《光电效应方程》光电效应方程 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《光电效应方程》光电效应方程

1多选题

(多选)如图所示，用某单色光照射光电管的阴板K，会发生光电效应．在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为反向遏止电压．现分别用频率为ν$_1$和ν$_2$的单色光照射阴极，测得反向遏止电压分别为U$_1$和U$_2$．设电子的质量为m、电荷量为e，下列说法正确的是(　　)

A
频率为ν$_1$的光照射时，光电子的最大初速度为$\sqrt {}$
B
频率为ν$_2$的光照射时，光电子的最大初速度为$\sqrt {}$
C
阴极K金属的逸出功为W=$\frac {e(U$_1$v$_2$-U$_2$v$_1$)}{v$_1$-v$_2$}$
D
阴极K的极限频率是v_0=$\frac {U$_1$v$_2$-U$_2$v$_1$}{U$_1$-U$_2$}$

题目答案

ACD

答案解析

分析：

根据动能定理求光电子的最大初速度；根据爱因斯坦光电效应方程求金属的逸出功和普朗克常量h；由W=hγ_0求金属的极限频率．

解答：

解：A、光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：-eU$_1$=0-$\frac {1}{2}$m_m$_1$，则得光电子的最大初速度v_m1=$\sqrt {}$．故A正确．

B、根据动能定理得：-eU$_2$=0-$\frac {1}{2}$m_m$_2$，则得光电子的最大初速度v_m2=$\sqrt {}$．故B错误；

C、根据爱因斯坦光电效应方程得：

hv$_1$=eU$_1$+W ①

hv$_2$=eU$_2$+W ②

由①②得：金属的逸出功W=hν$_1$-eU_l=$\frac {e(U$_1$v$_2$-U$_2$v$_1$)}{v$_1$-v$_2$}$．故C正确．

D、联立①②得：h=$\frac {e(U$_1$-U$_2$)}{v$_1$-v$_2$}$．阴极K金属的极限频率v_0=$\frac {W}{h}$=$\frac {U$_1$v$_2$-U$_2$v$_1$}{U$_1$-U$_2$}$，故D正确．

故选：ACD．

点评：

该题考查光电效应方程，解决本题的关键掌握光电效应方程中各物理量的意义，知道最大初动能与遏止电压的关系．

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2多选题

(多选)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．用频率为ν的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为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不可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)（　　）

A
U=$\frac {hν}{e}$-$\frac {W}{e}$
B
U=2$\frac {hν}{e}$-$\frac {W}{e}$
C
U=2hν-W
D
U=$\frac {5hν}{2e}$-$\frac {W}{e}$

题目答案

ACD

答案解析

分析：

根据光电效应方程E_km=hv-W，以及E_km=eU进行分析．

解答：

解：根据题意知，一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为nhv，n=2，3，4…

则有：eU=nhv-W，

解得：U=$\frac {nhν}{e}$-$\frac {W}{e}$；n=2，3，4…；知B正确，A、C、D错误．

本题选择错误的，故选：ACD．

点评：

解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与遏止电压的关系．

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3单选题

如图所示电路可研究光电效应规律．图中标有A和K的为光电管．理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压．现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向左滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P的位置不变，以下判断正确的是(　　)

A
光电管阴极材料的逸出功为4.5eV
B
若增大入射光的强度，电流计的读数不为零
C
保持光强不变，若将滑片P由O向B逐渐滑动，电压表示数增大，电流计中电流将一直增大
D
若改用光子能量为12eV的光照射阴极K，光电子的最大初动能不一定变大

题目答案

A

答案解析

分析：

图示电路所加的电压为反向电压，当电流计的读数恰好为零时，根据动能定理可以求出光电子的最大初动能，通过光电效应方程可以求出逸出功的大小．

解答：

解：A、电流计的读数恰好为零，此时电压表的示数为6.0V，根据动能定理得，eU=E_Km=6eV．再根据光电效应方程知W_0=hγ-E_Km=10.5-6=4.5eV．故A正确．

B、光电效应的产生的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，因此电流计的读数仍然为零．故B错误．

C、保持光强不变，若将滑片P由O向B逐渐滑动，电压表示数增大，但电流计中电流将增大，直到饱和状态．故C错误．

D、若用光子能量为12eV的光照射阴极K，能发生光电效应，根据光电效应方程知E_Km=hγ-W_0．可知，光电子的最大初动能一定变大，故D错误．

故选：A．

点评：

本题考查了光电效应现象与规律等基础知识，比较简单，关键掌握这些知识点的基本概念和基本规律．

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