高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題60 光電效應(yīng) 波粒二象性（練）（含解析）1

專題60 光電效應(yīng) 波粒二象性（練）1用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖下列說法中正確的是： （ ）Aa光光子的頻率大于b光光子的頻率，a光的強(qiáng)度小于b光的強(qiáng)度；Ba光光子的頻率小于b光光子的頻率，a光的強(qiáng)度小于b光的強(qiáng)度；C如果使b光的強(qiáng)度減半，則在任何電壓下，b光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度一定比a光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度??；D另一個(gè)光電管加一定的正向電壓，如果a光能使該光電管產(chǎn)生光電流，則b光一定能使該光電管產(chǎn)生光電流?！敬鸢浮緿【名師點(diǎn)睛】要熟練掌握所學(xué)公式，明確各個(gè)物理量之間的聯(lián)系如本題中折射率、臨界角、光子能量、最大初動(dòng)能等都有光的頻率有關(guān)；對(duì)于本題解題的關(guān)鍵是通過圖象判定a、b兩種單色光誰的頻率大，反向截止電壓大的則初動(dòng)能大，初動(dòng)能大的則頻率高，故b光頻率高于a光的逸出功由金屬本身決定。2（多選）已知鈣和鉀的截止頻率分別為和z，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(dòng)能的光電子，鉀逸出的光電子具有較大的： （ ）A波長 B頻率 C能量 D動(dòng)量【答案】BCD【解析】 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：Ek=h-W0，又 W0=hc；聯(lián)立得：Ek=h-hc，據(jù)題鈣的截止頻率比鉀的截止頻率大，由上式可知：從鉀表面逸出的光電子最大初動(dòng)能較大，由，可知鉀光電子的動(dòng)量較大，根據(jù)可知，波長較小，則頻率較大故A錯(cuò)誤，BCD正確故選BCD【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵要掌握光電效應(yīng)方程Ek=h-W0，明確光電子的動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系、物質(zhì)波的波長與動(dòng)量的關(guān)系3用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖所示則這兩種光： （ ）A照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大B從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，b光的臨界角大C通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大D通過同一玻璃三棱鏡時(shí)，a光的偏折程度大【答案】C【名師點(diǎn)睛】要熟練掌握所學(xué)公式，明確各個(gè)物理量之間的聯(lián)系如本題中折射率、臨界角、光子能量、最大初動(dòng)能等都有光的頻率有關(guān)。4某光電管的陰極是用金屬鉀制成的，它的逸出功為221 eV，用波長為2510- 7 m的紫外線照射陰極，已知真空中的光速為30108 m/s，元電荷為1610-19 C，普朗克常量為66310-34 Js。則鉀的極限頻率是Hz，該光電管發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能是J。（保留二位有效數(shù)字）【答案】531014 ，4410-19 【解析】 （1）根據(jù)據(jù)逸出功W0=h0，得：；（2）根據(jù)光電效應(yīng)方程：Ek=h-W0光速、波長、頻率之間關(guān)系為：由解得：EK=4410-19 J【名師點(diǎn)睛】本題考察知識(shí)點(diǎn)簡單，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)中要牢記公式以及物理量之間的關(guān)系，逸出功W0=h0，和光電效應(yīng)方程：Ek=h-W，同時(shí)注意逸出功計(jì)算時(shí)的單位，及運(yùn)算的準(zhǔn)確性。5某單色光照射光電管陰極K，發(fā)生光電效應(yīng)，測(cè)得電子的最大初動(dòng)能為，若此光是一群氫原子受激發(fā)后處于能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則陰極K的逸出功為；電子的遏止電壓為。【答案】；【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，知道最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系，注意能級(jí)躍遷時(shí)，從n=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能放出6種頻率的光子。1（多選）某同學(xué)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)用某單色光照射光電管的陰極K時(shí)，會(huì)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(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計(jì)中電流恰為零，此電壓表的電壓值U稱為遏止電壓，根據(jù)遏止電壓，可以計(jì)算出光電子的最大初動(dòng)能Ekm現(xiàn)分別用頻率為1和2的單色光照射陰極，測(cè)量到遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，則下列關(guān)系式中正確的是： （ ）A用頻率為1的光照射時(shí)，光電子的最大初速度B陰極K金屬的逸出功C陰極K金屬的極限頻率cD普朗克常數(shù)【答案】AB【解析】 光電子在電場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理得：，則得光電子的最大初速度，故A正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得： ，由得：金屬的逸出功聯(lián)立得：，故B正確D錯(cuò)誤，陰極K金屬的極限頻率，故C錯(cuò)誤【名師點(diǎn)睛】根據(jù)動(dòng)能定理求光電子的最大初速度；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程求金屬的逸出功和普朗克常量h；由求金屬的極限頻率；2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。下列說法正確的是。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）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入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D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E遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)【答案】ACE【名師點(diǎn)睛】本題主要考查光電效應(yīng)。