光電效應(yīng)、波粒二象性

學(xué)案正標題一、考綱要求知道光的波粒二象性，知道物質(zhì)波的概念．會利用光電效應(yīng)方程計算逸出功、截止頻率、最大初動能等物理量.知道什么是光電效應(yīng)，理解光電效應(yīng)的實驗規(guī)律.二、知識梳理光的波粒二象性⑴光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動性.⑵光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性.⑶光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性愛因斯坦光電效應(yīng)方程⑴光子說在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量￡=hv.⑵逸出功W°:電子從金屬中逸出所需做功的最小值.⑶最大初動能：發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能的最大值．⑷光電效應(yīng)方程表達式：hv二Ek+W0或Ek二hv-W0.物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是hv，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0,剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動能.光電效應(yīng)及其規(guī)律光電效應(yīng)現(xiàn)象在光的照射下，金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象，發(fā)射出來的電子叫光電子．光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率大于金屬的極限頻率．光電效應(yīng)規(guī)律每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng).光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大.光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時的，一般不超過10-9S.當入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的強度與入射光的強度成正比.三、要點精析波粒二象性的“三個易錯”光子表現(xiàn)為波動性，并不否認光具有粒子性．宏觀物體也具有波動性．微觀粒子的波動性與機械波不同，微觀粒子的波是概率波．對光電效應(yīng)的“四點提醒”：能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強度而取決于光的頻率．光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光．逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān).光電子不是光子，而是電子.3?定量分析光電效應(yīng)時應(yīng)抓住的“3個關(guān)系式”⑴愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek=hv-W0.最大初動能與遏止電壓的關(guān)系：Ek二eUc.C逸出功與極限頻率、極限波長入0的關(guān)系:W0=hvc=^—.4?光的波粒二象性物質(zhì)波的理解光既有波動性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性.頻率越低波動性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強.光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時，往往表現(xiàn)為粒子性.5?應(yīng)用光電效應(yīng)方程時的注意事項每種金屬都有一個截止頻率，光頻率大于這個截止頻率才能發(fā)生光電效應(yīng).截止頻率是發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率，對應(yīng)著光的極限波長和金屬的逸出功，即hv。二c.h—二W.%0⑶應(yīng)用光電效應(yīng)方程Ek二hv-W°時，注意能量單位電子伏和焦耳的換算(1eV=1.6x10-i9J).6?由Ek-v圖象(如圖)可以得到的信息(1)極限頻率：圖線與v軸交點的橫坐標vc.⑵逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的值E二W0；⑶普朗克常量：圖線的斜率k二h.7?愛因斯坦光電效應(yīng)方程0十-叫hv:光電子的能量Wo:逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服原子核引力所做的功.Ek:光電子的最大初動能.k8?光電效應(yīng)實質(zhì)及發(fā)生條件光電效應(yīng)的實質(zhì)是金屬中的電子獲得能量后逸出金屬表面，從而使金屬帶上正電.能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強度，而是取決于光的頻率?只要照射光的頻率大于該金屬的極限頻率，無論照射光強弱，均能發(fā)生光電效應(yīng).對應(yīng)規(guī)律對規(guī)律的產(chǎn)生的解釋光電子的最大初動能隨著入射光頻率的增大而增大，與入射光強度無關(guān)電子吸收光子能量后，一部分克服原子核引力做功，剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動能，對于確定的金屬，逸出功W。