江蘇版2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理第15章第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性

[高考備考指南]知能模塊考點(diǎn)內(nèi)容高考(江蘇卷)五年命題情況對(duì)照分析20172018201920202021適應(yīng)性2021命題分析第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性普朗克黑體輻射T12：德布羅意波T12：光電效應(yīng)規(guī)律、光子的動(dòng)量T12：能量子T12：黑體輻射、原子躍遷、動(dòng)量守恒T14：光電效應(yīng)T9：光電效應(yīng)高考命題有選擇題、填空題、計(jì)算題。命題熱點(diǎn)為光電效應(yīng)規(guī)律、原子躍遷、原子核的衰變規(guī)律、核反應(yīng)方程及核能的計(jì)算。光電效應(yīng)粒子的波動(dòng)性第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)和原子核原子的核式結(jié)構(gòu)模型T12：結(jié)合能T12：半衰期T12：核反應(yīng)方程、核聚變T12：原子躍遷T3：核反應(yīng)方程氫原子光譜和玻爾的原子模型原子核的組成放射元素的衰變核力和結(jié)合能核裂變和核聚變核心素養(yǎng)物理觀念：光電效應(yīng)、氫原子光譜、原子躍遷、核能、質(zhì)能方程?？茖W(xué)思維：光電管、核能的計(jì)算方法?？茖W(xué)探究：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解光電效應(yīng)現(xiàn)象。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：光譜分析、射線的應(yīng)用、核電站。光電效應(yīng)波粒二象性一、黑體輻射與能量子1．熱輻射(1)定義：周?chē)囊磺形矬w都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射。(2)特點(diǎn)：熱輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況隨物體的溫度不同而有所不同。2．黑體與黑體輻射(1)黑體：如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對(duì)黑體。(2)黑體輻射：輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，如圖所示。3．普朗克能量子假說(shuō)當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，是以最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收的，這個(gè)最小能量值ε叫作能量子，ε＝hν。二、光電效應(yīng)1．光電效應(yīng)現(xiàn)象：在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，稱(chēng)為光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子稱(chēng)為光電子。2．光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率。3．光電效應(yīng)的四個(gè)規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于或等于這個(gè)截止頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。(2)光照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的。(3)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大。(4)當(dāng)入射光的頻率大于或等于截止頻率時(shí)，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，逸出的光電子數(shù)越多，逸出光電子的數(shù)目與入射光的強(qiáng)度成正比，飽和電流的大小與入射光的強(qiáng)度成正比。4．遏止電壓與截止頻率(1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc。(2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫作該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)。不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的極限頻率。三、愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程1．光子說(shuō)在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫作一個(gè)光的能量子，簡(jiǎn)稱(chēng)光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s(稱(chēng)為普朗克常量)。2．逸出功W0使電子脫離某種金屬所做功的最小值。3．最大初動(dòng)能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值。4．愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：Ek＝hν－W0。(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來(lái)克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mev2。四、光的波粒二象性與物質(zhì)波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性。(2)光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性。(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱(chēng)為光的波粒二象性。2．物質(zhì)波(1)概率波：光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波。(2)物質(zhì)波：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子，大到宏觀物體，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)λ＝eq\f(h,p)，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量。一、易錯(cuò)易誤辨析(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)光子說(shuō)中的光子，指的是光電子。 (×)(2)只要光足夠強(qiáng)，照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，就一定能發(fā)生光電效應(yīng)。 (×)(3)極限頻率越大的金屬材料逸出功越大。 (√)(4)原子中絕大部分是空的，原子核很小。 (√)(5)核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)是盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的。 (√)(6)在玻爾模型中，原子的狀態(tài)是不連續(xù)的。 (√)二、教材習(xí)題衍生1．(黑體輻射的理解)關(guān)于熱輻射，下列說(shuō)法中正確的是()A．一般物體的熱輻射強(qiáng)度只與物體的溫度有關(guān)B．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑的C．