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章末检测试卷(第6章)
(满分：100分)
一、单项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.(2023·泰安市高二期末)关于光电效应，下列说法正确的是 ( )
A.光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象
B.饱和电流的大小与入射光的强度有关，且随入射光强度的增强而增大
C.金属的逸出功与入射光的频率成正比
D.用不可见光照射某金属，比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大
2.(2024·北师大附中开学考)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm=10-9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s，真空光速c=3×108 m/s) ( )
A.10-21 J B.10-18 J
C.10-15 J D.10-12 J
3.1985年华裔物理学家朱棣文成功利用激光冷冻原子，现代激光制冷技术可实现10-9 K的低温。一个频率为ν的光子被一个相向运动的原子吸收，使得原子速率减为零，已知真空中光速为c，普朗克常量为h，根据上述条件可确定原子吸收光子前的 ( )
A.速度 B.动能
C.物质波的波长 D.物质波的频率
4.(2023·驻马店市高二月考)图甲是“探究光电效应”的实验电路图，光电管遏止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是 ( )
A.入射光的频率ν不同时，遏止电压Uc不同
B.入射光的频率ν不同时，Uc-ν图像的斜率不同
C.图甲所示电路中，当电压增大到一定数值时，电流表的示数将达到饱和电流
D.只要入射光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同
5.(2023·河南省周口恒大中学高二月考)氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为νa、νb两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是 ( )
A.处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.75 eV的光子并电离
B.图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
C.图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75 eV
D.用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大
二、多项选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。
6.下列说法正确的是 ( )
A.光电效应现象表明光具有波动性
B.光电效应现象表明光具有粒子性
C.光的干涉和衍射现象表明光具有波动性
D.光在传播时波动性显著，而与物质相互作用时粒子性显著
7.(2023·重庆市渝中区高二月考)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是 ( )
A.若νa>νb，则一定有UaB.若νa>νb，则一定有Eka>Ekb
C.若UaD.若νa>νb，则一定有hνa-Eka>hνb-Ekb
8.(2023·德阳市五中高二月考)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.6 eV的光照射到光电管上时，电流表G有读数。移动滑动变阻器的滑片c，当电压表的示数大于或等于0.9 V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是 ( )
A.光电子的初动能可能为0.8 eV
B.光电管阴极的逸出功为0.9 eV
C.开关S断开后，电流表G示数不为0
D.改用能量为2 eV的光子照射，电流表G有读数
9.(2023·宁德市高二期中)如图甲所示为光电效应实验的电路图，某次实验中保持光的颜色和光照强度不变，通过实验操作，得到电流表的示数I随电压表的示数U变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是 ( )
A.滑动变阻器的滑片向右移，电流表的读数可能增大
B.金属K的逸出功等于eUc
C.光电子的最大初动能等于eUc
D.若保持光的颜色不变，只增加光照强度，图乙I-U图像的Uc会增大
10.(2023·菏泽市鄄城县一中高二月考)金属甲和金属乙发生光电效应时，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长倒数的关系如图所示，已知普朗克常量为h，真空中的光速为c。则 ( )
A.金属甲、乙的Ek- 图线的斜率均等于h
B.金属乙的逸出功为hcb
C.要使金属甲发生光电效应，入射光的波长需要大于
D.能使金属乙发生光电效应的入射光，一定能使金属甲发生光电效应
三、非选择题：本题共5小题，共50分。
11.(4分)(2023·福建厦门市高二期末)某金属在光照下发生光电效应，光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，已知普朗克常量为h，可知该金属的逸出功为 ；用某一单色光照射该金属时，实验测得遏止电压为Uc，已知电子电荷量的绝对值为e，则该单色光的频率为 。
12.(6分)(2024·陕西省名校协作体月考)如图甲所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角。
(1)(2分)现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)(2分)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针 (选填“有”或“无”)偏转。
