545´10146.000´10148.065´10141.153´10151.529´1015

极限波

长(mm)

0.66000.49950.37200.26000.1962

根据上图和所给出各种数据，你认为

（1）光电管阴极K上应涂有金属________；

（2）控制电路中的开关K应和__________（填“m”或“n”）接触；

（3）工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在

里面，造成工伤事故．如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电

机，这时电路中开关K应和_________接触，这样，当工人不慎将手伸入危险区

域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即动作，使机床停止工作，避免事故

发生．

答案（1）铯（2）n（3）m各空2分

22、爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921

年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能E

km

与入射光频率ν的关

系如图所示，其中ν

0

为极限频率。从图中可以确定的是()

A．逸出功与ν有关

B．光电子的最大初动能E

km

与入射光的频率成正比

C．当ν<ν

0

，会逸出光电子

D．图中直线的斜率与普朗克常量有关

答案D

23、如图在研究光电效应的实验中,发现用一定频率的A单色光照射光电管

时,电流表指针会发生偏转,而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应,则

下列说法正确的是()

A.A光的频率大于B光的频率

B.A光的频率小于B光的频率

C.A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b

D.A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a

答案解析选A、C。A光照射光电管时,电子由b流向a,即电流由a流

向b,C对,D错。若入射光的频率降低,低于极限频率,则不会发生光电效应,A对,B

错。

24、某次光电效应实验中，测得某金属的入射光的频率n和反向遏制电压

U

c

的值如下表所示。（已知电子的电量为e=1.6×10-19C）

U

c

/V0.5410.6370.7410.8090.878

n/1014Hz5.6645.8886.0986.3036.501

根据表格中的数据，作出了U

c

-n图像，如图所示，则根据图像求出：

①这种金属的截止频率为Hz；（保留三位

有效数字）

②普朗克常量J·s。

答

案

25、在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频

率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如下左图，并记

录相关数据。对于这两组实验，下列判断正确的是（填正确答

案标号，选对1个给3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3

分，最低得分0分）

A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压U

c

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．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同

E．分别用不同频率的光照射之后绘制U

c

～图像（为照射光频率，下

右图为其中一小组绘制的图像），图像的斜率可能不同

答案ACD

26、如图所示是做光电效应实验的装置简图。在抽成真空的玻璃管内，K为

阴极（用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9eV），A为阳极。在a、b

间不接任何电源，用频率为（高于铯的极限频率）的单色光照射阴极K，会发

现电流表指针有偏转。这时，若在a、b间接入直流电源，a接正极，b接负极，

并使a、b间电压从零开始逐渐增大，发现当电压表的示数增大到2.1V时，电流

表的示数刚好减小到零。则a、b间未接直流电源时，通过电流表的电流方向

为（填上或下），从阴极K发出的光电子的最大初动能

EK=J；

答案上，3.36X10-19J解析解：单色光照射阴极K，K发射出

光电子，光电子由K向A定向移动，光电流由A向K．所以通过电流表的电流从

下向上．根据动能定理得：光电子的最大初动能EK=eUc=2.1eV=3.36×10-19J．

27、从1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中

几个重要的物理量。他通过如图2－11所示的实验装置测量某金属的遏止电压

U

c

与入射光频率ν，作出U

c

－ν的图像，由此算出普朗克常量h，并与普朗克

根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。图中频

率ν

1

、ν

2

，遏止电压U

c1

、U

c2

及电子的电荷量e均为已知，求：

图2－11

(1)普朗克常量h；

(2)该金属的截止频率ν

0

。

答案解析：根据爱因斯坦光电效应方程E

k

＝hν－W

0

及动能定理eU

c

＝E

k

得U

c

＝ν－ν

0

结合图像知k＝＝＝

普朗克常量h＝，ν

0

＝

答案：(1)(2)

