高考物理大一轮复习 第十三章 第二节 光电效应、波粒二象性课后达标检测
2018年高考物理一轮复习专题13.1光电效应波粒二象性精讲深剖201711023119
专题13.1 光电效应 波粒二象性1.（2017新课标Ⅲ 19）19．在光电效应试验中，分别用频率为a v ，b v 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a U 和b U 、光电子的最大初动能分别为ka E 和kb E 。
h 为普朗克常量。
下列说法正确的是 A ．若a b v v >，则一定有a b U U < B ．若a b v v >，则一定有ka kb E E > C ．若a b U U <，则一定有ka kb E E <D ．若a b v v >，则一定有a ka b kb hvE hv E ->- 【答案】BC【考点定位】光电效应【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，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；准备判断光电效应中的最大初动能、频率和遏止电压之间的关系，逸出功由金属本身决定，与光的频率无关。
2．（2017海南，7）（多选）三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1>λ2>λ3）。
分别用着三束光照射同一种金属。
已知用光束2照射时，恰能产生光电子。
下列说法正确的是A ．用光束1照射时，不能产生光电子B ．用光束3照射时，不能产生光电子C ．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D ．用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大 【答案】AC【解析】依据波长与频率的关系：，因λ1＞λ2＞λ3，那么γ1＜γ2＜γ3；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而光束3照射时，一定能产生光电子，故A 正确，B 错误；用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程：E km =h γ﹣W ，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C 正确，D 错误。
3．（2017海南，7）（多选）三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1>λ2>λ3）。
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—光电效应、波粒二象性
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—光电效应、波粒二象性1．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．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多2．(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有()A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波的波长也相等3．(2022·江苏卷·4)上海光源通过电子－光子散射使光子能量增加，光子能量增加后() A．频率减小B．波长减小C．动量减小D．速度减小4.研究光电效应的电路图如图所示，关于光电效应，下列说法正确的是()A．任何一种频率的光，只要照射时间足够长，电流表就会有示数B．若电源电动势足够大，滑动变阻器滑片向右滑，电流表的示数能一直增大C．调换电源的正负极，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数可能变为零D．光电效应反映了光具有波动性5．(多选)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U a和U b，光电子的最大初动能分别为E k a和E k b，h为普朗克常量．下列说法正确的是()A．若νa＞νb，则一定有U a＜U bB．若νa＞νb，则一定有E k a＞E k bC．若U a＜U b，则一定有E k a＜E k bD．若νa＞νb，则一定有hνa－E k a＞hνb－E k b6．(多选)(2023·天津市模拟)如图所示，甲、乙为两束光经过同一双缝干涉装置后产生的干涉条纹，丙图为光电效应实验图，实验中施加反向电压得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图丁所示，下列说法正确的是()A．若甲光能使丙图中产生光电流，则乙光一定能使丙图中产生光电流B．当U AK小于0，但U AK没有达到遏止电压时，流经电流表方向为从上到下C．若甲光对应丁图中曲线b，则乙光可能对应丁图中曲线cD．a光照射光电管产生的光电子动能一定小于b光照射光电管产生的光电子动能7．(2020·江苏卷·12(1)(2))(1)“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点．它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示．若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是________．A．I增大，λ增大B．I增大，λ减小C．I减小，λ增大D．I减小，λ减小(2)大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最短波长分别为λ1和λ2，则该激发态与基态的能量差为________，波长为λ1的光子的动量为________．(已知普朗克常量为h，光速为c)8．(多选)如图所示，甲、乙、丙、丁是关于光电效应的四个图像(电子电荷量为e)，以下说法正确的是()A．由图甲可求得普朗克常量h＝beaB．由图乙可知虚线对应金属的逸出功比实线对应金属的逸出功小C．由图丙可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大D．由图丁可知电压越高，则光电流越大9．用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示，实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，图线与横轴交点的横坐标为5.15×1014Hz.已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.则下列说法中正确的是()A．欲测遏止电压，应选择电源左端为正极B．当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数持续增大C．增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大D．如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能约为1.2×10－19J 10.(2023·山西省榆次一中模拟)如图所示，分别用波长为λ、2λ的光照射光电管的阴极K，对应的遏止电压之比为3∶1，则光电管的截止频率对应的光的波长是()A．2λB．3λC．4λD．6λ11.(多选)(2023·浙江省高三检测)如图所示为研究光电效应的实验装置，此时滑片P位于中点O的正上方，用光束照射光电管的极板K，电流表的指针发生偏转．移动滑片P，当电流表示数恰好为0时，电压表指针指向某一刻度，下列说法正确的是()A．滑片P应向右滑动B．电流表示数恰好为0时，电压表示数为遏止电压的大小C．电压表指针指向某一刻度后，再移动滑片P，指针将不再偏转D．用某种频率的光照射，电流表示数恰好为0时，读取电压表示数；换用另一种频率的光，同样操作后也读取电压表示数，若两种光频率和电子电荷量已知，就可以测定普朗克常量12．(2023·山东淄博市模拟)某光电管的阴极在某单色光照射下恰好发生光电效应．阴极与阳极之间所加电压大小为U，光电流为I.已知电子的质量为m、电荷量为e，假设光电子垂直碰撞阳极且碰撞后即被吸收，则光电子对阳极板的平均作用力F的大小为()A.I e 2meUB.IemeUC.e I 2meUD.eImeU1．A 2.AB 3.B 4.C 5.BC 6.AB7．(1)B(2)h cλ2h λ1解析(1)若人体温度升高，则人体的热辐射强度I增大，由ε＝hν可知，对应的频率ν变大，由c＝λν知对应的波长λ变小，选项B正确．(2)该激发态与基态的能量差ΔE对应着辐射最短波长的光子，故能量差为ΔE＝hν＝h cλ2；波长为λ1的光子的动量p＝hλ1.8．BC[根据光电效应方程，结合动能定理可知eU c＝E k＝hν－W0＝hν－hνc，变式可得U c＝heν－heνc，斜率k＝b2a＝he，解得普朗克常量为h＝be2a，故A错误；根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可知，题图乙中纵轴截距的绝对值表示逸出功，则实线对应金属的逸出功比虚线对应金属的逸出功大，故B正确；入射光频率一定，饱和电流由入射光的强度决定，即光的颜色不变的情况下，入射光越强，光子数越多，饱和电流越大，故C正确；分析题图丁可知，当达到饱和电流以后，增加光电管两端的电压，光电流不变，故D错误．]9．D[遏止电压产生的电场对电子起阻碍作用，则电源的右端为正极，故A错误；当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，加速电场增强，电流增加到一定值后不再增加，故B错误；由E k＝hν－W0可知，最大初动能与光的强度无关，故C错误；E k＝hν－W0＝hν－hνc，νc＝5.15×1014Hz，代入数值求得E k≈1.2×10－19J，故D正确．]10．C[根据eU c＝12m v m2＝hcλ－hcλ0得eU c1＝hcλ－hcλ0，eU c2＝hc2λ－hcλ0，其中U c1U c2＝31，联立解得λ0＝4λ，故选C.]11．BD[分析可知光电管应加上反向电压，故滑片P向左滑动，A错误；电流表示数恰好为0时，电压表的示数为遏止电压的大小，B正确；电压表测量滑动变阻器部分两端电压，指针一直偏转，C错误；由eU c＝hν－W0可知，两组数据可以测定普朗克常量，D正确．] 12．A[根据题意，阴极金属恰好发生光电效应，则说明光电子离开阴极的速度为0，根据动能定理有eU＝12m v2，可得v＝2eUm，每个光电子到达阳极板时的动量变化量大小为Δp0＝m v＝2meU，设时间Δt内有n个电子打在阳极板上，则有I＝qΔt＝neΔt，由动量定理可得平均作用力为F＝n Δp0Δt，由以上整理得F＝Ie2meU，A正确，B、C、D错误．]。
高考物理一轮总复习课件：132波粒二象性
图象名称
图线形状
最大初动能 Ek 与入射 光频率 ν 的关系 图线
由图线直接(间接) 得到的物理量
①极限频率：图线与 ν 轴交 点的横坐标 νc ②逸出功：图线与 Ek 轴交点 的纵坐标的值 W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率 k＝h
图象名称
颜色相同、强度不同 的光，光电流与电压 的关系
加深理解 光电效应的规律
1．每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生 光电效应．
2．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大． 3．当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正 比． 4．光电效应的发生几乎瞬时的，一般不超过10－9 s.