(3)(2分)为了进一步研究光电效应的规律，设计了如图乙所示的电路，图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为10.5 eV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缓慢向右滑动，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6.0 V，则光电管阴极材料的逸出功为 eV。
13.(12分)(2023·南京市高二月考)端窗式光电倍增管(PMT)主要结构为光阴极和倍增极组成；当波长为λ的入射光照射到光阴极上时，从光阴极上有电子逸出，光电子的最大初速度为vm，光阴极和第一倍增极间的加倍电压为U，已知电子电荷量为e，质量为m，普朗克常量为h，真空中的光速为c。求：
(1)(5分)光阴极材料的逸出功W；
(2)(7分)光电子到达第一倍增极的最大动能。
14.(12分)波长λ=0.071 nm的伦琴射线使金箔发射光电子，发生光电效应。光电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知r·B=1.88×10-4 T·m。电子的质量m=9.1×10-31 kg，e=1.6×10-19 C，c=3.0×108 m/s，h=6.63×10-34 J·s。试求：
(1)(4分)光电子的最大初动能；
(2)(4分)该金属的逸出功；
(3)(4分)该电子的物质波的波长。
15.(16分)(2023·威海市高二月考)已知氢原子处于基态时能量为E1，处于量子数为n的激发态能级时能量为，现有一群氢原子处于n=3的激发态能级，在向低能级跃迁过程中，能放出若干种频率的光子，用它们照射某金属表面，发现从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光恰能使该金属发生光电效应，普朗克常量为h，求：(所有答案用题目中所给字母表示)
(1)(4分)该金属的极限频率；
(2)(5分)能从该金属表面逸出的光电子的最大初动能；
(3)(7分)若用光照的办法使处于n=3能级的氢原子电离，则照射光频率至少多大。
答案精析
1.B [光电效应是原子吸收光子向外释放电子的现象，A错误；饱和电流的大小随入射光强度的增强而增大，B正确；逸出功与金属本身的特点有关，与外界因素无关，C错误；由于不可见光的频率有的比可见光大，有的比可见光小，由爱因斯坦光电效应方程知产生光电子的最大初动能无法比较，D错误。]
2.B [一个处于极紫外波段的光子的能量约为
E=hν== J≈2×10-18 J
由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同。故选B。]
3.C [光子碰撞前动量p1=h，光子被吸收过程，动量守恒，由题意知原子碰前的动量大小与光子动量大小相等，即p2=p1，又满足p2=，联立可得原子吸收光子前的物质波的波长λ=，C正确；由Ek=及Ek=hν'可知，要求得原子吸收光子前的动能Ek、物质波的频率ν'，还需知道原子的质量m，B、D错误；由Ek=mv2可知无法求出原子吸收光子前的速度，A错误。]
4.A [根据Ekm=hν-W，可知入射光的频率不同时，电子的最大初动能不同，又eUc=Ekm，得Uc=ν-，可知入射光的频率ν不同时，遏止电压Uc不同，A项正确；由Uc=ν-，知Uc-ν图像的斜率k=，与入射光的频率ν无关，B项错误；题图甲所示电路中，当电压增大到一定数值时，电流表的示数为零，此时的电压为遏止电压，不会达到饱和电流，C项错误；根据Ekm=hν-W可知，光电子的最大初动能与入射光的光照强度无关，D项错误。]
5.C [处于第4能级的氢原子至少要吸收能量为0.85 eV的光子才能电离，故A错误；让题图乙所示的光电管阴极K发生光电效应，所以发生光电效应的能量值对应的跃迁为氢原子由第4能级向基态跃迁或氢原子由第3能级向基态跃迁，由题图丙可知，b光的遏止电压大，a光的遏止电压小，根据Ek=hν-W，及eUc=Ek知b光为氢原子由第4能级向基态跃迁发出的，a光为氢原子由第3能级向基态跃迁发出的，故B错误；题图丙中的图线b所表示的光的光子能量为Eb=E4-E1=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV，故C正确；由题图丙可知，b光的遏止电压大，a光的遏止电压小，根据Ek=hν-W，用题图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时产生的光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更小，故D错误。]
6.BCD [光电效应现象说明光具有粒子性；干涉和衍射都是波特有的现象，故光的干涉现象和衍射现象表明光具有波动性，故A错误，B、C正确。光具有粒子性的同时又具有波动性；光在传播时波动性显著，而与物质相互作用时粒子性显著，D正确。]
7.BC [由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W，又由动能定理有Ek=eU，当νa>νb时，Eka>Ekb，Ua>Ub，A错误，B正确；若Ua8.AC [由题意可知，当电压表的示数大于或等于0.9 V时，电流表读数为0，即遏止电压为0.9 V，对光电子由动能定理可得-eUc=0-Ekmax，即光电子的最大初动能为0.9 eV，所以光电子的初动能可能为0.8 eV，故A正确；由爱因斯坦光电效应方程有Ekmax=hν-W，可得W=hν-Ekmax=(3.6-0.9) eV=2.7 eV，故B错误；由题意可知，当用光子能量为3.6 eV的光照射到光电管上时，电流表G有读数，即有光电子逸出，开关S断开后，光电子仍然能达到阳极，即能形成光电流，故C正确；由于2 eV小于阴极的逸出功，故改用能量为2 eV的光子照射，不能发生光电效应，即电流表G没有读数，故D错误。]
