第2讲
一、选择题
光电效应波粒二象性
,若入射光的强度减弱
,而频率
1.(2014·金陵中学改编)入射光照到某金属表面发生光电效应保持不变,则
(
)
A. 从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B. 逸出的光电子的最大初动能减小
C. 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D. 有可能不发生光电效应
2.(2014·江苏高考)已知钙和钾的截止频率分别为光的照射下两种金属均发生光电效应的光电子具有较大的A. 波长C. 能量
B. 频率D. 动量
,产生光电子的最大初动能为
2Ekm
km+hνE
7.73×1014Hz和5.44×1014Hz,在某种单色
,钙逸出
,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子
()
3.(2014·盐城中学)频率为ν的光照射某金属时A. 若改用频率为B. 若改用频率为C. 若改用频率为D. 若改用频率为
Ekm,则(
)
2ν的光照射,该金属产生光电子的最大初动能为2ν的光照射,该金属产生光电子的最大初动能为ν的光照射,该金属产生光电子的最大初动能为ν的光照射,该金属可能不发生光电效应
,下列说法中错误的是
(
)
Ekm+hν
4.关于物质的波粒二象性A. 不仅光子具有波粒二象性
,一切运动的微粒都具有波粒二象性,当它们通过一个小孔时
,都没有特定的运动轨道
,但在微观高速运动的现象中是统一的
B. 运动的微观粒子与光子一样
C. 波动性和粒子性,在宏观现象中是矛盾的、对立的D. 实物的运动有特定的轨道
,所以实物不具有波粒二象性
,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条
),如图所示.则可判断出(
)
5.(2016·金陵中学)在光电效应实验中光电流与电压之间的关系曲线
(甲光、乙光、丙光
1
A. 甲光的频率大于乙光的频率B. 乙光的波长大于丙光的波长
C. 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D. 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能6.下表给出了一些金属材料的逸出功
材料逸出功(10-19J)
.
铯3.0
钙4.3
镁5.9
铍6.2
钛6.6
现用波长为h=6.6×10A. 2种C. 4种
—34
400nm的单色光照射上述材料J·s,光速c=3.0×108m/s)
(
)
,能产生光电效应的材料最多有(普朗克常量
B. 3种D. 5种
1921
7.(2017·南京一中)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得年的诺贝尔物理学奖
.某种金属逸出光电子的最大初动能
Ekm与入射光频率ν的关系如图所示,
其中ν0为极限频率.从图中可
以确定的是()
A. 逸出功与ν有关B. Ekm与入射光强度成正比C. ν<0ν时,会逸出光电子
D. 图中直线的斜率与普朗克常量有关
8.(2015·常州一中)用如图所示的光电管研究光电效应的实验中光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转.而用另一频率的单色光计G的指针不发生偏转
,那么
(
)
,用某种频率的单色光b照射光电管阴极
a照射K时,电流
2
A. a光的频率一定大于b光的频率
G的电流增大
G的电流是由d到c
G的指针发生偏转
B. 只增加a光的强度可使通过电流计C. 增加b光的强度可能使电流计D. 用a光照射光电管阴极二、填空题
K时通过电流计
9.(2016·苏锡常镇三模)光电效应是光具有粒子性的有力证据和阴极材料的逸出功的实验装置K,发现电流表读数不为零
.当开关S断开时,用光子能量为
.如图所示,是测定最大初动能3.11 eV的一束光照射阴极
1.21 V时,电流表
,此
.合上开关,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于
读数仍不为零;当电压表读数大于或等于时光电子的最大初动能为
1.21 V时,电流表读数为零.从上述实验数据可知
eV.
eV,该阴极材料的逸出功为
10.(2016·南京、盐城、连云港二模与阴极间所加电压的变化规律如图所示则光电子的最大初动能为
)用频率ν的光照射光电管阴极时,产生的光电流随阳极-e,普朗克常量为
.
h,
,Uc为遏止电压.已知电子电荷量为
,该光电管发生光电效应的极限频率为
K用截止频率为
11.(2014·南淮盐二模)如图所示,某光电管的阴极极A和阴极K之间的正向电压为
U,普朗克常量为
ν0的金属钠制成,光电管阳
e,用频率为ν的紫外线
A和阴极K
h,电子的电荷量为
照射阴极,有光电子逸出,光电子到达阳极的最大动能是之间加反向电压,要使光电子都不能到达阳极
,反向电压至少为
;若在光电管阳极
.
3
三、计算题
12.(2016·南京、盐城一模)铝的极限频率为的表面,有光电子逸出.已知普朗克常量为
1.1×1015 Hz,现用频率为1.5×1015 Hz的光照射铝
.
h=6.6×10-34 J·s.求光电子的最大初动能
13.(2014·宿扬泰南二模)用频率为ν的光照射光电管阴极时所加电压的变化规律如图所示(1)光电子的最大初动能
Ekm.