發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，光的強(qiáng)弱只影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目；本題涉及的光電效應(yīng)知識(shí)較多，很多結(jié)論都是識(shí)記的，注意把握現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)，明確其間的聯(lián)系與區(qū)別；平時(shí)積累物理知識(shí)。3下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中，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、光的波長越長，其波動(dòng)性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D、大量光子的行為往往顯示出粒子性【答案】C【名師點(diǎn)睛】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(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，而單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出光的粒子性光的波長越長，波動(dòng)性越明顯，波長越短，其粒子性越顯著。4通過如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量某金屬的遏止電壓與入射光頻率，作出的圖像，由此算出普朗克常量h，圖中頻率，遏止電壓、以及電子的電荷量e為已知，則：普朗克常量h=_該金屬的截止頻率=_【答案】【解析】 根據(jù)光電效應(yīng)方程，根據(jù)動(dòng)能定理得，聯(lián)立兩式解得圖線的斜率解得根據(jù)得，因?yàn)椋瑒t【名師點(diǎn)睛】根據(jù)光電效應(yīng)方程，結(jié)合動(dòng)能定理，通過圖線的斜率求出普朗克常量，根據(jù)光電效應(yīng)方程，結(jié)合逸出功與截止頻率的關(guān)系，列方程組求出金屬的截止頻率5利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)用不同的A、B兩種光照射到光電管上時(shí)，測(cè)得電流計(jì)上的示數(shù)隨電壓變化的圖像如圖乙所示已知A光的光子能量為5 eV，則（1）A光照射時(shí)射出的光電子的最大初動(dòng)能為_eV（2）金屬的逸出功為_eV（3）A光的頻率 B光的頻率。（填“大于”、“等于”或者“小于”）【答案】（1）2；（2）3；（3）小于【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)光電效應(yīng)的考查；解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，知道最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系，基礎(chǔ)題。1【2016全國新課標(biāo)卷】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。下列說法正確的是。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）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入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D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E遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)【答案】ACE【解析】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；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大，故C正確；遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)，保持入射光的光強(qiáng)不變，若低于遏止頻率，則沒有光電流產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤，E正確。【名師點(diǎn)睛】本題主要考查光電效應(yīng)。發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，光的強(qiáng)弱只影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目；本題涉及的光電效應(yīng)知識(shí)較多，很多結(jié)論都是識(shí)記的，注意把握現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)，明確其間的聯(lián)系與區(qū)別；平時(shí)積累物理知識(shí)。2（多選）【2015江蘇12C（1）】波粒二象性時(shí)微觀世界的基本特征，以下說法正確的有_。A光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性C黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波也相等【答案】AB【方法技巧】 本題主要是識(shí)記，光電效應(yīng)黑體輻射以及物質(zhì)波等，理解光的波粒二象性。3【2015上海11】某光源發(fā)出的光由不同波長的光組成，不同波長的光的強(qiáng)度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發(fā)出的光照射表中材料A僅鈉能產(chǎn)生光電子 B僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D都能產(chǎn)生光電子【答案】D【解析】 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只有光源的波長小于某金屬的極限波長，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長有小于100nm，小于鈉、銅、鉑三個(gè)的極限波長，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】 本題考查愛因斯坦光電效應(yīng)方程，重點(diǎn)是考查發(fā)生光電效應(yīng)的條件：光的頻率大于截止頻率，光的波長小于極限波長。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，還可以計(jì)算逸出功，光電子逸出時(shí)的最大動(dòng)能，甚至還可以結(jié)合圖象進(jìn)行一些分析判斷和簡單計(jì)算。4（多選）【2014海南16】在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)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(duì)于這兩個(gè)過程。下列四個(gè)物理量中，一定不同的是A遏制電壓 B飽和光電流 C光電子的最大初動(dòng)能 D逸出功【答案】ACD【方法技巧】本題重點(diǎn)考查光電效應(yīng)方程，理解飽和電流、遏制電壓的含義5【2016江蘇卷】幾種金屬的溢出功W0見下表：用一束可見光照射上述金屬的表面，請(qǐng)通過計(jì)算說明哪些能發(fā)生光電效應(yīng)已知該可見光的波長范圍為4010-77610-7m，普朗克常數(shù)h=66310-34Js【答案】納、鉀、銣【解析】光子的能量E=，取=40107 m，則E501019 J，根據(jù)E>W0判斷，納、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng)【方法技巧】考查對(duì)光電效應(yīng)的理解，還有就是計(jì)算能力。