9.AC [滑动变阻器的滑片向右移，光电管两极的电压增大，若电压为正向电压，则在光电流达到最大前，电流表示数增大，在光电流达到最大后，电流表示数不变，若电压为反向电压，则在光电流为零前，电流表示数减小，在光电流为零后，电流表示数不变，因此，滑动变阻器的滑片向右移，电流表的读数可能增大，A正确；根据光电效应方程和遏止电压与最大初动能的关系可知Ekm=hν-W=eUc
光电子的最大初动能等于eUc，由题设条件无法求得金属K的逸出功，B错误，C正确；若保持光的颜色不变，即光的频率保持不变，只增加光照强度时，I-U图像的Uc保持不变，D错误。]
10.BD [根据光电效应方程有Ek=hc-W，知两图线的斜率均为hc，故A错误；乙图线与横轴交点对应Ek乙=0，即0=hc-W乙，且由乙图线可知=b，联立解得W乙=hbc，故B正确；由甲图线可知，Ek甲=0时，则=a，解得极限波长为λ甲=，故要使金属甲发生光电效应，入射光的波长需要小于，故C错误；由题图可知，乙的极限波长小，因此乙的极限频率大于甲的极限频率，根据光电效应发生的条件，可知能使金属乙发生光电效应的入射光，一定能使金属甲发生光电效应，故D正确。]
11.hνc νc+
解析 由图像可知，该金属的极限频率为νc，
则逸出功为W=hνc
用某一单色光照射该金属时，
实验测得遏止电压为Uc，则Uce=hν-hνc
该单色光的频率为ν=νc+。
12.(1)减小 (2)无 (3)4.5
解析 (1)在A处用紫外线灯照射锌板，锌板发生光电效应，光电子射出后，锌板带正电，用一带少量负电的金属小球与锌板接触，会使锌板上带的正电荷减少，则验电器指针偏角将减小。
(2)产生光电效应需要入射光的频率达到极限频率以上，与光照强度无关。用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明黄光不能使锌板发生光电效应，即黄光的频率低于极限频率。改用强度更大的红外线灯照射锌板，红外线的频率小于黄光的频率，则红外线也不能使锌板发生光电效应，则验电器指针无偏转。
(3)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6.0 V，说明遏止电压为6.0 V。则最大初动能为Ek=eU=6.0 eV，由光电效应方程有Ek=hν-W，可得光电管阴极材料的逸出功为W=hν-Ek=10.5 eV-6 eV=4.5 eV。
13.(1)h-m (2)eU+m
解析 (1)根据光电效应方程有Ekm=h-W=m
解得W=h-m
(2)由动能定理有eU=Ek-Ekm
解得Ek=eU+m。
14.(1) 4.97×10-16 J (2) 2.3×10-15 J
(3) 2.2×10-11 m
解析 (1)电子在磁场中半径最大时对应的初动能最大。洛伦兹力提供向心力，
则有evB=m，Ekm=mv2
解得Ekm=
代入数据解得Ekm≈4.97×10-16 J
(2)由爱因斯坦的光电效应方程可得
Ekm=hν-W，ν=，故W=-Ekm，
代入数据解得W≈2.3×10-15 J
(3)由物质波波长公式可得λ'=
电子的动量p=mv=
解得λ'≈2.2×10-11 m。
15.(1)- (2)-E1 (3)-
解析 (1)由W=hνc
又有W=-E1=-E1
解得νc==-
(2)氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁辐射出的光子能量最大，此时从金属表面逸出的光电子初动能最大，设为Ekm，
则有hν=-E1=-E1，
由Ekm=hν-W得
Ekm=-E1-(-E1)=-E1
(3)因为放出的光子能量满足hν=En-Em，可知从n=3能级跃迁到无穷远需要的最小能量为
ΔE=0-()=-
那么对应的频率为ν'=-。(共45张PPT)
章末检测试卷(第6章)
一、单项选择题
1.(2023·泰安市高二期末)关于光电效应，下列说法正确的是
A.光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象
B.饱和电流的大小与入射光的强度有关，且随入射光强度的增强而增大
C.金属的逸出功与入射光的频率成正比
D.用不可见光照射某金属，比用可见光照射同种金属产生的光电子的最
大初动能大
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光电效应是原子吸收光子向外释放电子的现象，A错误；
饱和电流的大小随入射光强度的增强而增大，B正确；
逸出功与金属本身的特点有关，与外界因素无关，C错误；
由于不可见光的频率有的比可见光大，有的比可见光小，由爱因斯坦光电效应方程知产生光电子的最大初动能无法比较，D错误。
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2.(2024·北师大附中开学考)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm=10-9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s，真空光速c=3×108 m/s)
A.10-21 J B.10-18 J
C.10-15 J D.10-12 J
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一个处于极紫外波段的光子的能量约为
E=hν== J≈2×10-18 J
由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同。故选B。
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3.1985年华裔物理学家朱棣文成功利用激光冷冻原子，现代激光制冷技术可实现10-9 K的低温。一个频率为ν的光子被一个相向运动的原子吸收，使得原子速率减为零，已知真空中光速为c，普朗克常量为h，根据上述条件可确定原子吸收光子前的
A.速度 B.动能
C.物质波的波长 D.物质波的频率
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光子碰撞前动量p1=h，光子被吸收过程，动量守恒，由题意知原子碰前的动量大小与光子动量大小相等，即p2=p1，又满足p2=，联立可得原子吸收光子前的物质波的波长λ=，C正确；