一定溫度下，黑體輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布有一個(gè)極大值D．溫度升高時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)增大的方向移動(dòng)C[一般物體的熱輻射強(qiáng)度與溫度有關(guān)之外，還與材料，表面狀態(tài)等因素有關(guān)，故A錯(cuò)誤；如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱(chēng)黑體。但黑體可以向外輻射，不能說(shuō)顏色是黑色的，故B錯(cuò)誤；根據(jù)黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律可得黑體輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布有一個(gè)極大值，故C正確；根據(jù)黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律，黑體熱輻射強(qiáng)度的極大值隨溫度的升高向波長(zhǎng)較小的方向移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。]2．(光電效應(yīng)及其規(guī)律)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是()A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大C．保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生D．遏止電壓的大小與入射光的頻率成正比，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)A[根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大，故A正確，B錯(cuò)誤；遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)但不成正比，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)，保持入射光的光強(qiáng)不變，若低于截止頻率，則沒(méi)有光電流產(chǎn)生，故C、D錯(cuò)誤。]3．(光的波粒二象性與物質(zhì)波)(2020·浙江卷)下列說(shuō)法正確的是()A．質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)與其動(dòng)能成正比B．天然放射的三種射線，穿透能力最強(qiáng)的是α射線C．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)D．電子束穿過(guò)鋁箔后的衍射圖樣說(shuō)明電子具有波動(dòng)性D[由德布羅意波長(zhǎng)λ＝eq\f(h,p)可知，質(zhì)子的波長(zhǎng)與動(dòng)量成反比，而動(dòng)量與動(dòng)能關(guān)系為p＝eq\r(2mEk)，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；天然放射的三種射線，穿透能力最強(qiáng)的是γ射線，B項(xiàng)錯(cuò)誤；光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的截止頻率是指使金屬恰好發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)入射光的頻率，即hν＝W，只與金屬的逸出功W有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；衍射是波的特性，所以電子束穿過(guò)鋁箔的衍射圖樣說(shuō)明電子具有波動(dòng)性，D項(xiàng)正確。]黑體輻射與能量子1．(黑體輻射規(guī)律的理解)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由圖可知，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．隨溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加B．隨溫度降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加C．隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)D．隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)B[黑體輻射的強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度越高，黑體輻射的強(qiáng)度越大，故A正確，B錯(cuò)誤；隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，反之，隨著溫度的降低，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)，故C、D正確。]2．(黑體輻射規(guī)律的應(yīng)用)(2020·江蘇卷)“測(cè)溫槍”(學(xué)名“紅外線輻射測(cè)溫儀”)具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計(jì)出來(lái)的，能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強(qiáng)度I及其極大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ的變化情況是()A．I增大，λ增大 B．I增大，λ減小C．I減小，λ增大 D．I減小，λ減小B[若人體溫度升高，則人體的熱輻射強(qiáng)度I變大，由ε＝hν，故對(duì)應(yīng)的頻率ν變大，由c＝λν知對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ變小，選項(xiàng)B正確。]3．(能量量子化的計(jì)算)(2019·江蘇卷)在“焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中，所用激光的波長(zhǎng)λ＝6.4×10－7m，每個(gè)激光脈沖的能量E＝1.5×10－2J。求每個(gè)脈沖中的光子數(shù)目。(已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3×108m[解析]光子能量ε＝eq\f(hc,λ)光子數(shù)目n＝eq\f(E,ε)代入數(shù)據(jù)得n≈5×1016。[答案]5×10161．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)對(duì)于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類(lèi)及表面狀況有關(guān)。(2)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)。隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，如圖。2．能量子(1)定義：普朗克認(rèn)為，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，只能輻射或吸收某個(gè)最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子。(2)能量子大小：ε＝hν，其中ν是帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率，h稱(chēng)為普朗克常量。h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)。(3)發(fā)光功率與單個(gè)光子能量的關(guān)系：發(fā)光功率P＝n·ε，其中n為單位時(shí)間發(fā)出的光子數(shù)目，ε為單個(gè)光子的能量。