2018高三一轮总复习
物理
提高效率 ·创造未来 ·铸就辉煌
必考部分 原子物理学/13章
第十三章 原子物理
第2节 波粒二象性
栏
目
抓知识点 1
导
航
抓重难点 2
3 抓易错点
4 课时跟踪检测
1
抓知识点 用心研读 领悟细微深处
一、光电效应 1．定义 照射到金属表面的光，能使金属中的 电子 从表面逸出的现象． 2．光电子 光电效应 中发射出来的电子．
A．U＝heν－We C．U＝2hν－W
B．U＝2he ν－We D．U＝52heν－We
解析：由光电效应方程可知：
nhν＝W＋12mv2(n＝2,3,4…)① 在减速电场中由动能定理得－eU＝0－12mv2② 联立①②得：U＝nheν－We (n＝2,3,4…)，选项 B 正确． 答案：B
重难点 2 光电效应的图象分析
3．光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电 流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电 流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．
人教版高中物理一轮总复习课后习题 小题增分特训(13)波粒二象性和原子物理
小题增分特训(十三)波粒二象性和原子物理1.(浙湘豫名校联合体联考)下列说法正确的是( )A.普朗克通过对黑体辐射的研究,提出光子的概念B.爱因斯坦通过对光电效应的研究,提出了能量子的概念C.德布罗意运用类比、对称的思想,提出了物质波的概念D.奥斯特通过研究电流对小磁针的作用力,提出了场的概念2.(浙江东阳三模)关于原子物理,下列说法正确的是( )A.普朗克提出了原子核外电子轨道量子化,并成功解释了氢原子光谱B.β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C.衰变方程94238Pu X+Y中,94238Pu发生的是α衰变,α射线具有极强的穿透能力0e,可知N核的比结合能比C核的比结合D.根据核反应方程614C N+-1能大3.(浙江Z20名校协作体二模)下列说法不正确的是( )甲乙丙丁A.甲图是核反应堆示意图,它是通过可控的链式反应实现核能的释放,链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程B.乙图是光电流与电压的关系图,由图可知a、c两束光的频率相等且小于b光的频率C.丙图是原子核的比结合能图,由图可知不同原子核的比结合能是不一样的,中等大小的核比结合能最大,这些核最稳定D.丁图是中子的转化示意图,强相互作用是引起中子—质子转变的原因4.(浙江诸暨一模)锝-99m(Tc-99m,m代表亚稳态同位素)是一种广泛使用的核医药物,可用于甲状腺、骨骼、心肌、脑部等扫描检查。
如图所示,铀核分裂得到的钼-99(Mo-99)衰变成锝-99m,其反应方程为Tc+X+ν(ν为不带电荷且质量非常小或近乎零的反微中子),接着将锝-99m取出,并由注射或口服等方法送入人体内,在特定器官或组织发生衰变,其反应方程为4399m Tc Tc+γ,释放出γ射线作为医学检测分析的讯号。
下列有关此核医药物的叙述正确的是( )A.4399m Tc和4399Tc两者具有不同的化学性质B.Mo-99衰变成Tc-99m过程中产生的衰变半衰期越长,医学检测分析效果越明显D.γ射线为核外电子从高能级向低能级跃迁时放射的光子5.(浙江温州三模)如图所示,分别用a、b两束单色光照射阴极K均可产生光电流。
优化方案高考物理大一轮复习 第十三章 第二节 光电效应、波粒二象性教学讲义-人教版高三全册物理教案
第二节光电效应、波粒二象性一、光电效应1．定义：在光的照射下从物体发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子)．2．产生条件：入射光的频率大于极限频率．3．光电效应规律(1)存在着饱和电流对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多．(2)存在着遏止电压和截止频率光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关．当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应．(3)光电效应具有瞬时性当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过10－9 s.1.(2014·高考广东卷)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大答案：AD二、光电效应方程1．基本物理量(1)光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34 J·s(称为普朗克常量)．(2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值．(3)最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的最大值．2．光电效应方程：E k＝hν－W0.2.用波长为2.0×10－7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大初动能是4.7×10－19J.由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s，结果取两位有效数字)( )A．5.5×1014Hz B．7.9×1014HzC．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz答案：B三、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．(2)光电效应说明光具有粒子性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．2．物质波(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．(2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝hp，p为运动物体的动量，h 为普朗克常量．3.下列说法正确的是( )A．光电效应反映了光的粒子性B．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性C．光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性D．只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的运动物体是没有波和它对应的答案：AC考点一光电效应规律的理解1．放不放光电子，看入射光的最低频率．2．单位时间内放多少光电子，看光的强度．3．光电子的最大初动能大小，看入射光的频率．4．要放光电子，瞬时放．1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是 ( ) A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应[解析] 根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故A、D正确．根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，B错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C错误．[答案] AD1.关于光电效应，下列说法正确的是( )A．爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应B．极限频率越大的金属材料逸出功越大C．光电效应是瞬时发生的D．若入射光的强度减弱，频率保持不变，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目不变解析：选ABC.显然选项A正确；金属的逸出功W0＝hν，所以极限频率越大的金属材料逸出功越大，选项B正确；由光电效应相关知识知，光电效应是瞬时发生的，选项C正确；入射光强度减弱时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，D错．考点二光电效应方程及图象问题1．爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0hν：光电子的能量．W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功．E k：光电子的最大初动能．2．图象分析图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能E k与入射光频率ν的关系图线①极限频率：ν0②逸出功：W0＝|－E|＝E③普朗克常量：图线的斜率k＝h遏止电压U c与入射光频率ν的关系图线①截止(极限)频率：ν0②遏止电压U c：随入射光频率的增大而增大③普朗克常量：h＝ke(k为斜率，e为电子电量)频率相同、光强不同时，光电流与电压的关系①遏止电压：U c②饱和光电流：I m(电流的最大值)③最大初动能：E km＝eU c频率不同、光强相同时，光电流与电压的关系①遏止电压：U c1、U c2②饱和光电流：电流最大值③最大初动能E k1＝eU c1，E k2＝eU c2(2013·高考浙江自选模块)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能E k＝________J.[解析] (1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的阳极．(2)由题图可知，铷的截止频率νc为5.15×1014Hz，逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014J≈3.41×10－19J.(3)当入射光的频率为ν＝7.00×1014Hz时，由E k＝hν－hνc 得，光电子的最大初动能为E k＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014J≈1.23×10－19J.[答案] (1)阳极(2)5.15×1014[(5.12～5.18)×1014均视为正确] 3.41×10－19[(3.39～3.43)×10－19均视为正确] (3)1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均视为正确]2.在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到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解析：选B.