由Ek=及Ek=hν'可知，要求得原子吸收光子前的动能Ek、物质波的
频率ν'，还需知道原子的质量m，B、D错误；
由Ek=mv2可知无法求出原子吸收光子前的速度，A错误。
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4.(2023·驻马店市高二月考)图甲是“探究光电效应”的实验电路图，光电管遏止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是
A.入射光的频率ν不同时，遏止电压Uc不同
B.入射光的频率ν不同时，Uc-ν图像的斜率不同
C.图甲所示电路中，当电压增大到一定数值
时，电流表的示数将达到饱和电流
D.只要入射光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同
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根据Ekm=hν-W，可知入射光的频率不同
时，电子的最大初动能不同，又eUc=Ekm，
得Uc=ν-，可知入射光的频率ν不同时，
遏止电压Uc不同，A项正确；
由Uc=ν-，知Uc-ν图像的斜率k=，与入射光的频率ν无关，B项错误；
题图甲所示电路中，当电压增大到一定数值时，电流表的示数为零，此时的电压为遏止电压，不会达到饱和电流，C项错误；
根据Ekm=hν-W可知，光电子的最大初动能与入射光的光照强度无关，D项错误。
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5.(2023·河南省周口恒大中学高二月考)氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为νa、νb两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。
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下列说法中正确的是
A.处于第4能级的氢原子可以吸
收一个能量为0.75 eV的光子
并电离
B.图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
C.图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75 eV
D.用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用
图线b所表示的光照射时更大
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处于第4能级的氢原子至少要吸
收能量为0.85 eV的光子才能电
离，故A错误；
让题图乙所示的光电管阴极K发
生光电效应，所以发生光电效应的能量值对应的跃迁为氢原子由第4能级向基态跃迁或氢原子由第3能级向基态跃迁，由题图丙可知，b光的遏止电压大，a光的遏止电压小，根据Ek=hν-W，及eUc=Ek知b光为氢原子由第4能级向基态跃迁发出的，a光为氢原子由第3能级向基态跃迁发出的，故B错误；
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题图丙中的图线b所表示的光的
光子能量为Eb=E4-E1=-0.85 eV-
(-13.6 eV)=12.75 eV，故C正确；
由题图丙可知，b光的遏止电压
大，a光的遏止电压小，根据Ek=hν-W，用题图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时产生的光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更小，故D错误。
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二、多项选择题
6.下列说法正确的是
A.光电效应现象表明光具有波动性
B.光电效应现象表明光具有粒子性
C.光的干涉和衍射现象表明光具有波动性
D.光在传播时波动性显著，而与物质相互作用时粒子性显著
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光电效应现象说明光具有粒子性；干涉和衍射都是波特有的现象，故光的干涉现象和衍射现象表明光具有波动性，故A错误，B、C正确。
光具有粒子性的同时又具有波动性；光在传播时波动性显著，而与物质相互作用时粒子性显著，D正确。
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7.(2023·重庆市渝中区高二月考)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是
A.若νa>νb，则一定有UaB.若νa>νb，则一定有Eka>Ekb
C.若UaD.若νa>νb，则一定有hνa-Eka>hνb-Ekb
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由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W，又由动能定理有Ek=eU，当νa>νb时，Eka>Ekb，Ua>Ub，A错误，B正确；
若Ua同种金属的逸出功不变，则W=hν-Ek不变，D错误。
8.(2023·德阳市五中高二月考)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.6 eV的光照射到光电管上时，电流表G有读数。移动滑动变阻器的滑片c，当电压表的示数大于或等于0.9 V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是
A.光电子的初动能可能为0.8 eV
B.光电管阴极的逸出功为0.9 eV
C.开关S断开后，电流表G示数不为0
D.改用能量为2 eV的光子照射，电流表G有读数
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由题意可知，当电压表的示数大于或等于0.9 V时，
