高考物理一轮复习 专题60 光电效应 波粒二象性练含解析1

专题60 光电效应 波粒二象性（练）1用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图下列说法中正确的是： （ ）Aa光光子的频率大于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度；Ba光光子的频率小于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度；C如果使b光的强度减半，则在任何电压下，b光产生的光电流强度一定比a光产生的光电流强度小；D另一个光电管加一定的正向电压，如果a光能使该光电管产生光电流，则b光一定能使该光电管产生光电流。【答案】D【名师点睛】要熟练掌握所学公式，明确各个物理量之间的联系如本题中折射率、临界角、光子能量、最大初动能等都有光的频率有关；对于本题解题的关键是通过图象判定a、b两种单色光谁的频率大，反向截止电压大的则初动能大，初动能大的则频率高，故b光频率高于a光的逸出功由金属本身决定。2（多选）已知钙和钾的截止频率分别为和z，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，钾逸出的光电子具有较大的： （ ）A波长 B频率 C能量 D动量【答案】BCD【解析】 根据爱因斯坦光电效应方程得：Ek=h-W0，又 W0=hc；联立得：Ek=h-hc，据题钙的截止频率比钾的截止频率大，由上式可知：从钾表面逸出的光电子最大初动能较大，由，可知钾光电子的动量较大，根据可知，波长较小，则频率较大故A错误，BCD正确故选BCD【名师点睛】解决本题的关键要掌握光电效应方程Ek=h-W0，明确光电子的动量与动能的关系、物质波的波长与动量的关系3用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示则这两种光： （ ）A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角大C通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大【答案】C【名师点睛】要熟练掌握所学公式，明确各个物理量之间的联系如本题中折射率、临界角、光子能量、最大初动能等都有光的频率有关。4某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为221 eV，用波长为25×10- 7 m的紫外线照射阴极，已知真空中的光速为30×108 m/s，元电荷为16×10-19 C，普朗克常量为663×10-34 J·s。则钾的极限频率是Hz，该光电管发射的光电子的最大初动能是J。（保留二位有效数字）【答案】53×1014 ，44×10-19 【解析】 （1）根据据逸出功W0=h0，得：；（2）根据光电效应方程：Ek=h-W0光速、波长、频率之间关系为：由解得：EK=44×10-19 J【名师点睛】本题考察知识点简单，但是学生在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系，逸出功W0=h0，和光电效应方程：Ek=h-W，同时注意逸出功计算时的单位，及运算的准确性。5某单色光照射光电管阴极K，发生光电效应，测得电子的最大初动能为，若此光是一群氢原子受激发后处于能级向低能级跃迁时产生的，则阴极K的逸出功为；电子的遏止电压为。【答案】；【名师点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与遏止电压的关系，注意能级跃迁时，从n=4能级向低能级跃迁时，可能放出6种频率的光子。1（多选）某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能Ekm现分别用频率为1和2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是： （ ）A用频率为1的光照射时，光电子的最大初速度B阴极K金属的逸出功C阴极K金属的极限频率cD普朗克常数【答案】AB【解析】 光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：，则得光电子的最大初速度，故A正确；根据爱因斯坦光电效应方程得： ，由得：金属的逸出功联立得：，故B正确D错误，阴极K金属的极限频率，故C错误【名师点睛】根据动能定理求光电子的最大初速度；根据爱因斯坦光电效应方程求金属的逸出功和普朗克常量h；由求金属的极限频率；2现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B入射光的频率变高，饱和光电流变大C入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关【答案】ACE【名师点睛】本题主要考查光电效应。发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；本题涉及的光电效应知识较多，很多结论都是识记的，注意把握现象的实质，明确其间的联系与区别；平时积累物理知识。3下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是： （ ）A、有的光是波，有的光是粒子B、光子与电子是同样的一种粒子C、光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D、大量光子的行为往往显示出粒子性【答案】C【名师点睛】光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著。4通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压与入射光频率，作出的图像，由此算出普朗克常量h，图中频率，遏止电压、以及电子的电荷量e为已知，则：普朗克常量h=_该金属的截止频率=_【答案】【解析】 根据光电效应方程，根据动能定理得，联立两式解得图线的斜率解得根据得，因为，则【名师点睛】根据光电效应方程，结合动能定理，通过图线的斜率求出普朗克常量，根据光电效应方程，结合逸出功与截止频率的关系，列方程组求出金属的截止频率5利用如图甲所示的实验装置研究光电效应现象。当用不同的A、B两种光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图像如图乙所示已知A光的光子能量为5 eV，则（1）A光照射时射出的光电子的最大初动能为_eV（2）金属的逸出功为_eV（3）A光的频率 B光的频率。（填“大于”、“等于”或者“小于”）【答案】（1）2；（2）3；（3）小于【名师点睛】此题是对光电效应的考查；解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与遏止电压的关系，基础题。1【2016·全国新课标卷】现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B入射光的频率变高，饱和光电流变大C入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关【答案】ACE【解析】根据光电效应实验得出的结论：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大，故A正确，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C正确；遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，保持入射光的光强不变，若低于遏止频率，则没有光电流产生，故D错误，E正确。【名师点睛】本题主要考查光电效应。发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；本题涉及的光电效应知识较多，很多结论都是识记的，注意把握现象的实质，明确其间的联系与区别；平时积累物理知识。2（多选）【2015·江苏·12C（1）】波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有_。A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等【答案】AB【方法技巧】 本题主要是识记，光电效应黑体辐射以及物质波等，理解光的波粒二象性。3【2015·上海·11】某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料A仅钠能产生光电子 B仅钠、铜能产生光电子C仅铜、铂能产生光电子 D都能产生光电子【答案】D【解析】 根据爱因斯坦光电效应方程可知，只有光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长有小于100nm，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D正确，A、B、C错误。【名师点睛】 本题考查爱因斯坦光电效应方程，重点是考查发生光电效应的条件：光的频率大于截止频率，光的波长小于极限波长。根据爱因斯坦光电效应方程，还可以计算逸出功，光电子逸出时的最大动能，甚至还可以结合图象进行一些分析判断和简单计算。4（多选）【2014·海南·16】在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。对于这两个过程。下列四个物理量中，一定不同的是A遏制电压 B饱和光电流 C光电子的最大初动能 D逸出功【答案】ACD【方法技巧】本题重点考查光电效应方程，理解饱和电流、遏制电压的含义5【2016·江苏卷】几种金属的溢出功W0见下表：用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应已知该可见光的波长范围为40×10-776×10-7m，普朗克常数h=663×10-34J·s【答案】纳、钾、铷【解析】光子的能量E=，取=40×107 m，则E50×1019 J，根据E>W0判断，纳、钾、铷能发生光电效应【方法技巧】考查对光电效应的理解，还有就是计算能力。- 8 -