2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)疑難突破-光電效應(yīng)與波粒二象性

必備知識

1.光電效應(yīng)：照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象。

2.光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來的電子。

3.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

(1)存在截止頻率：當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)。不同金屬的截止頻

率不同，即截止頻率與金屬自身的性質(zhì)有關(guān)。

(2)存在飽和電流：在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽

和值，即在一定的光照條件下，單位時(shí)間陰極K發(fā)射的光電子的數(shù)目是一定的。實(shí)驗(yàn)表明，

光的頻率一定時(shí)，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。

(3)存在遏止電壓：使光電流減小到0的反向電壓”稱為遏止電壓。遏止電壓的存在意味

著光電子的初動(dòng)能有最大值，稱為光電子的最大初動(dòng)能。實(shí)驗(yàn)表明，遏止電

壓(或光電子的最大初動(dòng)能)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。

(4)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性：當(dāng)入射光的頻率超過截止頻率囁時(shí)，無論入射光怎樣微弱，

光電效應(yīng)兒乎是瞬時(shí)發(fā)生的。

4.愛因斯坦光電效應(yīng)方程

(1)光子說

光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，頻率為卜的光的能量為方心其中方=

6.63X10-"J?s(稱為普朗克常量)。這些能量子后來稱為光子。

(2)逸出功踞

要使電子脫離某種金屬，需要外界對它做功，做功的最小值叫作這種金屬的逸出功。

(3)光電子的最大初動(dòng)能

在光電效應(yīng)中，金屬中的電子吸收光子后，除了要克服金屬的逸出功外，有時(shí)還要克服

原子的其他束縛而做功，這時(shí)光電子的初動(dòng)能就比較??；當(dāng)逸出過程只克服金屬的逸出功而

逸出時(shí)，光電子的初動(dòng)能稱為最大初動(dòng)能。

(4)愛因斯坦光電效應(yīng)方程

表達(dá)式：

物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hv,在這些能量中，一部分大

小為例的能量被電子用來脫離金屬，剩下的是逸出后電子的最大初動(dòng)能笈落

(5)對光電效應(yīng)規(guī)律的解釋

對應(yīng)規(guī)律對規(guī)律的解釋

電子從金屬表面逸出，必須克服金屬的逸出功而，則入射光

子的能量不能小于他對應(yīng)的頻率必須不小于八二2即截

存在截止頻率心

止頻率

電子吸收光子能量后，一部分用來克服金屬的逸出功，剩余

光電子的最大初動(dòng)能隨著入部分表現(xiàn)為光電子的初動(dòng)能，只有直接從金屬表面飛出的光

射光頻率的增大而增大，與電子才具有最大初動(dòng)能。對于確定的金屬，幅是一定的，故

入射光的強(qiáng)度無關(guān)光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光頻率的增大而增大，和光強(qiáng)

無關(guān)

光照射金屬時(shí)，電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積

光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性

累能量的時(shí)間

對于同種頻率的光，光較強(qiáng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面

光較強(qiáng)時(shí)飽和電流較大的光子數(shù)較多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的叵］光電子較多，因而飽

和電流較大

（6）三個(gè)關(guān)系式

愛因斯坦光電效應(yīng)方程：&=hv一般。

最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：

逸出功與極限頻率的關(guān)系：//u/zYc。

（7）兩條對應(yīng)關(guān)系

光強(qiáng)大（頻率一定時(shí)）一光子數(shù)目多一發(fā)射光電子多一飽和光電流大。

光子頻率高f光子能量大一光電子的最大初動(dòng)能大。

（8）光電效應(yīng)的圖像分析

由圖線可直接（或

圖像名稱圖線形狀

間接）得到的物理量

①極限頻率八：圖線與L軸交點(diǎn)的

Ek4

光電子的最大初動(dòng)能橫坐標(biāo)

瓦與入射光的頻率丫②逸出功胎圖線與笈軸交點(diǎn)的縱坐

0

的關(guān)系圖線標(biāo)的絕對值，施=|一￡|=￡

-E

③普朗克常量A：圖線的斜率4=力

①遏止電壓以：圖線與橫軸的交點(diǎn)的

顏色相同、強(qiáng)度不同------強(qiáng)光(黃)

橫坐標(biāo)的值

/n,-------弱光(黃)

的光，光電流與電壓J

②飽和光電流入：電流的最大值

-----------------?