28、现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λ

a

∶λ

b

∶λ

c

＝1∶2∶3。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E

k

，若改

用b光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为E

k

，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E

k

B．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为E

k

C．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为E

k

D．由于c光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应

答案B对a、b、c三束光由光电效应方程有：－W＝E

k

，－W

＝E

k

，由以上两式可得＝E

k

，W＝E

k

。当改用c光束照射该金属板时

－W＝E

k

－E

k

＝E

k

，故B正确。

29、如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频

率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)。由图可知

________。

图2－9

A．该金属的截止频率为4.27×1014Hz

B．该金属的截止频率为5.5×1014Hz

C．该图线的斜率表示普朗克常量

D．该金属的逸出功为0.5eV

答案AC图线在横轴上的截距为截止频率，A正确、B错误；

由光电效应方程E

k

＝hν－W

0

，

可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；

金属的逸出功为：W

0

＝hν

0

＝eV＝1.77eV，D错误。

30、用波长为λ和2λ的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光电

子速度之比为2∶1，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说

法正确的有________。

A．该种金属的逸出功为hc/3λ

B．该种金属的逸出功为hc/λ

C．波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应

D．波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应

答案AD由hν＝W＋E

k

知h＝W＋mv，h＝W＋mv，又v

1

＝2v

2

，所以W＝。光的波长小于或等于3λ时方能发生光电效应，故A、

D项正确。

31、用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属，均能使该金属发生光电

效应。下列判断正确的是________。

A．用红光照射时，该金属的逸出功小，用蓝光照射时，该金属的逸出功大

B．用红光照射时，该金属的截止频率低，用蓝光照射时，该金属的截止频

率高

C．用红光照射时，逸出光电子所需时间长，用蓝光照射时，逸出光电子所

需时间短

D．用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光照射时，逸出的光

电子最大初动能大

答案D由hν－W＝E

km

，ν

红

<ν

蓝

。可得：E

km蓝

>E

km红

，D正确；金属的

逸出功和截止频率与入射光频率无关，A、B均错误；只要能发生光电效应，逸

出光电子所需时间与光的频率无关，C错误。

32、某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U

c

与入射光频率ν的

关系图像如图所示。则由图像可知________。

A．该金属的逸出功等于hν

0

B．遏止电压是确定的，与照射光的频率无关

C．若已知电子电量e，就可以求出普朗克常量h

D．入射光的频率为2ν

0

时，产生的光电子的最大初动能为hν

0

答案ACD由光电效应方程，E

k

＝hν－W，eU

c

＝E

k

，联立解得U

c

＝ν

－。由此可知，该金属的逸出功W＝hν

0

，若已知电子电量e，根据图像斜率

等于，就可以求出普朗克常量h，选项A、C正确；遏止电压随照射光的频率

增大而增大，选项B错误；入射光的频率为2ν

0

时，根据光电效应方程可知，

产生的光电子的最大初动能为hν

0

，选项D正确。

33、如图所示，一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板，关灯后指针

仍保持一定偏角，下列判断中正确的是________。

A．用一带负电(带电量较少)的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将

增大

B．用一带负电(带电量较少)的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将

减小

C．使验电器指针回到零后，改用强度更大的弧光灯照射锌板，验电器指针

偏角将比原来大

D．使验电器指针回到零后，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器指

针一定偏转

答案BC根据光电效应的原理可知锌板带正电，用带负电的小球与锌板

接触会中和一部分锌板上的电荷，使锌板上的电荷量减少，同时验电器上的电荷

量也减少，所以验电器指针偏角将减小，B正确、A错误；使验电器的指针回到

零后，改用强度更大的弧光灯照射锌板，会有更多的电子从锌板逸出，锌板带的

电荷量更多，验电器指针偏角将比原来大，C正确；用红外线照射锌板，不发生

光电效应，验电器指针不偏转，D错误。

34、如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发

生的现象是________。

A．有光子从锌板逸出B．有电子从锌板逸出

C．验电器指针张开一个角度D．锌板带负电

答案BC用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收

紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误、B正确；锌板与验电

器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带

正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确、D错误。

35、A、B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,

且所产生的光电子最大初动能分别为E

A

、E

B

.求A、B两种光子的动量之比和该

金属的逸出功.

答案解析:光子能量ε=hν,动量p=,且ν=

得p=,则p

A

∶p

B

=2∶1

A照射时,光电子的最大初动能E

A

=ε

A

-W,

同理,E

B

=ε

B

-W,解得W=E

A

-2E

B

.

答案:2∶1E

A

-2E

B

36、已知金属铯的逸出功为1.9eV,在光电效应实验中,要使铯表面发出的光

电子的最大初动能为1.0eV,求入射光的波长应为多少?(普朗克常量h=6.63×10-34

J·s)

答案解析:根据光电效应方程E

k

=hν-W

0

可得入射光的频率为ν=,

由c=νλ可得入射光的波长为λ===m≈4.3×10-7m.