由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由eU c ＝E k和hν＝W0＋E k得甲、乙光频率相等，A错误；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长，B正确；由hνc＝W0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同，C错误；由光电效应方程知，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，D错误．物理思想——用统计规律理解光的波粒二象性微观粒子中的粒子性与宏观概念中的粒子性不同，通俗地讲，宏观粒子运动有确定的轨道，能预测，遵守经典物理学理论，而微观粒子运动轨道具有随机性，不能预测，也不遵守经典物理学理论；微观粒子的波动性与机械波也不相同，微观粒子波动性是指粒子到达不同位置的机会不同，遵守统计规律，所以这种波叫概率波．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝．实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹．对这个实验结果下列认识正确的是( )A．曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子B．单个光子的运动没有确定的轨道C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才表现出波动性[错因分析] 此题易错选A，主要原因是对光是一种概率波理解不透彻造成的．[解析] 单个光子通过双缝后的落点无法预测，大量光子的落点出现一定的规律性，落在某些区域的可能性较大，这些区域正是波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域．光具有波粒二象性，少数光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性．所以正确选项为B、C、D.[答案] BCD1．(2015·太原质检)关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是( )A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析：选D.光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D项不正确．2．(2015·北京朝阳模拟)用绿光照射一个光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以( ) A．改用红光照射B．改用紫光照射C．增加绿光照射时间D．增加绿光照射强度解析：选B.光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，而与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能．3．(2015·河南林州模拟)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( ) A．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C．增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大D．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生解析：选B.由题设条件，不能知道光电管阴极材料极限波长的确切值，只能知道其极限波长λ极>λ0.换用的波长λ1虽比λ0大，但因为λ极大小不确定，因而无法确定是否发生光电效应，故A错．但若λ2<λ0，则一定能发生光电效应，故B对．光电管两端电压在原来情况下，光电流是否达到最大(饱和)，题设条件并不清楚，因而增大电压，光电流是否增大也不能确定；将电源极性接反后，所加电压阻碍光电子向阳极运动，但若eU<E km，仍会有一定数量的光电子可达阳极而形成光电流．因此，选项C、D也是错误的．4．当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( ) A．锌板带负电B．有正离子从锌板逸出C．有电子从锌板逸出D．锌板会吸附空气中的正离子解析：选C.锌板在紫外线的照射下产生了光电效应，说明锌板上有光电子飞出，所以锌板带正电，选项C正确，A、B、D错误．5．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可吸收多个光子，从而形成多光子光电效应．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 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 ＝hνe －W eB ．U ＝2hνe －W eC ．U ＝2hν－WD ．U ＝5hν2e －W e解析：选B.以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得：－Ue ＝0－12mv 2m ① 由光电效应方程得：nhν＝12mv 2m ＋W (n ＝2,3,4…)② 由①②式解得：U ＝nhνe －W e(n ＝2,3,4…)， 故选项B 正确．6.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 光的偏折程度大解析：选BC.由图可知b 光照射时对应遏止电压U c2大于a 光照射时的遏止电压U c1.因qU ＝12mv 2，而hν＝W 0＋12mv 2，所以b 光照射时光电子最大初动能大，A 错，且可得νb >νa ，λb <λa ，故D 错，C 对．b 光折射率大于a 光折射率，所以a 光临界角大，B 对．一、选择题1．(2015·苏北四市调研)下列说法中正确的是( )A ．光电效应现象说明光具有粒子性B ．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说C ．爱因斯坦建立了光量子理论，成功地解释了光电效应现象D ．运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越长解析：选ABC.光电效应现象说明光是一份一份的，即光具有粒子性，A 正确；由物理学史知B 、C 正确；物质波的波长与运动物体的动量有关系，动量越小波长越长，D 错误．2．用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图象，则( )A ．图象甲表明光具有粒子性B ．图象乙表明光具有波动性C ．用紫外光观察不到类似的图象D ．实验表明光是一种概率波解析：选ABD.图象甲曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性．图象乙曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A 、B 正确；同时也表明光波是一种概率波，故D 也正确；紫外光本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故C错误．3．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( ) A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目解析：选A.由E k＝hν－W知光电子的最大初动能取决于入射光的频率．4．(2014·高考江苏卷)已知钙和钾的截止频率分别为 7.73 ×1014 Hz 和5.44×1014 Hz，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，钙逸出的光电子具有较大的( )A．波长B．频率C．能量D．动量解析：选A.根据爱因斯坦光电效应方程12mv2m＝hν－W.由题知W钙>W钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p＝2mE k及p＝hλ和c＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A正确，选项B、C、D错误．5．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则( )A．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B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D．有可能不发生光电效应解析：选C.只要入射光频率不变，光电效应仍能发生，且由E km＝hν－W知光电子的最大初动能不变，B、D错；若入射光强度减弱，则单位时间内逸出的光电子数目将减小，但发生光电效应的时间间隔不变，A错，C对．6.(2015·郑州模拟)甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的函数关系分别如图中的Ⅰ、Ⅱ所示．下列判断正确的是( )A．Ⅰ与Ⅱ不一定平行B．乙金属的极限频率大C．图象纵轴截距由入射光强度判定D．Ⅰ、Ⅱ的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系解析：选BD.E k－ν图象的斜率表示普朗克常量，图线与ν轴交点的横坐标表示极限频率，图线与E k轴交点的纵坐标的绝对值为逸出功，由金属材料判定，故B、D正确．7．(2015·陕西师大附中检测)用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是 ( )A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的解析：选CD.增大a光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，A错误．a光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B错误．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，因此a光的频率大于b光的频率，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，C正确．氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的光子能量，D正确．8．在做光电效应实验时，某金属被光照射产生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能E k与入射光的频率ν的关系如图所示，C、ν0为已知量．由图线可知( )A．普朗克常量的数值B．该金属的逸出功C．该金属的极限频率D．入射光的频率增大，金属的极限频率随之增大E．入射光的频率加倍，光电子的最大初动能加倍解析：选ABC.