的關(guān)系圖線U

③最大初動(dòng)能：

顏色不同、強(qiáng)度相同「一黃光①遏止電壓以1、42

_--------藍(lán)光

的光，光電流與電壓上②飽和光電流

的關(guān)系圖線%%<)U③最大初動(dòng)能&=e%,&=e〃z

①截止頻率囁：圖線與橫軸的交點(diǎn)的

橫坐標(biāo)的值

②遏止電壓以：隨入射光頻率的增大

遏止電壓以與入射光

而增大

的頻率r的關(guān)系圖線

③普朗克常量方：等于圖線的斜率與電

%V

子電荷量的乘積，即/?=Ae(注：此時(shí)

兩極之間接反向電壓)

5.光的波粒二象性

(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性。

(2)光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性。

(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

(4)光子的能量e=hv，光子的動(dòng)量

6.物質(zhì)波

(1)1924年，法國物理學(xué)家德布羅意提出：實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，即每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒

子都與一個(gè)對應(yīng)的波相聯(lián)系，這種波叫作物質(zhì)波，也叫德布羅意波。所以實(shí)物粒子也具有波

粒二象性。

(2)粒子的能量￡和動(dòng)量p跟它所對應(yīng)的波的頻率「和波長A之間，遵從的關(guān)系為:

v——.

h'p

-.典型例題

題型一：光電效應(yīng)現(xiàn)象

例1（人教版選擇性必修第三冊?P”?問題改編）（多選）如圖所示，用導(dǎo)線把不帶電的驗(yàn)

電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是（）

A.有光子從鋅板逸出B.有電子從鋅板逸出

C.驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度D.鋅板帶負(fù)電

答案BC

解析用紫外線照射鋅板時(shí)，鋅板里的電子吸收紫外線的能

量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故A錯(cuò)誤，B正確；鋅板與驗(yàn)電器相連，帶有相同電性

的電荷，鋅板失去電子帶正電，且失去的電子越多，帶正電的電荷量越多，驗(yàn)電器指針張角

越大，故C正確，D錯(cuò)誤。

題型二：光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路與Ue-v圖像

例2利用如圖甲所示的電路完成光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，金屬的遏止電壓以與入射光頻率，的

關(guān)系如圖乙所示，圖乙中，、乙、人均已知，電子電荷量用e表示。下列說法正確的是

（）

A.入射光頻率為心時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能笈小

U、e

B.由「圖像可求得普朗克常量h=——

C.滑動(dòng)變阻器的滑片P向“端移動(dòng)過程中電流表示數(shù)一定一直增加

D.把電源正負(fù)極對調(diào)之后，滑動(dòng)變阻器的滑片P向/V端移動(dòng)過程中電流表示數(shù)一直增加

答案：選B。

解析：當(dāng)入射光頻率為也時(shí)，依題得，光電子的最大初動(dòng)能為氏=，e,故A錯(cuò)誤；根

據(jù)光電效應(yīng)方程結(jié)合圖乙有：笈=方乙一股其中%=//人，根據(jù)動(dòng)能定理有一e〃=0一區(qū)，聯(lián)

U、e

立可得普朗克常量為h=，故B正確；滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端移動(dòng)過程中，光電

管兩端的反向電壓增大，則電流表示數(shù)逐漸減小，若反向電壓足夠大，則可減小至零，C錯(cuò)

誤；把電源正負(fù)極對調(diào)之后，滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端移動(dòng)過程中，光電管兩端的正向電

壓增大，由于存在飽和光電流，故電流表示數(shù)可能先增加后不變，D錯(cuò)誤。

題型三：光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路與ITJ圖像

例3.（多選）如圖甲為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，用頻率為v的單色光照射光電管的陰

極K,得到光電流/與光電管兩端電壓。的關(guān)系圖線如圖乙所示，已知電子電荷量的絕對值

為e,普朗克常量為力，貝M）

A.測量遏止電壓4時(shí)開關(guān)S應(yīng)扳向“1”一?