光電效應(yīng)規(guī)律和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用1．(光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件)如圖所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長(zhǎng)為λ0的光照到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則()A．若僅增大光照強(qiáng)度，電路中光電流一定增大B．若僅將電源極性反接，電路中一定沒(méi)有光電流C．若僅換用波長(zhǎng)為λ1(λ1＞λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流D．若僅將電路中滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，電路中光電流一定增大A[題圖中光電管加的是正向電壓，若僅增大光照強(qiáng)度，電路中光電流一定增大，故A正確；若將電源極性反接，其電壓值小于截止電壓時(shí)仍有電流，故B錯(cuò)誤；由題意，入射光的波長(zhǎng)為λ0時(shí)，能發(fā)生光電效應(yīng)，若換用波長(zhǎng)為λ1(λ1＞λ0)的光照射陰極K時(shí)，入射光的頻率減小，仍然可能發(fā)生光電效應(yīng)，電路中可能有光電流，故C錯(cuò)誤；若僅將電路中滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，光電管兩端電壓增大，如果已經(jīng)達(dá)到飽和光電流，則光電流不會(huì)增大，故D錯(cuò)誤。]2．(光電效應(yīng)現(xiàn)象的理解)用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么()A．a(chǎn)光的波長(zhǎng)一定大于b光的波長(zhǎng)B．增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．用a光照射光電管陰極K時(shí)通過(guò)電流計(jì)G的電流是由d到cD．只增加a光的強(qiáng)度可使通過(guò)電流計(jì)G的電流增大D[用一定頻率的a單色光照射光電管時(shí)，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知νa>ν0，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)的條件：ν>ν0，增加b光的強(qiáng)度不能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電子從光電管左端運(yùn)動(dòng)到右端，而電流的方向與電子定向移動(dòng)的方向相反，所以流過(guò)電流計(jì)G的電流方向是c流向d，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；增加a光的強(qiáng)度可使通過(guò)電流計(jì)G的電流增大，故D項(xiàng)正確。]3．(光電效應(yīng)規(guī)律的研究)2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中A為陽(yáng)極，K為陰極。理想電流計(jì)可檢測(cè)通過(guò)光電管的電流，理想電壓表用來(lái)指示光電管兩端的電壓?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，以下判斷錯(cuò)誤的是()A．光電管陰極材料的逸出功為4.5eVB．若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)為零C．若用光子能量為12eV的光照射陰極K，光電子的最大初動(dòng)能一定變大D．若用光子能量為9.5eV的光照射陰極K，同時(shí)把滑片P向左移動(dòng)少許，電流計(jì)的讀數(shù)一定不為零D[該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于6.0V時(shí)，電流表示數(shù)為0，可知陰極K的遏止電壓為6.0V，光電子點(diǎn)的最大初動(dòng)能為6.0eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，W0＝10.5eV－6.0eV＝4.5eV，故A正確；現(xiàn)保持滑片P位置不變，增大光的強(qiáng)度時(shí)仍然發(fā)生了光電效應(yīng)，但光電子的最大初動(dòng)能不變，所以不會(huì)有電流流過(guò)電流表，故B正確；若用光子能量為12eV的光照射陰極A，入射光的頻率增大，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動(dòng)能一定增大，故C正確；改用能量為9.5eV的光子照射，入射光的頻率減小，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動(dòng)能一定減小，此時(shí)的遏止電壓小于6V，若把滑片P向左移動(dòng)少許時(shí)，電子仍然可能不能到達(dá)K極，所以電流計(jì)的讀數(shù)可能為零，故D錯(cuò)誤。]1．對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見(jiàn)光，也包括不可見(jiàn)光。(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無(wú)關(guān)。(4)光電子不是光子，而是電子。2．兩條分析線索(1)(2)3．定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0。(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc。(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hν0。4．區(qū)分光電效應(yīng)中的三組概念(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來(lái)的電子，其本質(zhì)是電子。光子是因，光電子是果。(2)光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能。(3)光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達(dá)陽(yáng)極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無(wú)關(guān)。光電效應(yīng)的圖像問(wèn)題圖像名稱(chēng)圖線形狀讀取信息最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線Ekm＝hν－h(huán)ν0①截止頻率(極限頻率)：橫軸截距②逸出功：縱軸截距的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h最大初動(dòng)能Ek與電壓U變化的關(guān)系圖線Ekm＝eU＋hν－W逸出功①縱軸截距：hν－W逸出功②斜率：e遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線Uce＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝hν－W逸出功①截止頻率νc：橫軸截距②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：橫軸截距②飽和光電流Im：電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ekm＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2Uc-ν圖像1．對(duì)于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示。