根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，E k－ν图象的斜率等于普朗克常量，A正确，E k－ν图象在纵轴上的截距的绝对值表示逸出功，B正确；当E k＝0时，ν＝ν0，极限频率为ν0，C正确；金属的极限频率是常量，D错误；根据E k＝hν－W0，光电子的最大初动能不与入射光频率成正比，E错误．9．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是( )A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比C．对于同种金属，E k与照射光的时间成正比D．对于同种金属，E k与照射光的频率成线性关系E．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k与金属的逸出功成线性关系解析：选ADE.发生光电效应，一个电子获得一个光子的能量，E k＝hν－W0，所以E k与照射光的强度无关，与光照射的时间无关，A正确，C错误；由E k＝hν－W0＝h cλ－W0可知E k与λ并非成反比关系，B错误；由E k＝hν－W0可知，E k与光的频率成线性关系．若频率不变，E k与W0成线性关系，D、E正确．☆10.研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与AK之间的电压U AK的关系图象中，正确的是( )解析：选C.由于是强度不同的光照射同种钠极板，则遏止电压相同，强度不同，饱和光电流不同．选项C正确．二、非选择题11．紫光在真空中的波长为4.5×10－7 m，问：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射极限频率为ν0＝4.62×1014 Hz的金属钾能否产生光电效应？若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h＝6.63×10－34 J·s)解析：(1)E＝hν＝h cλ＝4.42×10－19 J.(2)ν＝cλ＝6.67×1014 Hz，因为ν>ν0，所以能产生光电效应．光电子的最大初动能为E km＝hν－W0＝h(ν－ν0)＝1.36×10－19 J.答案：(1)4.42×10－19 J (2)能 1.36×10－19 J☆12.如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．(1)求此时光电子的最大初动能的大小；(2)求该阴极材料的逸出功．解析：设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为E km，阴极材料逸出功为W0当反向电压达到U0＝0.60 V以后，具有最大初动能的光电子达不到阳极，因此eU0＝E km由光电效应方程知E km＝hν－W0由以上二式得E km＝0.6 eV，W0＝1.9 eV.答案：(1)0.6 eV (2)1.9 eV。
全国近年高考物理一轮复习第13章近代物理初步47光电效应、波粒二象性能力训练(2021年整理)
（全国版）2019版高考物理一轮复习第13章近代物理初步47 光电效应、波粒二象性能力训练编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（全国版）2019版高考物理一轮复习第13章近代物理初步47 光电效应、波粒二象性能力训练）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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47 光电效应、波粒二象性1．（2017·北京朝阳模拟）（多选）用绿光照射一个光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以( ）A．改用红光照射B．改用紫光照射C．改用蓝光照射D．增加绿光照射时间答案BC解析光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，D错误；最大初动能与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大,光电子从阴极逸出时最大初动能越大,所以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能,A错误,B、C正确。
2．（2018·天津红桥区期末)（多选）下列说法正确的是（）A．动量相同的电子和质子，其德布罗意波长相同B．光电效应现象说明光具有粒子性,光子具有能量C．康普顿效应说明光具有粒子性,光子具有动量D．黑体辐射的实验规律说明在宏观世界里能量是连续的答案ABC解析根据物质波波长公式λ＝错误!可知，当质子和电子动量相同时,则德布罗意波长相同，A正确；光电效应现象说明光具有粒子性，光子具有能量，光子的能量ε＝hν，B正确；康普顿效应说明光具有粒子性和光子具有动量，光子的动量p＝错误!，C正确；黑体辐射的实验规律说明在宏观世界里能量是分立的，D错误。
新教材高考物理一轮复习课时规范练43电效应波粒二象性含答案
课时规范练43电效应波粒二象性基础对点练1.(光子能量的计算)激光在“焊接”视网膜的眼科手术中有着广泛的应用。
在一次手术中,所用激光的波长λ=6.6×10-7 m,每个激光脉冲的能量E=1.5×10-2 J。
已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s,则每个脉冲中的光子数目是()A.3×1016B.3×1012C.5×1016D.5×10122.(光的波粒二象性)(2023河北唐山模拟)用很弱的光做双缝干涉实验,把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在,下图是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片,这些照片说明()A.光只有粒子性没有波动性B.光只有波动性没有粒子性C.少量光子的运动显示波动性,大量光子的运动显示粒子性D.少量光子的运动显示粒子性,大量光子的运动显示波动性3.(多选)(光电效应和康普顿效应)关于光电效应和康普顿效应的规律,下列说法正确的是()A.光电效应中,金属板向外发射的光电子又可以叫作光子B.用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率C.对于同种金属而言,遏止电压与入射光的频率无关D.石墨对X射线散射时,部分X射线的散射光波长会变长,这个现象称为康普顿效应4.(光电效应)(2022山东淄博期末)紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置,其工作电路如图所示,其中A为阳极,K为阴极,只有当明火中的紫外线照射到K极时,电压表才有示数且启动报警装置。
已知太阳光中的紫外线频率主要在7.5×1014~9.5×1014 Hz,而明火中的紫外线频率主要在1.1×1015~1.5×1015 Hz,下列说法正确的是()A.为避免太阳光中紫外线干扰,K极材料的截止频率应大于1.5×1015 HzB.只有明火照射到K极的时间足够长,电压表才会有示数C.电源左边接正极有利于提高报警装置的灵敏度D.电压表的正接线柱与C相连5.(光电效应的理解)如图所示,当开关S断开时,用光子能量为3.5 eV的一束光照射阴极K,发现电流表读数不为零。
2019届高考物理一轮复习讲练测：专题13.60 光电效应 波粒二象性(讲)(原卷版)
第十三章选修3-5命题规律（1）动量和动量守恒等基本概念、规律的理解，一般结合碰撞等实际过程考查；（2）综合运用动量和机械能的知识分析较复杂的运动过程；（3）光电效应、波粒二象性的考查；（4）氢原子光谱、能级的考查；（5）放射性元素的衰变、核反应的考查；（6）质能方程、核反应方程的计算；（7）与动量守恒定律相结合的计算复习策略（1）深刻理解动量守恒定律，注意动量的矢量性、瞬时性、同一性和同时性；（2）培养建模能力，将物理问题经过分析、推理转化为动力学问题；（3）深刻理解基本概念和基本规律；（4）关注科技热点和科技进步；（5）体会微观领域的研究方法，从实际出发，经分析总结、提出假设、建立模型，再经过实验验证，发现新的问题，从而对假设进行修正。
1．知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律．2．会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量．3．知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．一、黑体辐射与能量子1．黑体与黑体辐射（1）黑体：是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体．（2）黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．a．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．b．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．2．能量子（1）定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．（2）能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6．63×10－34 J·s．二、光电效应1．光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．2．光电效应规律（1）每种金属都有一个极限频率．（2）光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．（3）光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．（4）光电流的强度与入射光的强度成正比．3．爱因斯坦光电效应方程（1）光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6．63×10－34 J·s．（2）光电效应方程：E k＝hν－W0．其中hν为入射光的能量，E k为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功．4．遏止电压与截止频率（1）遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c．（2）截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率（又叫极限频率）．不同的金属对应着不同的极限频率．（3）逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．三、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性（1）光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．（2）光电效应说明光具有粒子性．（3）光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．2．物质波（1）概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波． （2）物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长ph =λ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量．考点一 光电效应现象和光电效应方程的应用 1．对光电效应的四点提醒（1）能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。