B.只增大光照強(qiáng)度時(shí)，圖乙中〃的值會增大

C.只增大光照強(qiáng)度時(shí)，圖乙中Z）的值會減小

陰極K所用材料的極限頻率為

答案AD

解析測量遏止電壓〃時(shí)應(yīng)在光電管兩端加反向電壓，即開關(guān)S應(yīng)扳向“1”，故A正

確；由動(dòng)能定理得e〃=笈，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程笈=方L一%可知，圖乙中以的值與光

照強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；圖乙中人的值表示飽和光電流，只增大光照強(qiáng)度時(shí)，飽和光電流

增大，故C錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理得一e〃=0-A,由愛因斯坦光電效應(yīng)方程笈=/?「-?他可得

ghv—也,則陰極K所用材料的極限頻率為故D正確。

nn

題型四：E「v圖像

例4.愛因斯坦提出光電效應(yīng)理論獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)已近100年。用金屬鈣做實(shí)驗(yàn)

時(shí)，得到的光電子的最大初動(dòng)能氏與入射光頻率「的關(guān)系如圖所示。用其他金屬做實(shí)驗(yàn)，得

到的笈-「圖線也為直線。表中列出了幾種金屬的截止頻率和逸出功，下列判斷正確的是

（）

14

截止頻率KO/X10Hz

逸出功/VeV

A.如用金屬鋁做實(shí)驗(yàn)，得到的氏-r圖線的斜率比圖中直線的斜率大

B.如用金屬鴿做實(shí)驗(yàn)，得到的好圖線的斜率比圖中直線的斜率小

C.如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)，得到的K-v圖線延長線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為（0,一氏），則瑜

D.如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)，得到的K-v圖線延長線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為（0,一蜃），則%

答案D

解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程瓦=力「一幽，笈-丫圖線的斜率等于普朗克常量/?,因

此各種不同金屬的E-r圖線的斜率相同，A、B錯(cuò)誤；&-v圖線的延長線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)

絕對值等于逸出功，則&=3.20eV,尻=2.29eV,因此笈2〈反，C錯(cuò)誤，D正確。

題型五：光電流的計(jì)算

例5.（2021?八省聯(lián)考江蘇卷）（15分）我國中微子探測實(shí)驗(yàn)利用光電管把光信號轉(zhuǎn)換為

電信號。如圖所示，A和K分別是光電管的陽極和陰極，加在A、K之間的電壓為&現(xiàn)用發(fā)

光功率為〃的激光器發(fā)出頻率為r的光全部照射在K上，回路中形成電流。已知陰極K材料

的逸出功為跖，普朗克常量為力，電子電荷量為e。海小

（1）求光電子到達(dá)A時(shí)的最大動(dòng)能星；'

（2）若每入射N個(gè)光子會產(chǎn)生1個(gè)光電子，所有的光電子都能到達(dá)A,〕

求回路的電流強(qiáng)度Zoi

pI；I

答案⑴Ue+hv—%（2）-7—e

Nnv

解析（1）根據(jù)光電效應(yīng)方程有力「一屈=氏）

逸出的電子在電場中加速向A運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理

有Ue=EM-

聯(lián)立解得用=Ue+hv-齦

（2）設(shè)每秒鐘到達(dá)K極的光子數(shù)量為n,則成「=P

設(shè)每秒鐘逸出電子個(gè)數(shù)為a個(gè)，則a=￡,

回路的電流強(qiáng)度I=+ae

聯(lián)立解得/=含。

題型六：波粒二象性與物質(zhì)波

例6.波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的是（）

A.黑體輻射規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋

B.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性

C.電子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明電子具有波動(dòng)性

D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波波長也相等

答案BC

解析黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律不能用光的波動(dòng)性解釋，而普朗克借助于能量子假說，完美

地解釋了黑體輻射規(guī)律，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故A錯(cuò)誤；光既有波動(dòng)性又

有粒子性，光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性，故B正確；德布羅意提出了實(shí)物粒子同樣具有

波動(dòng)性，電子束射到晶體上產(chǎn)生的衍射圖樣是波的特征，證明了電子具有波動(dòng)性，故C正

確；根據(jù)德布羅意波長公式入=*,又p=5嬴則若一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子的

動(dòng)能氏相等，由于質(zhì)子質(zhì)量比電子質(zhì)量大得多，則其德布羅意波波長不相等，故D錯(cuò)誤。

例7.任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波與之對

應(yīng)，波長入2,式中方為普朗克常量，0為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，人們把這種波叫作德布羅意

p

波?，F(xiàn)有一德布羅意波波長為心的中子和一個(gè)德布羅意波波長為（的笊核相向?qū)ψ埠蠼Y(jié)合

成一個(gè)旅核，該氟核的德布羅意波波長為（）

I九+小|

4I+/2|

答案A

解析中子與氣核相向運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞的過程，滿足動(dòng)量守恒定律，則|"一㈤=",結(jié)合