答案:4.3×10-7m

37、在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三

条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示.则可判断出

()

A.甲光的频率等于乙光的频率

B.乙光的波长大于丙光的波长

C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D.甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能

E.丙光照射时金属的逸出功大于甲光照射时金属的逸出功

答案ABD解析:由题图知,甲、乙光对应的遏止电压相等,由eU

c

=hν

c

得

甲、乙光频率相等,选项A正确;由eU

c

=hν

c

,λ=可知丙光的波长小于乙光波长,

乙光对应的截止频率小于丙光的截止频率,选项B正确,C错误;由m

e

=eU

c

可知

甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能,选项D正确;

同一光电管,金属的逸出功不变,与照射光的频率无关,选项E错误.

38、如图所示是使用光电管的原理图，当频率为v的可见光照射到阴极K

上时，电流表中有电流通过。

（1）当变阻器的滑动端P

向滑动时（填“左”或

“右”），通过电流表的电流将会增大。

（2）当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数

为U，则光电子的最大初动能

为（已知电子电荷量为

e）。

（3）如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初

动能将__________（填“增加”、“减小”或“不变”）。

答案解析

①当变阻器的滑动端P向左移动，反向电压减小，光电子到达右端的速度变

大，则通过电流表的电流变大；

②当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，根据动能定理得，

，则光电子的最大初动能为Ue；

③根据光电效应方程知，，知入射光的频率不变，则光电子的

最大初动能不变。

39、某单色光照射到一逸出功为W的光电材料表面，所产生的光电子在垂直

于磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r，设电子的质量为m，

带电量为e，普朗克常量为h，则该光波的频率为（）

A．B．

Ｃ．-Ｄ．+

答案D解析

根据光电效应方程得，

根据洛伦兹力提供向心力，有：，则

最大初动能

该光波的频率：

故D正确。

40、分别用和的单色光照射同一金属，发出的光电子的最大初动能之

比为1∶2。若已知普朗克常量为h，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功

是多大？

答案设此金属的逸出功为,

波长为的光子的能量为E=h（2分）

根据光电效应方程得：

当用波长为的光照射时：（2分）

当用波长为的光照射时：（2分）

又解方程组得：.（4

分）

41、根据表格中的内容，判断下列说法正确的是（）

材料铯钙镁铍钛金

逸出功

W/eV

1.92.73.73.94.14.8

A.只要入射光的强度足够大，照射时间足够长，表中的金属均可以发生

光电效应

B.用某光照射表中金属，均能够发生光电效应，则从铯表面逸出的光电

子的最大初动能最大

C.使表中金属发生光电效应时，铯的极限频率最小

D.使表中金属发生光电效应时，金的极限波长最小

答案BCD

42、根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于(h为普朗克常量，c、λ为真空

中的光速和波长()

A．hB．hC．hλD.

答案A

43、如图所示为研究光电效应的电路图，对于某金属用紫外线照射时，电流

表指针发生偏转。将滑动变阻器滑动片向右移动的过程中，电流表的示数不可

能_（选填“减小”、“增大”）。如果改用频率略低的紫光照射，

电流表_（选填“一定”、“可能”或“一定没”）有示数。

答案减小可能

44、铝的逸出功为W

0

=6.72×10-19J，用波长λ=200nm的光照射不带电的铝

箔，发生光电效应，此时铝箔表面带＿＿＿＿＿（选填“正”或“负”）电．若用铝

箔制作光电管，普朗克常量h=6.63×10-34J•s，则它的遏止电压为＿＿＿＿＿V（结

果保留二位有效数字）．

答案正2.0

45、如图，N为金属板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池

的电动势和极性已在图中标出，已知金属板的逸出功为4.8eV．现分别用不同能

量的光子照射金属板（各光子的能量在图上标出），那么下列各图中，能够到达

金属网的光电子动能最大的是（）

答案D

46、关于光电效应的规律，下面说法中正确的是()

A．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，

产生的光电子的最大初动能也就越大

B．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，如果入射光的强度减弱，

从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

C．对某金属来说，入射光波长必须大于一极限值，才能产生光电效应

D．同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则所有金属产生

的光电子的最大初动能一定相同

答案A

47、⑴用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验，当用频率为v

1

的光照射时，遏止电压的大小为U

1

，当用频率为v

2

的光照射时，遏止电压的大

小为U

2

．已知电子电量的大小为，则下列表示普朗克常量和该种金属的逸出

功正确的是

A.B.

