光电效应、波粒二象性测试题及解析

光电效应、波粒二象性测试题及解析

1．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明(

)

A ．光的本质是波

B ．光的本质是粒子

C ．光的能量在胶片上分布不均匀

D ．光到达胶片上不同位置的概率相同

解析：选C 用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片出现的图样说明光具有波粒二象性，故A 、B 错误；该实验说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C 正确，D 错误。

2．(2020·滨州模拟)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 由爱因斯坦光电效应方程12m v 2m ＝hν－W 0，又由W 0＝hν0，可得光电子的最大初动能12m v 2

m

＝hν－hν0，由于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量，B 、C 、D 错误；又由c ＝λf 可知光电子频率较小时，波长较大，A 正确。

3．[多选]如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，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 ．入射光波长太长 C ．光照时间短

D ．电源正、负极接反

解析：选BD 若入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生

光电效应，故选项B 正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若使该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D 正确。

4．(2019·北京高考)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。

组 次

入射光子的能量/eV

相对光强

光电流大小/mA

逸出光电

子的最大动能/eV

由表中数据得出的论断中不正确的是()

A．两组实验采用了不同频率的入射光

B．两组实验所用的金属板材质不同

C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eV

D．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大

解析：选B由光子的能量E＝hν，可知若入射光子的能量不同，则入射光子的频率不同，A正确。

由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋E k，可求出两组实验的逸出功W均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B错误。由hν＝W＋E k，W＝3.1 eV，当hν＝5.0 eV时，E k＝1.9 eV，C正确。相对光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，D正确。

5．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。改为频率为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 km

C．E km＋hνD．E km＋2hν

解析：选C根据爱因斯坦光电效应方程得E km＝hν－W0，若入射光频率变为2ν，则E km′＝h·2ν－W0＝2hν－(hν－E km)＝hν＋E km，故选项C正确。

6．[多选]已知某金属发生光电效应的截止频率为νc，则()

A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子

B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνc

C．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大

D．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

解析：选AB该金属的截止频率为νc，则可知逸出功W0＝hνc，故当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子，且此时产生的光电子的最大初动能E k′＝2hνc－W0＝hνc，故A、B正确；

逸出功由金属自身的性质决定，与照射光的频率无关，故C错误；由光电效应方程E k＝hν－W0可知，D错误。

7．[多选](2020·鞍山调研)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做光子

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

解析：选BD光电效应中，金属板向外发射的电子叫光电子，光子是光量子的简称，A错误；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，B正确；根据光电效应方程hν＝W0＋eU c可知，对于同种金属而言(逸出功一样)，入射光的频率越大，遏止电压也越大，即遏止电压与入射光的频率有关，C错误；在石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变长的现象称为康普顿效应，D正确。

8．[多选]光电效应实验中，下列表述正确的是()

A．光照时间越长光电流越大

B．入射光足够强就可以有光电流

C．遏止电压与入射光的频率有关

D．入射光频率大于极限频率时一定能产生光电子

解析：选CD光电流的大小只与单位时间流过单位面积的光电子数目有关，而与光照时间的长短无关，选项A错误；无论光照强度多强，光照时间多长，只要入射光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故选项B错误；遏止电压即反向截止电压，eU c＝hν－W0，与入射光的频率有关，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，则遏止电压越大，故选项C正确；无论光照强度多弱，光照时间多短，光的频率大于极限频率时一定能产生光电子，故选项D正确。

9.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，

用该光源发出的光照射表中材料()

材料钠铜铂

极限波长(nm)541268196

A.仅钠能产生光电子

C．仅铜、铂能产生光电子D．都能产生光电子

解析：选D根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长最小的小于100 nm，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D正确，A、B、C错误。

10．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k-ν图像。已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个E k-ν坐标系中，用实线表示钨、虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是()