人』,Wl-y—FH-T'解得所以A正確，B、C、D錯(cuò)誤。

三.舉一反三，鞏固練習(xí)

1.黑體輻射的研究表明：輻射強(qiáng)度、波長分布與輻射體的溫度有密切關(guān)系。此研究對冶

金工業(yè)的迅速發(fā)展有巨大貢獻(xiàn)。如圖所示，圖中畫出了四種溫度下黑體輻射的強(qiáng)度與波長的

關(guān)系，從中可以看出（）

A.溫度越高，輻射電磁波的波長越短

B.溫度越低，輻射電磁波的波長越長

c.同一波長的輻射強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng)

D.不同溫度時(shí)輻射強(qiáng)度的最大值變化無規(guī)律可循惇二*哭？

02pm41im油長

答案C

解析無論溫度高低，黑體都會輻射各種波長的電磁波，故A、B錯(cuò)誤；同一波長的輻射

強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng)，故C正確；溫度升高，輻射強(qiáng)度的最大值向波長短、頻率高的

方向移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

2.下列說法中正確的是（）

A.物質(zhì)波屬于機(jī)械波

B.只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動(dòng)性

C.德布羅意認(rèn)為任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，小到電子、質(zhì)子、中子，大到行星、太陽都有一

種波與之相對應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波

D.宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，看不到它的衍射和干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)不具有波動(dòng)性

答案C

解析物質(zhì)波是描述實(shí)物粒子運(yùn)動(dòng)的波，而機(jī)械波是由質(zhì)點(diǎn)做周期性機(jī)械運(yùn)動(dòng)形成的，

二者不同，故A錯(cuò)誤；不論是微觀粒子，還是宏觀物體，只要它們運(yùn)動(dòng)，就有與之對應(yīng)的物

質(zhì)波，故B、D錯(cuò)誤，C正確。

3.用圖1裝置研究光電效應(yīng)，分別用a光、b光、c光照射陰極K得到圖2中三條光電

流/與A、K間的電壓如的關(guān)系曲線，則下列說法正確的是（）

A.開關(guān)S扳向1時(shí)測得的數(shù)據(jù)得到的是/軸左側(cè)的圖線

B.b光的光子能量大于a光的光子能量

C.用a光照射陰極K時(shí)陰極的逸出功大于用c光照射陰極K時(shí)陰極的逸出功

D.用b光照射陰極K時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能小于用a光照射陰極K時(shí)逸出的光電

子的最大初動(dòng)能

答案B

解析當(dāng)開關(guān)S扳向1時(shí)，光電子在光電管中加速，此時(shí)所加的電壓是正向電壓，測得

的數(shù)據(jù)得到的是/軸右側(cè)的圖線，故A錯(cuò)誤；根據(jù)eUSvf,同種金屬用相同，則

入射光的頻率越高，對應(yīng)的遏止電壓以越大，由題圖2可知，b光的遏止電壓大于a光的遏

止電壓，所以b光的頻率高于a光的頻率，依據(jù)E=hv可知，b光的光子能量大于a光的光

子能量，故B正確；某種金屬的逸出功是一定的，與入射光無關(guān)，故C錯(cuò)誤；b光的遏止電

壓大于a光的遏止電壓，根據(jù)e"=E=//卜一可知用b光照射陰極K時(shí)逸出的光電子的最

大初動(dòng)能大于用a光照射陰極K時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能，D錯(cuò)誤。

4.利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀測光電效應(yīng)，己知實(shí)驗(yàn)中測得某種金屬的遏止電壓〃與入

射光頻率「之間的關(guān)系如圖乙所示，電子的電荷量為e=L6Xl()T9C,則()

A.電源的右端為正極

PVI

B.普朗克常量為蟹

C.該金屬的逸出功為

D.若電流表的示數(shù)為10UA,則每秒內(nèi)從陰極發(fā)出的光電子數(shù)的最小值為6.25X1()12

答案AC

解析只有施加反向電壓，也就是光電管陰極接電源正極、陽極接電源負(fù)極，在光電管

兩極間形成使電子減速的電場，這時(shí)光電流才有可能為零，使光電流減小到零的反向電壓以

稱為遏止電壓，A正確；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知由動(dòng)能定理有一e"=0