是一定的，故光電子的最大初動能只隨入射光的頻率增大而增大光電效應(yīng)具有瞬時性光照射金屬時，電子吸收一個光子的能量后，動能立即增大，不需要能量積累的過程光較強時飽和電流大光較強時，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子較多，因而飽和電流較大9?對光電效應(yīng)規(guī)律的解釋10?光電效應(yīng)的研究思路:強度——決定著每秒鐘光源發(fā)射的光子數(shù) 贖射光(頻率——決定著每個光子的能量"加 「每秒鐘逸出的光電子數(shù)一決定著光電流的大小+光電子？ 1I光電子逸出后的最大初動能亍朋/ 四、典型例題h1?德布羅意認為，任何一個運動著的物體，都有一種波與它對應(yīng)，波長是A二一，式中P是戸運動物體的動量，h是普朗克常量?已知某種紫光的波長是440nm,若將電子加速，使它的德布羅意波長是這種紫光波長的10-4倍?求：⑴電子的動量大小.(2)試推導(dǎo)加速電壓跟德布羅意波長的關(guān)系，并計算加速電壓的大小?電子質(zhì)量m=9.1x10-31kg,電子電荷量e=1.6x10-19C,普朗克常量h=6.6x10-34j?s，加速電壓的計算結(jié)果取一位有效數(shù)字.【答案】（1）1.5x10-23kg?m/s（卯 8如2Vh【解析】⑴由入二6.6xlOS4,h6.6xlOS4得p二一二 kgm/s乂10^x440x10"二1.5x10-23kgm/s⑵eU二E廣二，又入=一k2m 戸聯(lián)立解得u二 ，代入數(shù)據(jù)解得U二8x102V.2?某光源能發(fā)出波長入=0.60|im的可見光，用它照射某金屬可發(fā)生光電效應(yīng)，產(chǎn)生光電子的最大初動能E二4.0x10-20J?已知普朗克常量h二6.63x10-34Js,光速c二3.0x108m/s求：k(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)該可見光中每個光子的能量；⑵該金屬的逸出功.【答案】(1)3.3x10-19J(2)2.9x10-19J.【解析】(1)E=h—=3.3x10-19J.x⑵W二E—Ek=2.9x10-19J.(2015武漢模擬)如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管?用波長入=0.50|im的綠光照射陰極K,實驗測得流過oG表電流丨與AK之間電勢差Uak滿足如圖乙所示規(guī)律，取h二6.63x10-34js.結(jié)合圖象，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時的最大動能.⑵該陰極材料的極限波長.【答案】(1)4.0x1012個9.6x10-2oJ(2)0.66x10-6m0.64x10-"1.6x10_1?【解析】(1)光電流達到飽和時，陰極發(fā)射的光電子全部到達陽極0.64x10-"1.6x10_1?二4.0x1012（個）光電子的最大初動能為：E二eU=1.6x10-19Cx0.6V=9.6x10-2。Jkm 0⑵設(shè)陰極材料的極限波長為入。，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ekm=h十-h牙，代入數(shù)據(jù)得入o=°.66x1O-6m(2015?常州模擬)1927年戴維孫和湯姆孫分別完成了電子衍射實驗，該實驗是榮獲諾貝爾獎的重大近代物理實驗之一?如下圖所示的是該實驗裝置的簡化圖，下列說法不正確的A?亮條紋是電子到達概率大的地方B?該實驗說明物質(zhì)波理論是正確的C?該實驗再次說明光子具有波動性D?該實驗說明實物粒子具有波動性【答案】C【解析】亮條紋是電子到達概率大的地方，該實驗說明物質(zhì)波理論是正確的，說明實物粒子具有波動性，但該實驗不能說明光子具有波動性，C錯誤，A、B、D正確.（多選）對光的認識，下列說法正確的是 （）A?個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性B?光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的C.光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時，就不再具有波動性了D?光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種情況下光的波動性表現(xiàn)得明顯，在另外的某種情況下，光的粒子性表現(xiàn)得明顯【答案】ABD【解析】光是一種概率波，少量光子的行為易顯示出粒子性，而大量光子的行為往往顯示出波動性，A正確；光的波動性不是由于光子之間的相互作用引起的，而是光的一種屬性，這已被弱光照射雙縫后在膠片上的感光實驗所證實，B正確；粒子性和波動性是光同時具備的兩種屬性，C錯誤、D正確.（2015?北京海淀模擬）入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則 （）A?從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B?逸出的光電子的最大初動能將減小C?單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D?有可能不發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【解析】光照射到金屬表面上到光電子逸出并不需要一定時間的積累，它們幾乎是同時發(fā)生的，A錯誤；光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，而與入射光的頻率有關(guān)，故B錯誤；只要入射光頻率不變，光電效應(yīng)一定能發(fā)生，D錯誤；入射光的強度減弱，單位時間入射到金屬表面的光子數(shù)目減少，因此逸出的光電子數(shù)目也減少，C正確.7?根據(jù)愛因斯坦光子說，光子能量E等于（h為普朗克常量，c、入為真空中的光速和波長） （）hC.h入 D.—A【答案】A【解析】根據(jù)E=hv、v=—得：E=h—，故A對.A A