2017年高考物理一轮复习 第13章 动量守恒定律 波粒二象性 第2讲 光电效应 波粒二象性课时作业
光电效应波粒二象性一、选择题(1～5题为单选题，6～12题为多选题)1．某金属在一黄光照射下，正好有电子逸出，下述说法中正确的是导学号 05801642 ( )A．增大光强，而不改变光的频率，光电子的最大初动能将不变B．用一束更大强度的红光代替黄光，仍能发生光电效应C．用强度相同的紫光代替黄光，光电流强度将不变D．用强度较弱的紫光代替黄光，有可能不发生光电效应答案：A解析：逸出的光电子的最大初动能为：E km＝hν－W0，频率不变，故E km不变，A选项正确。
红光频率小于黄光频率，即小于极限频率，故不能发生光电效应，B选项错误。
由于紫光频率大于黄光频率，即使光强减小，仍能发生光电效应，因此D选项错误。
用强度相同的紫光代替黄光，使得入射光的光子数减少，导致光电子数减少，形成的光电流强度将减小，C选项错误。
2．用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片。
这些照片说明导学号 05801643( )A．光只有粒子性没有波动性B．光只有波动性没有粒子性C．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性答案：D解析：由这些照片可以看出，少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动呈现出波动性，故D正确。
3．(2015·浙江宁波期末)一个德布罗意波波长为λ1的中子和另一个德布罗意波波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为导学号 05801644 ( )A.λ1λ2λ1＋λ2B．λ1λ2λ1－λ2C.λ1＋λ22 D ．λ1－λ22答案：A解析：中子的动量p 1＝h λ1，氘核的动量p 2＝hλ2，对撞后形成的氚核的动量p 3＝p 2＋p 1，所以氚核的德布罗意波波长λ3＝h p 3＝λ1λ2λ1＋λ2，A 正确。
4．(2013·北京卷)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吸收到一个光子而从金属表面逸出。
高考物理 一轮复习 第十三章 第2讲 波粒二象性 随堂巩固 精选练习习题(附答案解析)
高考物理 一轮复习 第十三章 第2讲 波粒二象性 随堂巩固 精选练习习题（附答案解析）(时间：40分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分)1．入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法中正确的是( )A ．从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B ．逸出的光电子的最大初动能减小C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D ．有可能不发生光电效应解析：选C 光电效应瞬时(10－9 s)发生，与光强无关，A 错；光电子的最大初动能只与入射光频率有关，入射光频率越大，最大初动能越大，B 错；光电子数目多少与入射光强度有关，可理解为一个光子能打出一个光电子，光强减弱，逸出的光电子数目减少，C 对；能否发生光电效应，只决定于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，D 错。
2．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 ．h c λB ．h λcC ．hλD.h λ解析：选A 光子的能量E ＝hν，而ν＝c λ，故E ＝h cλ，A 正确。
3.如图1所示，一验电器与锌板相连，现用一紫外线灯照射锌板，关灯后指针仍保持一定偏角，下列判断中正确的是( )图1A ．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，改用强度更大的紫外线灯照射锌板，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解析：选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，改用强度更大的紫外线灯照射锌板，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。
高考物理一轮复习 专题 光电效应 波粒二象性检测题-人教版高三全册物理试题
光电效应波粒二象性[根底训练]1．如下描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图象中，符合黑体辐射规律的是( )2．如下有关光的波粒二象性的说法正确的答案是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性3．(多项选择)光电效应实验的装置如下列图，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，如此如下说法中正确的答案是( )A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B．用绿光照射锌板，验电器指针会发生偏转C．锌板带的是负电荷D．使验电器指针发生偏转的是正电荷4．对于爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，下面的理解中正确的答案是( )A．只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有一样的初动能E kB．式中的W0表示每个光电子从金属中逸出过程中抑制金属中正电荷引力所做的功C．逸出功W0和极限频率νc之间应满足关系式W0＝hνcD．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比5．关于光电效应，如下说法正确的答案是( )A．极限频率越大的金属，其逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C．从金属外表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．入射光的光强一定时，频率越大，单位时间内逸出的光电子数就越多6．(多项选择)如下列图，电路中所有元件完好，但当光照射到光电管上的金属材料上时，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是( )A．入射光太弱B．入射光的波长太长C．光照时间短D．电源正、负极接反7．下表给出了一些金属材料的逸出功，现用波长为400 nm 的单色光照射这些材料，能产生光电效应的最多有(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.0×108 m/s)( )材料铯钙镁铍钛逸出功(×10－19 J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6A.2种B．3种C．4种D．5种8．如下列图，用单色光做双缝干预实验．P处为亮条纹，Q处为暗条纹，不改变单色光的频率，而调整光源使极其微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子( )A．一定到达P处B．一定到达Q处C．可能到达Q处D．都不正确9．(多项选择)在光的双缝干预实验中，光屏前放上照相底片并设法减弱光子流的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长的两种情况下，其实验结果是( )A．假设曝光时间不长，如此底片上出现一些无规如此的点B．假设曝光时间足够长，如此底片上出现干预条纹C．这一实验结果证明了光具有波粒二象性D．这一实验结果否认了光具有粒子性[能力提升]10．(2017·东城高二期末)实验得到金属钙的光电子的最大初动能E kmax与入射光频率ν的关系如下列图．下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是( )金属钨钙钠截止频率ν0/Hz 10.95 7.73 5.53逸出功W/eV 4.54 3.20 2.29A.如用金属钨做实验得到的E kmaxν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大B．如用金属钠做实验得到的E kmaxν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大C．如用金属钠做实验得到的E kmaxν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，－E k2)，如此E k2<E k1D．如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，可能会有光电子逸出11．(2017·江苏南京、盐城二模)用如图甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示，如此光电子的最大初动能为________J，金属的逸出功为________J.12．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.甲乙(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极〞或“阳极〞)．(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，如此铷的截止频率ν0＝________Hz，逸出功W0＝________J.(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，如此产生的光电子的最大初动能E kmax ＝________J.13．如下列图表示黑体辐射强度随波长的变化图线．