一反，聯(lián)立并整理得“="一%,可知題圖乙中圖線的斜率為9=2縱截距為一〃=一",

eey\ee

則普朗克常量為力=生，該金屬的逸出功為侮=e〃，B錯(cuò)誤，C正確；若電流表的示數(shù)為/=

vI

10UA,則每秒內(nèi)從陰極發(fā)出的光電子數(shù)的最小值為〃=g=&=*^^=6.25Xl（AD

ee1.6X10

錯(cuò)誤。

5.用一束波長為A的綠光照射某極限波長為人的金屬,能產(chǎn)生光電效應(yīng)，下列說法正

確的是（）

A.該金屬的逸出功為脩=/U。

B.把這束綠光遮住一半，則光電流強(qiáng)度減小

C.若改用一束紅光照射，則不可能產(chǎn)生光電效應(yīng)

D.要使光電流為0,光電管兩極至少需要加大小力氣：—一；）的電壓

答案BD

解析該金屬逸出功為：施=方人=小，故A錯(cuò)誤；將這束綠光遮住一

40

半，單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)目減小，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目減小，則光電流強(qiáng)度

減小，故B正確；若改用一束紅光照射，因?yàn)榧t光的頻率小于綠光的頻率，則可能不發(fā)生光

電效應(yīng)，也可能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；光電效應(yīng)方程為：&=hvf,且y=￡,根據(jù)

A

動(dòng)能定理可得光電流恰為。時(shí)有：-e以=0一區(qū)，聯(lián)立解得：〃=氣:一七），故D正確。

6.（2019?北京高考）光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬

板上時(shí)，可能形成光電流。表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

入射光子的相對光電流大逸出光電子的

組次

能量/eV光強(qiáng)小/mA最大動(dòng)能/eV

14.0弱290.9

第一組24.0中430.9

34.0強(qiáng)600.9

46.0弱272.9

第二組56.0中402.9

66.0強(qiáng)552.9

由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是（）

A.兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光

B.兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同

C.若入射光子的能量為5.0eV,逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9eV

D.若入射光子的能量為5.0eV,相對光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大

答案B

解析光子的能量￡=力七兩組實(shí)驗(yàn)中入射光子的能量不同，故入射光的頻率不同，A

正確；由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程方-=葉瓦，可求出兩組實(shí)驗(yàn)中金屬板的逸出功用均為

3.1eV,故兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)相同，B錯(cuò)誤；由Av=lf+笈，中=3.1eV,當(dāng)hv=

5.0eV時(shí)，區(qū)=1.9eV,C正確；相對光強(qiáng)越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)射出的光子數(shù)越多，單位時(shí)間

內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，形成的光電流越大，D正確。

7.用如圖的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時(shí)，

電流表G的讀數(shù)為0.2mA,移動(dòng)變阻器的滑片C,當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時(shí);電

流表讀數(shù)為0。則（）

A.光電管陰極的逸出功為1.8eV光;A餐管

B.開關(guān)S斷開后，沒有電流流過電流表G匚"一

C.光電子的最大初動(dòng)能為0.7eVL_Q

D.改用能量為1.5eV的光子照射，電流表G也有電流，但電流較_____

小I一q一"-J

答案ACE

解析由題圖可知，光電管兩端所加的電壓為反向電壓，由電壓表的示數(shù)大于或等于

0.7V時(shí)，電流表示數(shù)為0,可知光電子的最大初動(dòng)能為0.7eV,根據(jù)光電效應(yīng)方程笈=力r

f,可得他=1.8eV,故A、C正確；開關(guān)S斷開后，用光子能量為2.5eV的光照射到光

電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，有光電子逸出，則有電流流過電流表，故B錯(cuò)誤；改用能量為

1.5eV的光子照射，由于光子的能量小于逸出功，不能發(fā)生光電效應(yīng)，無光電流，故D錯(cuò)