8?如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線（直線與橫軸的交點坐標為4.27A?該金屬的截止頻率為4.27x線與橫軸的交點坐標為4.27A?該金屬的截止頻率為4.27x1014HzB?該金屬的截止頻率為5.5x1014HzC?該圖線的斜率表示普朗克常量D?該金屬的逸出功為0.5eV【答案】AC【解析】圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯誤；由光電效應(yīng)方程Ek=hv-W0k 0可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為W0二hv0二eV=1.77eV,D錯誤.9?產(chǎn)生光電效應(yīng)時，關(guān)于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的是（）A?對于同種金屬，Ek與照射光的強度無關(guān)kB?對于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比kC?對于同種金屬，Ek與光照射的時間成正比kD?對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系kE?對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系【答案】ADEk解答根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hY-W0,入射光的頻率越大，光電子的最大初動能也越km 0大；Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系，不是與頻率成正比，也不是與波長成反比；照射光的強k度無關(guān)洸照射的時間成無關(guān)，故AD正確,BC錯誤根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hY-W0,km 0對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系?故E正確.k10?用頻率為V］的單色光照射某種金屬表面，發(fā)生了光電效應(yīng)現(xiàn)象?現(xiàn)改為頻率為V2的另一單色光照射該金屬表面，下面說法正確的是（）A?如果v2>V］，能夠發(fā)生光電效應(yīng)如果v2<v1，不能夠發(fā)生光電效應(yīng)如果v2>v1，逸出光電子的最大初動能增大如果v2>v1，逸出光電子的最大初動能不受影響【答案】AC【解析】用頻率為氣的光照射可以發(fā)生光電效應(yīng),v2>v1所以也能發(fā)生光電效應(yīng)，由Ek二hv1 2 1 km-W0知，Ek增加.0 km11.光電效應(yīng)的實驗結(jié)論是：對某種金屬（）A?無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B?無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)

C?超過極限頻率的入射光強度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越小D?超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大【答案】AD【解析】每種金屬都有它的極限頻率V。，只有入射光的頻率大于極限頻率V。時，才會發(fā)生光電效應(yīng)，選項A正確，B錯誤；光電子的初動能與入射光的強度無關(guān)，隨入射光頻率的增加而增大，選項D正確，C錯誤.12?用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖甲、乙、丙所示的圖象，則（）乙 丙所示的圖象，則（）乙 丙A?圖象甲表明光具有粒子性B?圖象乙表明光具有波動性C?用紫外光觀察不到類似的圖象D?實驗表明【答案】ABD【解析】圖象甲表明光具有粒子性，圖象乙、丙表明光具有波動性.13?研究光電效應(yīng)的電路如圖所示?用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K）,鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流?下列光電流I與A、K之間的電壓Uak的關(guān)系圖象中，正確的是（）AKO%A0%CO%A0%C【答案】C【解析】由于光的頻率相同，所以對應(yīng)的反向截止電壓相同，選項A、B錯誤；發(fā)生光電效

應(yīng)時，在同樣的加速電壓下，光強度越大，逸出的光電子數(shù)目越多，形成的光電流越大，所以C正確，D錯誤.14?圖為一光電管電路，滑動變阻器滑動觸頭P位于AB上某點，用光照射光電管陰極，電表無偏轉(zhuǎn)，要使電表指針偏轉(zhuǎn)，可采取的措施有（）無偏轉(zhuǎn)，要使電表指針偏轉(zhuǎn)，可采取的措施有（）A?加大照射光強度B?換用波長短的光照射C.將P向B滑動D?將電源正負極對調(diào)【答案】B【解析】由光電管電路圖可知陰極K電勢低，陽極A電勢高，如果K極有電子飛出，則它受到的電場力必向左，即將向左加速，然而現(xiàn)在G中電表指針無偏轉(zhuǎn)，說明沒有發(fā)生光電效應(yīng)，這僅能說明照射光頻率太低?這與光強、外加電壓的大小及方向均無關(guān)?可見要使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)需增大照射光頻率，即縮短照射光的波長.15.在光電效應(yīng)實驗中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線（甲光、乙光、丙光），如圖所示,之間的關(guān)系曲線（甲光、乙光、丙光），如圖所示,A?甲光的頻率大于乙光的頻率B?乙光的波長大于丙光的波長C?乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D?甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能【答案】B【解析】根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek二hv-Wo，由遏止電壓定義可知，Wo=hvEk二TOC\o"1-5"\h\zkm 0 0 0kmeU，結(jié)合題意與圖象可以判斷，W0相同，UfU2，則三種色光的頻率為v甲二v7<v丙，同0 cl c2 甲 乙 丙時判斷甲光對應(yīng)光電子的最大初動能小于丙光對應(yīng)光電子的最大初動能，A、D錯誤；由v二一知，入甲二入乙>入丙,B正確；同一光電管，截止頻率相等，C錯誤.甲 乙 丙16.如圖所示，用a、b兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板，發(fā)現(xiàn)當a光照射時驗電器的

指針偏轉(zhuǎn)，b光照射時指針未偏轉(zhuǎn)，以下說法正確的是（增大a光的強度，驗電器的指針偏角一定減小B?a光照射金屬板時驗電器的金屬小球帶負電C.a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度D.a光在真空中的波長小于b光在真空中的波長【答案】D【解析】增大a光的強度，從金屬板飛出的光電子增多，金屬板帶電荷量增大，驗電器的指針偏角一定增大，選項A錯誤；a光照射金屬板時，光電子從金屬板飛出，金屬板帶正電，驗電器的金屬小球帶正電，選項B錯誤；光在真空中的速度為c,選項C錯誤；經(jīng)分析，a光在真空中的頻率大于b光在真空中的頻率，故a光在真空中的波長小于b光在真空中的波長，選項D正確.根據(jù)愛因斯坦的“光子說"可知（）A?"光子說"本質(zhì)就是牛頓的"微粒說"B?光的波長越大，光子的能量越小C?—束單色光的能量可以連續(xù)變化D?只有光子數(shù)很多時，光才具有粒子性【答案】B【解析】光子的能量由光的頻率決定，波長越大，頻率越小，能量越小.下列說法正確的是（）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?光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D?Y射線具有顯著的粒子性，而不具有波動性【答案】C【解析】從光的波粒二象性可知：光是具有波粒二象性的，只不過在有的情況下波動性顯著，有的情況下粒子性顯著?光的波長越長，越容易觀察到其顯示波動特征?光子是一種不帶電的微觀粒子，而電子是帶負電的微觀粒子，它們雖然都是微觀粒子，但有本質(zhì)區(qū)別，故上述選項中正確的是C.某同學(xué)采用如圖所示的實驗裝置來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象當用某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象?閉合開關(guān)S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑

動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中的電流恰好為零，此時電壓表的電壓值U稱為反向截止電壓，根據(jù)反向截止電壓可以計算出光電子的最大初動能Ek.現(xiàn)分別用頻率為v1km 1和v2的單色光照射陰極K,測量到反向截止電壓分別為U］和U2,設(shè)電子的質(zhì)量為m,帶電荷量為e,則下列關(guān)系式中不正確的是()A?頻率為荷量為e,則下列關(guān)系式中不正確的是()A?頻率為V］的光照射時光電子的最大初速度v二B?陰極K金屬的逸出功Wo=hvi-eUi1號一f/"岸qC?陰極K金屬的極限頻率v0二二「D?普朗克常量h二【答案】C【解析】分別用頻率為氣和v2的單色光照射陰極，由光電效應(yīng)方程，有Ek二hv-Wo，逸出TOC\o"1-5"\h\z1 2 km 0光電子的最大初動能分別為Eki=hvi-WoSEk廣hv2-W0；光電子在光電管內(nèi)減速，由動km1 1 0km2 2 0能定理，有-eU廣-Eki和-eU廣-Ek2,聯(lián)立以上各式解得W廣hv廣hv^eU廣hv2-eU2；1 km1 2 km2 0 0 1 1 2 2頻率為V］的光照射時光電子的最大初速度為」 ,普朗克常量h=U］V2—S巧率v0二 ，選項C符合題意.入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則0()A?從光照至金屬表面上至發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B?逸出的光電子的最大初動能將減小C?單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D?有可能不發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【解析】光照射到金屬表面上到光電子逸出并不需要一定時間的積累，它們幾乎是同時發(fā)生的，A錯誤；光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，而與入射光的頻率有關(guān)，故B錯誤；只要入射光頻率不變，光電效應(yīng)一定能發(fā)生，D錯誤；入射光的強度減弱，單位時間內(nèi)入射到金屬表面的光子數(shù)目減少，因此逸出的光電子數(shù)目也減少，C正確.在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占整個從單縫射入的光強的95%以上，假設(shè)現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子（）A?—定落在中央亮紋處B?—定落在亮紋處C?可能落在暗紋處D?落在中央亮紋處的可能性最大【答案】CD【解析】大量光子的行為顯示出波動性，當大量光子通過單縫時光子落在亮紋處的概率較大，尤其是中央亮紋處，依題將有95%以上的光子落在中央亮紋處，落在其他亮處相對少一些，落在暗紋處光子最少，要注意暗紋處不是沒有光子落在上面，只是很少而已?