电流表读数为0，即遏止电压为0.9 V，对光电子由动
能定理可得-eUc=0-Ekmax，即光电子的最大初动能为
0.9 eV，所以光电子的初动能可能为0.8 eV，故A正确；
由爱因斯坦光电效应方程有Ekmax=hν-W，可得W=hν-
Ekmax=(3.6-0.9) eV=2.7 eV，故B错误；
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由题意可知，当用光子能量为3.6 eV的光照射到光电
管上时，电流表G有读数，即有光电子逸出，开关S
断开后，光电子仍然能达到阳极，即能形成光电流，
故C正确；
由于2 eV小于阴极的逸出功，故改用能量为2 eV的光
子照射，不能发生光电效应，即电流表G没有读数，故D错误。
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9.(2023·宁德市高二期中)如图甲所示为光电效应实验的电路图，某次实验中保持光的颜色和光照强度不变，通过实验操作，得到电流表的示数I随电压表的示数U变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是
A.滑动变阻器的滑片向右移，电流表的读
数可能增大
B.金属K的逸出功等于eUc
C.光电子的最大初动能等于eUc
D.若保持光的颜色不变，只增加光照强度，
图乙I-U图像的Uc会增大
√
√
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滑动变阻器的滑片向右移，光电管两极
的电压增大，若电压为正向电压，则在
光电流达到最大前，电流表示数增大，
在光电流达到最大后，电流表示数不变，
若电压为反向电压，则在光电流为零前，电流表示数减小，在光电流为零后，电流表示数不变，因此，滑动变阻器的滑片向右移，电流表的读数可能增大，A正确；
根据光电效应方程和遏止电压与最大初动能的关系可知Ekm=hν-W=eUc
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光电子的最大初动能等于eUc，由题设
条件无法求得金属K的逸出功，B错误，
C正确；
若保持光的颜色不变，即光的频率保持
不变，只增加光照强度时，I-U图像的Uc保持不变，D错误。
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10.(2023·菏泽市鄄城县一中高二月考)金属甲和金属乙发生光电效应时，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长倒数的关系如图所示，已知普朗克常量为h，真空中的光速为c。则
A.金属甲、乙的Ek- 图线的斜率均等于h
B.金属乙的逸出功为hcb
C.要使金属甲发生光电效应，入射光的波长需要大于
D.能使金属乙发生光电效应的入射光，一定能使金属甲发生光电效应
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根据光电效应方程有Ek=hc-W，知两图线的斜率均
为hc，故A错误；
乙图线与横轴交点对应Ek乙=0，即0=hc-W乙，且由
乙图线可知=b，联立解得W乙=hbc，故B正确；
由甲图线可知，Ek甲=0时，则=a，解得极限波长为λ甲=，故要使金属甲发生光电效应，入射光的波长需要小于，故C错误；
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由题图可知，乙的极限波长小，因此乙的极限频率大于甲的极限频率，根据光电效应发生的条件，可知能使金属乙发生光电效应的入射光，一定能使金属甲发生光电效应，故D正确。
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三、非选择题
11.(2023·福建厦门市高二期末)某金属在光照下发生光电效应，光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，已知普朗克常量为h，可知该金属的逸出功为 ；用某一单色光照射该金属时，实验测得遏止
电压为Uc，已知电子电荷量的绝对值为e，则该单色光的频率为 。
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hνc
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由图像可知，该金属的极限频率为νc，则逸出功为
W=hνc
用某一单色光照射该金属时，实验测得遏止电压为
Uc，则Uce=hν-hνc
该单色光的频率为ν=νc+。
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12.(2024·陕西省名校协作体月考)如图甲所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角。
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(1)现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将
(选填“增大”“减小”或“不变”)。
减小
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在A处用紫外线灯照射锌板，锌板发生光电效应，光电子射出后，锌板带正电，用一带少量负电的金属小球与锌板接触，会使锌板上带的正电荷减少，则验电器指针偏角将减小。
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(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针 (选填“有”或“无”)偏转。
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无