根据热辐射理论，辐射强度的极大值所对应的波长λm与热力学温度之间存在如下关系：λm T＝2.90×10－3m·K.求：(1)T＝15 000 K所对应的波长；(2)用T＝15 000 K所对应波长的光照射逸出功为W0＝4.54 eV的金属钨，能否发生光电效应？假设能，逸出光电子的最大初动能是多少？参考答案1.答案：A 解析：黑体辐射规律：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，由此可知A正确．2.答案：C 解析：从光的波粒二象性可知，光是同时具有波粒二象性的，只不过在有的情况下波动性显著，有的情况下粒子性显著．光的波长越长，越容易观察到其显示波动特征．光子是一种不带电的微观粒子，而电子是带负电的实物粒子，它们虽然都是微观粒子，但有本质区别．故上述选项中正确的答案是C.3.答案：AD 解析：将擦得很亮的锌板连接验电器，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电．进一步研究明确锌板带正电，这说明在紫外线的照射下，锌板中有一局部自由电子从外表飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，选项A、D正确，C错误．绿光不能使锌板发生光电效应，应当选项B错误．4.答案：C 解析：爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0中的W0表示从金属外表直接逸出的光电子抑制金属中正电荷引力所做的功，因此是所有逸出的光电子中抑制引力做功的最小值，对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的，其他光电子的初动能都小于这个值，选项A、B错误；假设入射光的频率恰好等于极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是0，因此有W0＝hνc，选项C正确；由E k＝hν－W0可知E k和ν之间是一次函数关系，但不是正比关系，选项D错误．5.答案：A 解析：逸出功W0＝hν0，ν0越大，W0越大，A正确．每种金属都存在极限频率，小于极限频率的光照射时间再长也不会发生光电效应，B错误．由E k＝hν－W0知，在光照频率不变的情况下，E k越大，W0越小，C错误．入射光的光强一定时，频率越大，单位时间内逸出的光电子数就越少，D错误．6.答案：BD 解析：只要入射光的频率小于极限频率，就没有光电子逸出，只要所加反向电压大于遏止电压，电子就不能到达阳极，也不会有光电流，故B、D正确．7.答案：A 解析：波长为400 nm的单色光子的能量e＝hν＝h cλ＝6.6×10－34×3.0×108400×10－9J＝4.95×10－19 J，由题中表格可看出e大于铯、钙的逸出功，小于镁、铍、钛的逸出功，所以铯、钙能产生光电效应．8.答案：C 解析：单个光子的运动路径是不可预测的，只知道落在P 处的概率大，落在Q 处的概率小，因此，一个光子从狭缝通过后可能落在P 处也可能落在Q 处，选项C 正确．9.答案：ABC 解析：实验明确，大量光子的行为表现为波动性，个别光子的行为表现为粒子性，上述实验明确光具有波粒二象性，应当选项A 、B 、C 正确，选项D 错误．10.答案：C 解析：由光电效应方程E kmax ＝hν－W 可知E kmax ν图线是直线，且斜率一样，选项A 、B 错；由表中所列的截止频率和逸出功数据可知选项C 正确，选项D 错误．11.答案：3.2×10－19 4.8×10－19 解析：由图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压－2 V 时，电流计示数为0，故光电子的最大初动能为E km ＝2 eV ＝3.2×10－19 J ，根据光电效应方程E km ＝hν－W 0，可得W 0＝3 eV ＝4.8×10－19 J. 12.答案：(1)阳极 (2)5.15×1014 3.41×10－19 (3)1.23×10－19解析：(1)光束照射阴极，打到阳极A 上；(2)读出铷的截止频率νc ＝5.15×1014 Hz ，其逸出功W 0＝hνc ＝3.41×10－19 J ；(3)由爱因斯坦光电效应方程得E kmax ＝hν－W 0＝1.23×10－19 J.13.答案：(1)1.93×10－7m (2)能 1.90 eV解析：(1)由公式λm T ＝2.90×10－3 m·K 得λm ＝2.90×10－3T ＝2.90×10－315 000m≈1.93×10－7 m. (2)波长λm ＝1.93×10－7 m 的光子能量E ＝hν＝hc λm ＝ 6.626×10－34×3×1081.93×10－7×1.6×10－19 eV≈6.44 eV 因E >W 0，故能发生光电效应．由光电效应方程E k ＝hν－W 0，得E k ＝(6.44－4.54) eV ＝1.90 eV.。
高考物理二轮复习必备章节检测 第13章 检测1 光电效应与波粒二象性
高考物理二轮复习必备章节检测第13章检测1 光电效应与波粒二象性一、单项选择题1. (2011·广东一模)用能量为5.0 eV的光子照射某金属表面,金属发射光电子的最大初动能为1.5 eV,则该金属的逸出功为( )A. 1.5 eVB. 3.5 eVC. 5.0 eVD. 6.5 eV2. (2013·广州综测)频率为ν的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为E km;改用频率2ν的光照射同一金属,所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)( )A. E km-hνB. 2E kmC. E km+hνD. E km+2hν3. (2012·阳江模拟)某金属在一束黄光照射下,正好有电子逸出,下述说法中正确的是( )A. 增大光强而不改变光的频率,光电子的初动能将不变B. 用一束更大强度的红光代替黄光,仍能发生光电效应C. 用强度相同的紫光代替黄光,光电流的强度将增大D. 用强度较强的紫光代替黄光,有可能不会发生光电效应4. 如图所示,先用一大束平行紫光照射一小块某种金属,能产生光电效应,光电子的最大初动能为E甲,单位时间内产生了n甲个光电子.然后用同一束光经凸透镜会聚后照射同样一块该种金属,光电子的最大初动能为E乙,单位时间内产生了n乙个光电子.最后用同一束光经凹透镜发散后照射同样一块该种金属,光电子的最大初动能为E丙,单位时间内产生了n丙个光电子.则( )A. E甲=E乙=E丙,n甲>n乙>n丙B. E甲=E乙=E丙,n丙<n甲<n乙C. E乙>E甲>E丙,n丙<n甲<n乙D. E乙>E甲>E丙,n甲>n乙>n丙二、双项选择题5. 下列说法中正确的是( )A. 普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说B. 康普顿效应说明光子有动量,即光具有粒子性C. 玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象D. 天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构6. (2012·东莞模拟)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、放大器、电磁继电器等几部分组成,当用绿光照射光电管的阴极K时,可以发生光电效应,则下列说法正确的是()A. 示意图中a端应是电源的正极B. 放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后,使铁芯M磁化,将衔铁N吸住C. 若增大绿光的照射强度,光电子最大初动能增大D. 改用红光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流7. (2012·汕头模拟)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,此时电压表的电压值U称为反向遏止电压,根据反向遏止电压,可以计算光电子的最大初动能E km.现分别用频率为ν1、ν2的单色光照射阴极,测量的反向遏止电压分别为U1与U2,设电子质量为m,电荷量为e,则下列关系中正确的是()A. 当用频率为ν1的光照射时,光电子的最大初速度B. 阴极K金属的逸出功W逸=hν1-hν2C. 阴极K金属的极限频率ν0=211212--U UU U ννD. 普朗克常量h=1212 (-)-e U U νν8. (改编题)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件,下列说法中正确的是( )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不一定都能逸出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9. 关于光的本性的认识,下列说法中正确的是( )A. 关于光的本性,牛顿提出了“微粒说”,惠更斯提出了“波动说”,爱因斯坦提出了“光子说”,它们都圆满地说明了光的本性B. 光具有波粒二象性是指:既可以把光看成宏观概念上的波,也可以看成微观概念上的粒子C. 光具有干涉、衍射现象说明光具有波动性,光电效应说明光具有粒子性D. 光在本质上是一种频率很高的电磁波三、非选择题10. 黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释,1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成,每一份称为.1905年爱因斯坦从此得到启发,提出了光子的观点,认为光子是组成光的最小能量单位,光子的能量表达式为,并成功解释了现象中有关极限频率、最大初动能等规律,写出了著名的方程,并因此获得诺贝尔物理学奖.11. 一质量为450 g的足球以10 m/s的速度在空中飞行,一个初速度为零的电子,通过电压为100 V的电场加速.试分别计算它们的德布罗意波长,其中电子的质量为9.1×10-31kg,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.12. 用功率为P0=1 W的点光源,照射离光源r=3 m处的某块金属薄片,已知光源发出的是波长λ=589 nm的单色光,试计算:(1) 1 s内打到金属薄片1 mm2面积上的光子数.(2) 若取该金属原子半径r1=0.5×10-10 m,则金属表面上每个原子平均需隔多长时间才能收到一个光子.第十三章 波粒二象性 原子结构 原子核第1讲 光电效应与波粒二象性1. B2. C3. A4. B5. AB6. AB7. AD8. AB9. CD10. 能量子 h ν 光电效应 光电效应(或E k =h ν-W)11. 1.47×10-34 m 1.2×10-10 m 12. (1) 026t 4π10P r ⨯=nh cλ,解得n=2.62×1010个.(2) 每个原子的横截面积S 1=π21r =7.85×10-21 m 2.每个原子的横截面积上每秒接收的光子数n 1=n ×106×S 1=2.06×10-4个.则每个原子平均需隔Δt=11n =4 854 s 才能收到一个光子.。