只讓一個光子通過單縫，這個光子落在哪一位置是不可確定的，可以落在亮紋處，也可以落在暗紋處，只是落在中央亮紋處的機會更大（有95%以上）?22?用很弱的光做雙縫干涉實驗，把入射光減弱到可以認為光源和感光膠片之間不可能同時有兩個光子存在，如圖所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片?這些照片說明(7(7個抵子 30CXP?「氐子70的6砲子A?光只有粒子性沒有波動性B?光只有波動性沒有粒子性C?少量光子的運動顯示波動性，大量光子的運動顯示粒子性D?少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性【答案】D【解析】光具有波粒二象性，這些照片說明少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性，故D正確.23?關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中不正確的是（）A?不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道波動性和粒子性在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D?實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性【答案】D【解析】光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律，大量光子運動的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動性，而單個光子的運動表現(xiàn)出光的粒子性?光的波長越長，波動性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯?宏觀物體的德布羅意波的波長太小，很難觀察到波動性，并不是不具有波粒二象性.24.如圖為一真空光電管的應(yīng)用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5x1014hz，則以下判

it斷中正確的是（）A?發(fā)生光電效應(yīng)時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率B?發(fā)生光電效應(yīng)時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強度C.用入=0.5ym的光照射光電管時，電路中有光電流產(chǎn)生D?光照射時間越長，電路中的電流越大【答案】BC【解析】在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng)，單位時間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)?據(jù)此可判斷A、D錯誤?波長c 3匯10'入=0.5ym的光子的頻率v=—= Hz=6x10】4Hz>4.5x1014Hz,可發(fā)生光電效應(yīng)，丸0.5x10"^所以B、C正確.25?愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋了光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理其中V。為極A?逸出功與v有關(guān)B?Ek與入射光強度成正比kmC.當v<v°時，會逸出光電子D?圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)【答案】D【解析】逸出功由金屬材料本身決定，A錯；由已'=hv-W0可知B錯，D正確；由圖象可km 0知，當v>v0時會逸出光電子，C錯.26.當用一束紫外線照射鋅板時，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，這時（）A?鋅板帶負電B?有正離子從鋅板逸出C?有電子從鋅板逸出D?鋅板會吸附空氣中的正離子【答案】C【解析】當用一束紫外線照射鋅板時，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，有電子從鋅板逸出，鋅板帶正電,選項C正確，A、B、D錯誤.27?用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強度，則（）A?逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能不變逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能減小逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動能減小光的強度減弱到某一數(shù)值，就沒有光電子逸出了【答案】A【解析】光的頻率不變，表示光子能量不變，仍會有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動能也不變；而減弱光的強度，逸出的光電子數(shù)就會減少，選項A正確.用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的措施是（）A?改用頻率更小的紫外線照射B.改用X射線照射C?改用強度更大的原紫外線照射D?延長原紫外線的照射時間【答案】B【解析】某種金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率，與入射光的強度和照射時間無關(guān)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，說明入射光的頻率小于金屬的極限頻率，所以要使金屬發(fā)生光電效應(yīng),應(yīng)增大入射光的頻率，X射線的頻率比紫外線頻率高，所以本題答案為B.（2013?