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产生光电效应需要入射光的频率达到极限频率以上，与光照强度无关。用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明黄光不能使锌板发生光电效应，即黄光的频率低于极限频率。改用强度更大的红外线灯照射
锌板，红外线的频率小于黄光
的频率，则红外线也不能使锌
板发生光电效应，则验电器指
针无偏转。
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(3)为了进一步研究光电效应的规律，设计了如图乙所示的电路，图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为10.5 eV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缓慢向右滑动，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6.0 V，则光电管阴极材料的逸出功为 eV。
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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6.0 V，说明遏止电压为6.0 V。则最大初动能为Ek=eU=6.0 eV，由光电效应方程有Ek=hν-W，可得光电管阴极材料的逸出功为W=hν-Ek=
10.5 eV-6 eV=4.5 eV。
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13.(2023·南京市高二月考)端窗式光电倍增管(PMT)主要结构为光阴极和倍增极组成；当波长为λ的入射光照射到光阴
极上时，从光阴极上有电子逸出，光电子的
最大初速度为vm，光阴极和第一倍增极间的
加倍电压为U，已知电子电荷量为e，质量为
m，普朗克常量为h，真空中的光速为c。求：
(1)光阴极材料的逸出功W；
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答案 h-m
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根据光电效应方程有
Ekm=h-W=m
解得W=h-m
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(2)光电子到达第一倍增极的最大动能。
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答案 eU+m
由动能定理有eU=Ek-Ekm
解得Ek=eU+m。
14.波长λ=0.071 nm的伦琴射线使金箔发射光电子，发生光电效应。光电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知r·B=1.88×10-4 T·m。电子的质量m=9.1×10-31 kg，e=1.6×10-19 C，c=3.0×108 m/s，h=6.63×10-34 J·s。试求：
(1)光电子的最大初动能；
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答案 4.97×10-16 J
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电子在磁场中半径最大时对应的初动能最大。洛伦兹力提供向心力，
则有evB=m，Ekm=mv2
解得Ekm=
代入数据解得Ekm≈4.97×10-16 J
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(2)该金属的逸出功；
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答案 2.3×10-15 J
由爱因斯坦的光电效应方程可得
Ekm=hν-W，ν=
故W=-Ekm，
代入数据解得W≈2.3×10-15 J
(3)该电子的物质波的波长。
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答案 2.2×10-11 m
由物质波波长公式可得λ'=
电子的动量p=mv=
解得λ'≈2.2×10-11 m。
15.(2023·威海市高二月考)已知氢原子处于基态时能量为E1，处于量子数为n的激发态能级时能量为，现有一群氢原子处于n=3的激发态能级，在向低能级跃迁过程中，能放出若干种频率的光子，用它们照射某金属表面，发现从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光恰能
使该金属发生光电效应，普朗克常量为h，求：(所有答
案用题目中所给字母表示)
(1)该金属的极限频率；
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答案 -
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由W=hνc，又有W=-E1=-E1
解得νc==-
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(2)能从该金属表面逸出的光电子的最大初动能；
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答案 -E1
氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁辐射出的光子能量最大，此时从金
属表面逸出的光电子初动能最大，设为Ekm，则有hν=-E1=-E1，
由Ekm=hν-W得
Ekm=-E1-(-E1)=-E1
(3)若用光照的办法使处于n=3能级的氢原子电离，则照射光频率至少多大。
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答案 -
因为放出的光子能量满足hν=En-Em，可知从n=3能级跃迁到无穷远需要的最小能量为
ΔE=0-()=-
那么对应的频率为ν'=-。
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