高考物理一轮复习 光电效 波粒二象性(测)
取夺市安慰阳光实验学校专题50 光电效应波粒二象性【满分：110分时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
)1．下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是：（）A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性【答案】C【解析】光具有波粒二象性，故A错误；电子是组成原子的基本粒子，有确定的静止质量，是一种物质实体，速度可以低于光速；光子代表着一份能量，没有静止质量，速度永远是光速，故B错误；光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著，故C正确；大量光子运动的规律表现出光的波动性，故D错误；【名师点睛】光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著。
2．关于光电效应，下列表述正确的是：（）A．光照时间越长，光电流越大B．入射光频率大于极限频率时就能产生光电子C．入射光足够强，就可以有光电流D．不同的金属逸出功都是一样的【答案】B【名师点睛】解决本题关键掌握光电效应的条件和规律；发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，入射光的频率越大，最大初动能越大．光的强度大不一定能发生光电效应，不一定有光电流，在发生光电效应时，入射光的强度影响光电流的大小。
3．用蓝光照射某种金属表面，发生光电效应。
现将该蓝光的强度减弱，则：（）A．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．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D．有可能不发生光电效应【答案】A【解析】光照强度减弱，单位时间内照射到金属表面的光子数目减小，因此单位时间内产生的光电子数目减小，故A正确；发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为：E k=hv-W，W为逸出功，由此可知光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，与光照强度强弱，及光照时间长短无关，故BC错误；能否发生光电效应与光照强度无关，故D错误．故选A．【名师点睛】理解光电效应产生的条件，以及光电流大小的决定因素；每种金属都有发生光电效应的最小频率即极限频率，当光子的频率大于极限频率时，才发生光电效应，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，光照强度与单位时间内产生的光电子数目有关。
2022届高考物理一轮复习考点规范练 光电效应 波粒二象性 Word版含解析
考点规范练37光电效应波粒二象性考点规范练第72页一、单项选择题1.关于光电效应,下列说法正确的是()A.极限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,任何金属都能产生光电效应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.入射光的光强肯定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多解析逸出功W0=hν0,W0∝ν0,A正确;只有照射光的频率ν大于金属极限频率ν0,才能产生光电效应现象,B错误;由光电效应方程E km=hν-W0知,光电子的最大初动能与入射光的频率和金属材料的逸出功都有关系,所以C错误;光强E=nhν,E肯定,ν越大,则光子数n越小,单位时间内逸出的光电子数就越少,D错误。
答案A2.用如图所示的光电管争辩光电效应,用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转,而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转。
那么 ()A.a光的频率不肯定大于b光的频率B.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大C.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转D.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c解析由于用单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转,说明发生了光电效应,而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,说明b光不能发生光电效应,即a光的频率肯定大于b 光的频率,选项A错误;增加a光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加,则通过电流计G的电流增大,选项B正确;由于b光不能发生光电效应,所以即使增加b光的强度也不行能使电流计G的指针发生偏转,选项C错误;用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电子的方向是由d到c,所以电流方向是由c到d,选项D 错误。
答案B3.爱因斯坦因提出了光量子概念,并成功地解释了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ν0为极限频率。
高考物理一轮复习 专题13.1 光电效应 波粒二象性精讲深剖-人教版高三全册物理试题
专题13.1 光电效应 波粒二象性1.〔2017新课标Ⅲ 19〕19．在光电效应试验中，分别用频率为a v ，b v 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a U 和b U 、光电子的最大初动能分别为ka E 和kb E 。
h 为普朗克常量。
如下说法正确的答案是A ．假设a b v v >，如此一定有a b U U <B ．假设a b v v >，如此一定有ka kb E E >C ．假设a b U U <，如此一定有ka kb E E <D ．假设a b v v >，如此一定有a ka b kb hvE hv E ->- 【答案】BC【考点定位】光电效应【名师点睛】此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，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；准备判断光电效应中的最大初动能、频率和遏止电压之间的关系，逸出功由金属本身决定，与光的频率无关。
2．〔2017海南，7〕〔多项选择〕三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3〔λ1>λ2>λ3〕。
分别用着三束光照射同一种金属。
用光束2照射时，恰能产生光电子。
如下说法正确的答案是 A ．用光束1照射时，不能产生光电子 B ．用光束3照射时，不能产生光电子C ．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D ．用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大 【答案】AC【解析】依据波长与频率的关系：，因λ1＞λ2＞λ3，那么γ1＜γ2＜γ3；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而光束3照射时，一定能产生光电子，故A 正确，B 错误；用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程：E km =hγ﹣W ，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C 正确，D 错误。
2021届(人教版)新高三高考物理一轮复习题型练习卷：光电效应光的波粒二象性
光电效应光的波粒二象性题型一光电效应的理解1.光电效应的规律2.光电效应规律的理解(1)光子说爱因斯坦提出:空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比,即ε=hν,其中h=6.63×10-34 J·s。
(2)光电流与饱和电流入射光强度:指单位时间内入射到金属表面单位面积上的能量,可以理解为频率一定时,光强越大,光子数越多。
光电流:指光电子在电路中形成的电流。
光电流有最大值,未达到最大值以前,其大小和光强、电压都有关,达到最大值以后,光电流只和光强有关,光强强,光电流就大。
饱和电流:指在一定频率与强度的光照射下的最大光电流,饱和电流不随电路中电压的增大而增大。
3.两条分析线索(1)通过频率分析:光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。
(2)通过光的强度分析:对确定的某种光而言,入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大。
4.光强指单位时间内在垂直于光的传播方向上,单位面积上光子的总能量,即n ·h ν(其中n 为光子数,h ν指一个光子的能量)。
[典例1] 现有a,b,c 三种单色光,其波长关系为λa >λb >λc 。
用b 光照射某种金属时,恰好能发生光电效应。
若分别用a 光和c 光照射该金属,则( ) A.a 光照射时,不能发生光电效应 B.c 光照射时,不能发生光电效应C.a 光照射时,释放出的光电子的最大初动能最大D.c 光照射时,释放出的光电子的最大初动能最小 变式1:(多选)对光电效应的理解正确的是( )A.金属钠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.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而逸出时所需做的最小功,便不能发生光电效应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就越大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,入射光的最低频率也不同题型二 光电效应方程及其应用爱因斯坦为解释光电效应,引入了普朗克的量子理论,提出了光子说,并建立了光电效应方程E k =h ν-W 0,应用光电效应方程时应注意:1.截止频率是发生光电效应的最小频率,对应着光的极限波长和金属的逸出功,即h ν=hc=W 0。
2021新高物理大一轮专题复习《光电效应 波粒二象性》能力提升训练(Word版附答案)
《光电效应波粒二象性》能力提升训练一、单项选择题1.1927年戴维孙和革末完成了电子衍射实验,该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。