C.D.

答案AC

48、如图所示，擦得很亮的绝缘锌板A水平固定放置，其下方水平放有接地

的铜板B，两板间距离为d，两板面积均为S，正对面积为S′，且S>S′.当用

弧光灯照射锌板上表面后，A、B板间一带电液滴恰好处于静止状态．试分析：

(1)液滴带何种电荷？

(2)用弧光灯再照射A板上表面，滴液做何种运动？

(3)要使液滴向下运动，应采取哪些措施？

答案答案：(1)负电(2)向上运动(3)将B板向右移

解析：(1)锌板受弧光灯照射发生光电效应，有光电子从锌板A的上表面逸

出，而使A板带正电荷，接地的铜板B由于静电感应而带负电，A、B板间形成

方向向下的匀强电场，由液滴处于静止状态知qE＝mg，所以液滴带负电．

(2)当再用弧光灯照射A板上表面时，光电效应继续发生，使A板所带正电

荷增加，A、B板间场强增强，所以qE>mg，使液滴向上运动．

(3)要使液滴向下运动，即mg>qE，mg和q不变，则必须使E变小．因A板

电荷量Q不变，则当B板向右移动，增大两板正对面积时，电容增大，两板间电

势差减小，而d不变，故场强E变小，qE

49、如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示

意图，它由电源、光电管、放电器、电磁继电器等几部分组成．

(1)示意图中，a端应是电源________极．

(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，____________.

(3)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列________说

法正确．

A．增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大

B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大

答案(1)正(2)阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电

流产生的磁场使铁芯M磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，

N自动离开M.

(3)B

50、如图所示是研究光电效应的电路．某同学利用该装置在不同实验条件下

得到了三条光电流I与A、K两极之间的电极U

AK

的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，

如图所示．则下列说法正确的是()

A．甲光对应的光电子的最大初动能小于丙光对应的光电子的最大初动能

B．甲光和乙光的频率相同，且甲光的光强比乙光强

C．丙光的频率比甲、乙光的大，所以光子的能量较大，丙光照射到K极到

电子从K极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔

D．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等

答案AB

51、如图甲所示的光电效应实验中，改变入射光束的频率v，同时由电压表

V测量出相应的遏止电压U

c

，多次测量，绘得的U

c

—v关系图线如图乙所示。已

知电子的电荷量e=C。求：

①金属k的截止频率v

c

；

②普朗克常量h。

答案①金属k的截止频率v

c

=Hz（2分）

②图线的斜率k=V·s=V·s

普朗克常量h=J·s（2分）

52、光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子

具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。由狭义相对论可知，一

定的质量m与一定的能量E相对应：，其中c为真空中光速。

（1）已知某单色光的频率为ν，波长为λ，该单色光光子的能量，

其中h为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义：动量=质量×速度，

推导该单色光光子的动量。

（2）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将

产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I

表示。

一台发光功率为P

0

的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。

当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，试写出其在物体表面

引起的光压的表达式。

（3）设想利用太阳光的“光压”为探测器提供动力，将太阳系中的探测器

送到太阳系以外，这就需要为探测器制作一个很大的光帆，以使太阳光对光帆的

压力超过太阳对探测器的引力，不考虑行星对探测器的引力。

一个质量为m的探测器，正在朝远离太阳的方向运动。已知引力常量为G，

太阳的质量为M，太阳单位时间辐射的总能量为P。设帆面始终与太阳光垂直，

且光帆能将太阳光一半反射，一半吸收。试估算该探测器光帆的面积应满足的条

件。

答案解：

（1）光子的能量〖2分〗

光子的动量〖2分〗

可得〖2分〗

（2）一小段时间Δt内激光器发射的光子数

〖1分〗

光照射物体表面，由动量定理

〖2分〗

产生的光压〖1分〗

解得〖2分〗

（3）由（2）同理可知，当光一半被反射一半被吸收时，产生的光压

〖2分〗

距太阳为r处光帆受到的光压

〖2分〗

太阳光对光帆的压力需超过太阳对探测器的引力

〖2分〗

解得〖2分〗

53、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，

用弧光灯照射锌板时，验电器的金箔就张开一个角度，如图所示，这时

A．金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足

够大时，就能逸出金属

B．锌板带正电，验电器的金箔带正电

C．锌板带负电，验电器的金箔带正电

D．若仅减弱照射光的强度，则仍然有光电子飞出

答案B