高考物理一轮复习 专题60 光电效应 波粒二象性(练)(含解析)1

专题60 光电效应波粒二象性（练）

1．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．下列说法中正确

．．的是：（）

U

I a

b

A．a光光子的频率大于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度；

B．a光光子的频率小于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度；

C．如果使b光的强度减半，则在任何电压下，b光产生的光电流强度一定比a光产生的光电流强度小；

D．另一个光电管加一定的正向电压，如果a光能使该光电管产生光电流，则b光一定能使该光电管产生光电流。

【答案】D

【名师点睛】要熟练掌握所学公式，明确各个物理量之间的联系．如本题中折射率、临界角、光子能量、最大初动能等都有光的频率有关；对于本题解题的关键是通过图象判定a、b两种单色光谁的频率大，反向截止电压大的则初动能大，初动能大的则频率高，故b光频率高于a 光的．逸出功由金属本身决定。

2．（多选）已知钙和钾的截止频率分别为14

7.7310Hz

⨯和14

5.4410H

⨯z，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钾逸出的光电子具有较大的：（）

A．波长 B．频率 C．能量 D．动量

【答案】BCD

【解析】根据爱因斯坦光电效应方程得：E k=hγ-W0，又 W0=hγc；联立得：E k=hγ-hγc，据题钙的截止频率比钾的截止频率大，由上式可知：从钾表面逸出的光电子最大初动能较大，

由2

k P

mE

=，可知钾光电子的动量较大，根据

h

P

λ=

可知，波长较小，则频率较大．故A

错误，BCD正确．故选BCD．

【名师点睛】解决本题的关键要掌握光电效应方程E k=hγ-W0，明确光电子的动量与动能的关

系、物质波的波长与动量的关系

h

P λ=

．

3．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的关系如图所示．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，b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】C

【名师点睛】要熟练掌握所学公式，明确各个物理量之间的联系．如本题中折射率、临界角、光子能量、最大初动能等都有光的频率有关。

4．某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2．21 eV，用波长为2．5×10- 7 m的紫外线照射阴极，已知真空中的光速为3．0×108 m/s，元电荷为1．6×10-19 C，普朗克常量为6．63×10-34 J·s。则钾的极限频率是Hz，该光电管发射的光电子的最大初动能是J。（保留二位有效数字）

【答案】5．3×1014 ，4．4×10-19

【解析】（1）根据据逸出功W0=hγ0，得：

19

14

034

2.21 1.610

5.310

6.6310

W

Hz h

γ

-

-

⨯⨯

===⨯

⨯

；

（2）根据光电效应方程：E k=hγ-W0…①

光速、波长、频率之间关系为：

c

γ

λ=…②

由①②解得：E K=4．4×10-19 J

【名师点睛】本题考察知识点简单，但是学生在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系，逸出功W0=hγ0，和光电效应方程：E k=hγ-W，同时注意逸出功计算时的单位，及运算的准确性。

5．某单色光照射光电管阴极K，发生光电效应，测得电子的最大初动能为8.80eV，若此光是一群氢原子受激发后处于4

n=能级向低能级跃迁时产生的，则阴极K的逸出功为；电子的遏止电压为。

【答案】3.95eV；8.80V

【名师点睛】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，注意能级跃迁时，从n=4能级向低能级跃迁时，可能放出6种频率的光子。

1．（多选）某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，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电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能E km．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是：（）

A ．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度1

2eU v m

= B ．阴极K 金属的逸出功011W h eU ν=- C ．阴极K 金属的极限频率νc ＝

1221

12

-U U U U νν-

D ．普朗克常数1221

e(U -U )

h=υυ-

【答案】AB

【解析】 光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：12

1102

m eU mv -=-，则得光电子的最大初速度1

12m eU v m

=

，故A 正确；根据爱因斯坦光电效应方程得：11h eU W γ=+ ①22h eU W γ=+ ②，由①得：金属的逸出功1l W h eU ν=-．联立①②得：1212

()

e U U h νν-=

-，

故B 正确D 错误，阴极K 金属的极限频率11

12111201212()()()

()

h eU e U U h eU W h e U U γγγγγγγ----===

--，故C 错误．

【名师点睛】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0W h γ=求金属的极限频率；

2．现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大

B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大

C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大

D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生

E ．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关 【答案】ACE

【名师点

睛】本题主要考查光电效应。发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光