浙江自選?14）小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實驗裝置示意如圖甲所示?已知普朗克常量h=6.63x10-34j?s⑴圖甲中電極A為光電管的 （填“陰極"或"陽極"）；⑵實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率v之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率vc二 Hz，逸出功W。二 J；（3）如果實驗中入射光的頻率v=7.00x1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek二 J.【答案】(1)陽極5.15x10i4[(5.12~5.18)x1014均正確]3.41x10-i9[(3.39~3.43)x10-19均正確]1.23x10-i9[(1.21~1.25)x10-19均正確]【解析】(1)電路圖為利用光電管產(chǎn)生光電流的實驗電路，?光電子從K極發(fā)射出來，故K為光電管的陰極，A為光電管的陽極.⑵遏制電壓對光電子做負功，有eUc二Ek二hv-W°,結(jié)合圖像，當UC=0時，極限頻率v0二5.15x1014Hz，故逸出功Wo二hvo二3.41x10-19J.⑶光電子的最大初動能E二hv-W二hv-hv=1.23x10-19J.k 0 0(2013?北京理綜?20)以往我們認識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出?強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認識,用強激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能,從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實驗證實?光電效應(yīng)實驗裝置示意如圖用頻率為v的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng).換同樣頻率為v的強激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場?逐漸增大U，光電流會逐漸減?。划敼怆娏髑『脺p小到零時，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電荷量)()電餌量)()電餌hvW 2hvWTOC\o"1-5"\h\zA.U二 B.U二 ——5加WC.U=2hv-W D.U二 -—【答案】B1 3 _【解析】由光電效應(yīng)方程可知：nhv二W+h?-(n=2,3,4，…)①1:在減速電場中由動能定理得-eU=0-二?…②nhvFT聯(lián)立①②得:U= -—(n=2,3,4，…)，選項B正確.0G【2014海南卷】在光電效應(yīng)實驗中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。對于這兩個過程。下列四個物理量中，一定不同的 。（填入正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得3分，選對3個得4分；有選錯的得0分）C?光電子的最大初動小A?遏制電壓 B?飽和光電流 厶匕 D?逸出功冃匕【答案】ACD【解析】同一束光照射不同的金屬，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金屬，逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek二hv-W0知，最大初動能不同，則遏止電壓不同；同一束光照射，km 0光中的光子數(shù)目相等，所以飽和光電流是相同的.【2014江蘇卷】已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73x1014Hz和5.44x10】】Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的。A.波長 B.頻率 C.能量 D.動量【答案】A【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程-；因為鈣的截止頻率較大，所以光電子的最大初動能較小，動量也較小，CD項錯誤；根據(jù)德布羅意波長「二三可知從鈣中逸出的光電子具有較大波長，A項錯誤；波長大的，頻率小，B項錯誤?？键c：光電效應(yīng)方程【2014上海卷】在光電效應(yīng)的實驗結(jié)果中，與光的波動理論不矛盾的是A?光電效應(yīng)是瞬時發(fā)生的B?所有金屬都存在極限頻率C?光電流隨著入射光增強而變大D?入射光頻率越大，光電子最大初動能越大【答案】C【解析】光具有波粒二象性，即既具有波動性又具有粒子性，光電效應(yīng)證實了光的粒子性。因為光子的能量是一份一份的，不能積累，所以光電效應(yīng)具有瞬時性，這與光的波動性矛盾，A項錯誤；同理，因為光子的能量不能積累，所以只有當光子的頻率大于金屬的極限頻率時，才會發(fā)生光電效應(yīng)，B項錯誤；光強增大時，光子數(shù)量和能量都增大，所以光電流會增大，這與波動性無關(guān)，c項正確；一個光電子只能吸收一個光子，所以入射光的頻率增大，光電子吸收的能量變大，所以最大初動能變大，D項錯誤?！究键c】光電效應(yīng)、光的波粒二象性（2014?廣東?18）在光電效應(yīng)實驗中，用頻率為v的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是（）A?增大入射光的強度，光電流增大B?減小入射光的強度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C?改用頻率小于v的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)改用頻率大于v的光照射，光電子的最大初動能變大【答案】AD【解析】增大入射光的強度，單位