ν0.
,产生的光电流随阳极与阴极间-e,普朗克常量为
h,求:
,Uc为遏止电压.已知电子电荷量为
(2)该光电管发生光电效应的极限频率
14.紫光在真空中的波长为(1)紫光光子的能量是多少(2)用它照射极限频率为
4.5×10 m,问:?
c=4.62×ν10 Hz的金属钾能否产生光电效应
14
-7
?
)
(3)若能产生,则光电子的最大初动能为多少
?(h=6.63×10-34 J·s,结果保留三位有效数字
第2讲光电效应波粒二象性
1. C【解析】光电效应瞬时(10-9 s)发生,与光的强度无关,A错误;能否发生光电效应只决定于入射光的频率是否大于极限频率,与光的强度无关,D错误;光电子的最大初动能只与入射光的频率有关,入射光的频率越大,最大初动能越大,B错误;光电效应现象中,单位时间发出的光电子数目多少与入射光的强度有关,可理解为一个光子能打出一个光电子,光的强度减弱,逸出的光电子数目减少,C正确.
2. A【解析】由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0,金属钙的逸出功大,则逸出的光电子的最大初动能小,即能量小,频率低,波长长,动量小,选项A正确.
4
3. BD【解析】由爱因斯坦光电效应方程
hν=W+Ekm,用频率为2ν的光照射时h·km,2ν=W+E'
ν的光照射,可能发生光电效应
,也可
联立可得E'km=Ekm+hν,所以A错误,B正确;若改用频率为能不发生光电效应
,若发生则有h·ν=W+E″km,可得E″km=Ekm-hν,所以C错误,D正确.
4.D【解析】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,光的频率越高,粒子性越明显.而宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到波动性,并不是不具有波粒二象性.选D.
5.B【解析】由图象知,甲、乙光对应的遏止电压相等,由eUc=Ek和hν=W0+Ek得甲、乙光频率相等,A错误;丙光的频率大于乙光的频率,则丙光的波长小于乙光的波长,B正确;由hνc=W0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同,C错误;由光电效应方程知,甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能,D错误.6. A7. D
【解析】光子能量E=h=4.95×10-19J,故铯和钙能发生光电效应【解析】金属的逸出功是由金属自身决定的
.故A正确.
,其大小W=hν,故A错
,
,与入射光频率无关
误.根据爱因斯坦光电效应方程
Ekm=hν-W,可知光电子的最大初动能
Ekm与入射光的强度无关
但入射光越强,光电流越大,只要入射光的频率不变有光电子逸出,则光电子的最大初动能ν>时才会有光电子逸出0ν
,光电子的最大初动能就不变,故B错误.要
Ekm>0,即只有入射光的频率大于金属的极限频率即
Ekm=hν-W,可知=h,故D正确.
,故C错误.根据爱因斯坦光电效应方程
8.AB【解析】由光电效应实验规律知A正确;在发生光电效应时,光电流大小与入射光的强度成正比,故B正确;能否发生光电效应,由入射光的频率决定,故C错误;用a光照射光电管时,光电子从阴极K射出,光电子从d流过电流表G到c的,所以电流方向是c流向d,故D错误.9. 1.211.90
【解析】由题意知光电管的反向遏止电压为1.21V,则光电子的最大初动能为1.21eV.根据光电效应方程有W=hν-Ek=(3.11-1.21)eV=1.90eV.10.eUc
ν-由遏止电压为Uc得出-Uce=0-Ekm,得出Ekm=Uce;再由光电效应方程得出
【解析】
Ekm=Uce=hν-hν0,得出ν0=ν-.11.eU+hν-hν0
【解析】K极飞出的光电子受到电场力向左
,所以光电子出来以后
,从右向左电场是对电子加
速的,首先由光电效应方程得到最大初动能Ek=hν0,因此反向电压为eU-W=hν-hν=hν-W=hν-hν0,U反=,而到达阳极的最大动能为eU+hν-hν0.
,是在最大初动能的基础上再加上电场力做的功
反
,即
5
12.hν=W+Ekm,
Ekm=hν-hν0=2.64×10-19
J.13.(1)eUc
(2)ν-
【解析】(1)Ekm=eUc.
(2)由光电效应方程有Ekm=hν-W,其中W=hν0,解得ν0=ν-.14.(1) 4.42×10
-19
J(2)能(3) 1.36×10
-19
J
【解析】(1)E=hν=h=4.42×10-19 J.
(2)ν==6.67×1014 Hz,因为ν>cν,所以能产生光电效应
.
(3)光电子的最大初动能为Ek=hν-W0=h(ν-νc)=1.36×10-19
J.
6
高考物理大一轮复习配套检测：第十四章选修3-5第2讲光电效应波粒二象性Word版含答案