下图是该实验装置的简化图,下列说法不正确的是()A.亮条纹是电子到达概率大的地方B.该实验说明物质波理论是正确的C.该实验再次说明光子具有波动性D.该实验说明实物粒子具有波动性2.关于下列物理史实与物理现象,说法正确的是()A.光电效应现象由德国物理学家赫兹发现,爱因斯坦对其做出了正确的解释B.只有入射光的频率低于截止频率,才会发生光电效应C.根据爱因斯坦的光电效应方程可知,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.光电效应现象证明光是一种波3在光电效应实验中,先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管,若实验a 中的光强大于实验b中的光强,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()4.下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波的波长和频率为1 MHz的无线电波的波长,由表中数据可知()①要检测弹子球的波动性几乎不可能②无线电波通常情况下只能表现出波动性③电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性④只有可见光才有波动性A.①④B.②④C.①②D.①②③5.现有a、b、c三束单色光,其波长关系为λa∶λb∶λc=1∶2∶3。
当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应,飞出的光电子最大初动能为E k,若改用b光束照射该金属板,飞出的光电子最大初动能为1E k,当改用c光束照射该金属板时()3E kA.能发生光电效应,飞出的光电子最大初动能为16E kB.能发生光电效应,飞出的光电子最大初动能为19E kC.能发生光电效应,飞出的光电子最大初动能为112D.由于c光束光子能量较小,该金属板不会发生光电效应6.用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、频率等的关系,A、K两极间的电压大小可调,电源的正负极也可以对调。
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第十三章 第二节 光电效应、波粒二象性
一、选择题
1．(2015·苏北四市调研)下列说法中正确的是( )
A ．光电效应现象说明光具有粒子性
B ．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说
C ．爱因斯坦建立了光量子理论，成功地解释了光电效应现象
D ．运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越长
解析：选ABC.光电效应现象说明光是一份一份的，即光具有粒子性，A 正确；由物理学史知B 、C 正确；物质波的波长与运动物体的动量有关系，动量越小波长越长，D 错误．
2．用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图象，则( )
A ．图象甲表明光具有粒子性
B ．图象乙表明光具有波动性
C ．用紫外光观察不到类似的图象
D ．实验表明光是一种概率波
解析：选ABD.图象甲曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性．图象乙曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A 、B 正确；同时也表明光波是一种概率波，故D 也正确；紫外光本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故C 错误．
3．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( )
A ．频率
B ．强度
C ．照射时间
D ．光子数目
解析：选A.由E k ＝h ν－W 知光电子的最大初动能取决于入射光的频率．
4．(2014·高考江苏卷)已知钙和钾的截止频率分别为 7.73 ×1014 Hz 和 5.44×1014
Hz ，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，钙逸出的光电子具有较大的( )
A ．波长
B ．频率
C ．能量
D ．动量
解析：选A.根据爱因斯坦光电效应方程12
mv 2m ＝h ν－W .由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝h λ
和c ＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．
5．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则( )
A ．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
B ．逸出的光电子的最大初动能将减小
C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小
D ．有可能不发生光电效应
解析：选C.只要入射光频率不变，光电效应仍能发生，且由E km ＝h ν－W 知光电子的最大初动能不变，B 、D 错；若入射光强度减弱，则单位时间内逸出的光电子数目将减小，但发生光电效应的时间间隔不变，A 错，C 对．
6.(2015·郑州模拟)甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的函数关系分别如图中的Ⅰ、Ⅱ所示．下列判断正确的是( )
A．Ⅰ与Ⅱ不一定平行
B．乙金属的极限频率大
C．图象纵轴截距由入射光强度判定
D．Ⅰ、Ⅱ的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系
解析：选BD.E k－ν图象的斜率表示普朗克常量，图线与ν轴交点的横坐标表示极限频率，图线与E k轴交点的纵坐标的绝对值为逸出功，由金属材料判定，故B、D正确．7．(2015·陕西师大附中检测)用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是 ( )
A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小
B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电
C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的
解析：选CD.增大a光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，A错误．a光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B错误．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，因此a光的频率大于b光的频率，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，C正确．氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的光子能量，D正确．
8．在做光电效应实验时，某金属被光照射产生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能E k与入射光的频率ν的关系如图所示，C、ν0为已知量．由图线可知( ) A．普朗克常量的数值
B．该金属的逸出功
C．该金属的极限频率
D．入射光的频率增大，金属的极限频率随之增大
E．入射光的频率加倍，光电子的最大初动能加倍
解析：选ABC.根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，E k－ν图象的斜率等于普朗克常量，A正确，E k－ν图象在纵轴上的截距的绝对值表示逸出功，B正确；当E k＝0时，ν＝ν0，极限频率为ν0，C正确；金属的极限频率是常量，D错误；根据E k＝hν－W0，光电子的最大初动能不与入射光频率成正比，E错误．
9．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是( ) A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关
B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比
C．对于同种金属，E k与照射光的时间成正比
D．对于同种金属，E k与照射光的频率成线性关系
E．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k与金属的逸出功成线性关系
解析：选ADE.发生光电效应，一个电子获得一个光子的能量，E k＝hν－W0，所以E k与
照射光的强度无关，与光照射的时间无关，A正确，C错误；由E k＝hν－W0＝h c
λ
－W0可知E k与λ并非成反比关系，B错误；由E k＝hν－W0可知，E k与光的频率成线性关系．若频率不变，E k与W0成线性关系，D、E正确．
☆10.研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与AK之间的电压U AK的关系图象中，正确的是( )
解析：选C.由于是强度不同的光照射同种钠极板，则遏止电压相同，强度不同，饱和光电流不同．选项C正确．
二、非选择题
11．紫光在真空中的波长为4.5×10－7 m，问：
(1)紫光光子的能量是多少？
(2)用它照射极限频率为ν0＝4.62×1014 Hz的金属钾能否产生光电效应？若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h＝6.63×10－34 J·s)
解析：(1)E＝hν＝h c
λ
＝4.42×10－19 J.
(2)ν＝c
λ
＝6.67×1014Hz，因为ν>ν0，所以能产生光电效应．光电子的最大初动能为
E km＝hν－W0＝h(ν－ν0)＝1.36×10－19 J.
答案：(1)4.42×10－19 J (2)能 1.36×10－19 J
☆12.如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．
(1)求此时光电子的最大初动能的大小；
(2)求该阴极材料的逸出功．
解析：设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为E km，阴极材料逸出功为W0
当反向电压达到U0＝0.60 V以后，具有最大初动能的光电子达不到阳极，因此eU0＝E km 由光电效应方程知E km＝hν－W0
由以上二式得E km＝0.6 eV，W0＝1.9 eV.
答案：(1)0.6 eV (2)1.9 eV。