高考物理复习课后集训：42光电效应波粒二象性

课后集训 42

光电效应 波粒二象性

1．(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 AB [该金属的截止频率为νc ，则可知逸出功W 0＝hνc ，逸出功由金属材料的性质决定，与照射光的频率无关，因此C 错误；由光电效应的实验规律可知A 正确；由爱因斯坦光电效应方程

E k ＝hν－W 0，将W 0＝hνc 代入可知B 正确，D 错误。]

2．(2019·河南中原名校联考)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )

A B

C D

B [根据黑体辐射实验规律，黑体热辐射的强度与波长的关系为：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，则各种频率的辐射强度也都增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，即向频率较大的方向移动，分析图象，只有B 项符合黑体辐射实验规律，故B 项正确。]

3．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 A [由爱因斯坦光电效应方程hν＝W 0＋12mv 2m ，又由W 0＝hν0，可得光电子的最大初动能12

mv 2m

＝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，选项B、C、D错误；又由c＝λν可知光电子频率较小时，波长较大，选项A正确。]

4．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则 ( )

A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变

B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小

C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小

D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了

A [光的频率不变，表示光子能量不变，光的强度减弱，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A 正确。]

5．(2019·江西省临川第二中学高三月考)如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是( )

A．验电器带正电，锌板带负电

B．验电器带负电，锌板也带负电

C．若改用红光照射锌板，验电器的指针一定也会偏转

D．若改用同等强度频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转

D [锌板在紫外线的照射下发生光电效应，射出带负电的光电子，这样锌板本身带的正电荷就会多于负电荷，所以锌板带正电；验电器通过导线和锌板连在一起，所以验电器自然也就带上了正电荷，故选项A、B错误；光电效应发生的条件是照射光的频率大于金属板的极限频率，照射光的频率越高，金属板越容易发生光电效应，红光的频率低于紫外线的频率，所以改用红光照射锌板时，不一定发生光电效应，验电器的指针不一定会偏转；若改用同等强度频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针一定会偏转，故选项D正确，C错误。] 6．(多选)(2019·浙江高三月考)爱因斯坦成功地解释了光电效应现象，提出了光子说，关于与光电效应有关的四个图象的说法正确的是( )

甲乙丙丁

图甲为光电效应实验，图乙为光电流与电压的关系，图丙为金属的遏止电压U与入射光频率的关系，图丁为光电子最大初动能与入射光频率的关系。

A．如图甲装置，如果先让锌板带负电，再用紫外线照射锌板，则验电器的张角可能变小B．根据图乙可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关

C．由图丙可知ν2为该金属的截止频率

D．由图丁可知E等于该金属的逸出功

AD [如果先让锌板带负电，再用紫外线照射锌板时，由于光电效应激发出电子，锌板带电量减小，验电器的张角会变小，等锌板电量为零时，验电器就无法张开；如果紫外线继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又会增大，故A正确。由图乙可知，电压相同时，光照越强，光电流越大，只能说明光电流强度与光的强度有关，光子的能量只与光的频率有关，与光的强度无关，故B错误。对于某种金属材料，只有当入射光的频率大于某一频率时，电子才能从金属表面逸出，形成光电流，这一频率就称为截止频率；光电效应中截止频率由金属本身的材料决定，图丙中遏止电压为零时所对应的入射光的频率为截止频率，ν2对应的遏止电压不为零，故C错误。根据光电效应方程E km＝hν－W0，知道丁图E k­ν图线的纵轴截距的绝对值表示逸出功，则逸出功为E，当最大初动能为零，入射光的频率等于金属的极限频率，则金属的逸出功等于hν0，故D正确。]

7．(多选)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，若减小入射光的强度，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如图甲所示不规则的点子；如果曝光时间够长，底片上就会出现如图丙所示规则的干涉条纹。对于这个实验结果的认识正确的是( )

甲乙丙

A．单个光子的运动没有确定的轨道

B．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

C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方

D．大量光子的行为表现为波动性

ACD [由于光的传播不是连续的而是一份一份的，每一份就是一个光子，所以每次通过狭缝只有一个光子，当一个光子到达某一位置时该位置感光而留下痕迹，由于单个光子表现粒子性，即每一个光子所到达的区域是不确定的，但是大量光子表现出波动性，所以长时间曝光