用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，則()A．鈉的逸出功大于鈣的逸出功B．圖中直線的斜率為eq\f(h,e)C．在得到這兩條直線時(shí)，必須保證入射光的光強(qiáng)相同D．若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到鈉的光頻率較高B[根據(jù)Uce＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝hν－W逸出功，即Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W逸出功,e)，則由圖像可知鈉的逸出功小于鈣的逸出功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖中直線的斜率為eq\f(h,e)，選項(xiàng)B正確；在得到這兩條直線時(shí)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝hν－W逸出功，若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到鈉的光頻率較低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]2．如圖為密立根研究某金屬的遏止電壓Uc和入射光頻率ν的關(guān)系圖像，則下列說(shuō)法正確的是()A．圖像的斜率為普朗克常量B．該金屬的截止頻率約為5.5×1014HzC．由圖像可得該金屬的逸出功為0.5eVD．由圖像可知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系D[根據(jù)光電效應(yīng)方程得，Ekm＝hν－W0，又Ekm＝eUc，解得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，可知圖線的斜率k＝eq\f(h,e)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)遏止電壓為零時(shí)，入射光的頻率等于金屬的截止頻率，大約為4.2×1014Hz，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖線的斜率k＝eq\f(h,e)，則逸出功W0＝hν0＝keν0＝eq\f(0.5,1.3×1014)×4.2×1014eV＝1.6eV，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程得，Ekm＝hν－W0，即eUc＝hν－W0，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，故D項(xiàng)正確。]Ek-U圖像3．(2021·江蘇卷)如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究，其截止頻率ν1＜ν2，保持入射光不變，則光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值Ekm隨電壓U變化關(guān)系的圖像是()ABCDC[由光電效應(yīng)方程：hν＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＋W0，又W0＝hν0，光電子到達(dá)A極板過(guò)程，由動(dòng)能定理：eU＝Ekm－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，聯(lián)立知，光電子到達(dá)A板時(shí)動(dòng)能的最大值Ekm＝eU＋hν－h(huán)ν0，可見(jiàn)Ekm-U圖像的斜率為e，縱截距為hν－h(huán)ν0。由題知，1材料的截止頻率小于2材料的截止頻率，即ν1＜ν2，且入射光相同，則hν－h(huán)ν1＞hν－h(huán)ν2，可見(jiàn)用材料1和2進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得到的Ekm-U圖線相互平行，且用材料1進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得到的Ekm-U圖像的縱截距較大，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。]Ek-ν圖像4．用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開(kāi)關(guān)S，用頻率為ν的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，－b)。下列說(shuō)法正確的是()甲乙A．普朗克常量為h＝eq\f(a,b)B．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，電流表G的示數(shù)不為零C．僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大D．保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變B[由Ek＝hν－W0，可知圖線的斜率為普朗克常量，即h＝eq\f(b,a)，故A錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，仍有光電子產(chǎn)生，所以電流表G的示數(shù)不為零，故B正確；只有增大入射光的頻率，才能增大光電子的最大初動(dòng)能，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，單個(gè)光子的能量增大，而光的強(qiáng)度不變，那么光子數(shù)一定減少，發(fā)出的光電子數(shù)也減少，電流表G的示數(shù)要減小，故D錯(cuò)誤。]I-U圖像5．用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱、光的顏色(頻率)等物理量間的關(guān)系，電流計(jì)G測(cè)得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示，則()甲乙A．電壓U增大，光電流I一定增大B．通過(guò)電流計(jì)G的電流方向由c到dC．用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱有關(guān)D．光電管兩端電壓U為零時(shí)一定不發(fā)生光電效應(yīng)B[由題圖可知，該電壓是正向電壓，電子受到的電場(chǎng)力也增加，達(dá)到陽(yáng)極的光電子數(shù)目增加，光電流增加；但當(dāng)光電流達(dá)到飽和值時(shí)，它的大小就與電壓的增加無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；由題圖甲可以看出，發(fā)生光電效應(yīng)的光電子方向從d到c，因此通過(guò)電流計(jì)G的電流方向由c到d，故B正確；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電方程Ekm＝hν－W可知，光電子的最大初動(dòng)能只與頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；光電管兩端電壓U為零時(shí)，只要光的頻率大于金屬的極限頻率，就有光電子從金屬表面逸出，就能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。]光的波粒二象性物質(zhì)波1．(波粒二象性的理解)下列有關(guān)光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著D．大量光子的行為往往顯示出粒子性C[光既有波動(dòng)性又有粒子性，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；光子不帶電，沒(méi)有靜止質(zhì)量，而電子帶負(fù)電，有質(zhì)量，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越