誤。

8.（2018?全國卷H）用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能

為1.28X10-9J。己知普朗克常量為6.63X10-34J?s,真空中的光速為3.00X108m-s-

能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為（）

A.1X10"HzB.8X10"Hz

C.2X1015HzD.8X10'5Hz

答案B

解析由光電效應(yīng)方程E?hvf,得用=/；y一笈=/冷一笈。剛好發(fā)生光電效應(yīng)的臨

A

界條件是最大初動(dòng)能笈=0時(shí)，入射光的頻率為人，則他=力入，代入數(shù)據(jù)可得：

人弋8X10"Hz,故B正確。

9.（2017?全國卷HD（多選）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為囁、口的單色光a、b

照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為〃和以光電子的最大初動(dòng)能分別為幾和

兒。力為普朗克常量。下列說法正確的是（）

A.若仁〉心，則一定有

B.若V〉Vb,則一定有星〉兒

C.若原4,則一定有區(qū)人蜃

D.若嗅＞L，則一定有h九一幾

答案BC

解析光電效應(yīng)中遏止電壓與最大初動(dòng)能之間的關(guān)系為eU=反,根據(jù)光電效應(yīng)方程笈=

可知，若九，貝I」兒〉兒，U>Ub,A錯(cuò)誤，B正確；若“〈”，貝IJ兒〈友，C正確；

由光電效應(yīng)方程可得限=hV—區(qū)，則hVa—￡k?—Avb一區(qū)6,D錯(cuò)誤。

10.（2017?北京高考）2017年年初，我國研制的“大連光源”一一極紫外自由電子激光

裝置，發(fā)出了波長在100nm（lnm=10*m）附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖，

“大連光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研

究中發(fā)揮重要作用。

一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會把分子打碎。據(jù)

此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為（取普朗克常量力=6.6X10-Mj.s,真空光速c=

3X10"m/s）（）

A.10-21JB.10-18J

C.10-'5JD.10-12J

答案B

解析一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量￡=力-=吟=6.6X10-3，x年，

J^IO_18J,B正確。

11.（2019?天津高考）第26屆國際計(jì)量大會決定，質(zhì)量單位“千克”用普朗克常量分定

義，“國際千克原器”于2019年5月20日正式“退役”。人的數(shù)值為6.63X10-*根據(jù)能

量子定義，入的單位是,該單位用國際單位制中的力學(xué)基本單位表示，則為

答案J?skg?m7s

解析普朗克常量力的單位為J?s；由/夕=/7及尸=儂可推導(dǎo)：1J?s=lN?m?s=l

kg?m?s-?m,s=1kg,m'/so

12.（2018?江蘇高考）光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用波長為人的單色光力照射某金屬板時(shí)，剛好

有光電子從金屬表面逸出。當(dāng)波長為中的單色光6照射該金屬板時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為

.4、6兩種光子的動(dòng)量之比為,（已知普朗克常量為反光速為c）

答案牛1：2

chr9hr

解析根據(jù)光電效應(yīng)方程氏=方丫一他又所以有o=-j笈=丁一屈，解

得區(qū)=牛;又光子動(dòng)量P=《，所以48兩種光子的動(dòng)量之比為1：2。

13.（2019?江蘇高考）在“焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中，所用激光的波長4=6.4X10-7

m,每個(gè)激光脈沖的能量￡=1.5X10-2j。求每個(gè)脈沖中的光子數(shù)目。（已知普朗克常量h=

6.63X10-34J?s,光速c=3X10'm/s。計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

答案5X10,6

解析光子能量e=7,

A

E

光子數(shù)目n=；，

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得〃七5義10,

14.（2021高考江蘇物理卷）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，其截止頻率外〈彩，保持入射光不變,則光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值隨電壓U

變化關(guān)系的圖像是（）

【答案】C

【解析】根據(jù)動(dòng)能定理，eU=Ekm-EK，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，&二hv-Wo，W0=hv0,可

得E/,“=eU+"hvo。由于截止頻率WVV2,所以圖像正確的是C。

15.（2021年1月浙江選考）下列說法正確的是

A.光的波動(dòng)性是光子之間相互作用的結(jié)果

B.玻爾第一次將“量子”入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念

C.光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，證明了光子除了能量之外還具有動(dòng)量

D.a射線經(jīng)過置于空氣中帶正電驗(yàn)電器金屬小球的上方，驗(yàn)電器金屬箔的張角會

變大

【答案】.B

【解析】光的波動(dòng)性是由于微觀粒子的特性決定的，不是光子之間相互作用的結(jié)果，選