第1讲光电效应波粒二象性

第十五单元近代物理第1讲光电效应波粒二象性1精练案工汕懑汕懑汕汕（链接《配餐》P121）刷考点I.（波粒二象性）（2（小）年河南洛阳入学考试1927年戴维孙和汤姆孙分别完成了电子衍射实验该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一下图是该实验装置的简化图，下列说法错误的是（）♦♦A.亮条纹是电子到达概率大的地方B.该实验说明物质波理论是正确的C.该实验再次说明光子具有波动性D.该实验说明实物粒子具有电波动性子底束板【解析】亮条纹是电子到达概率大的地方，该实验说明物质波理论是正确的，说明实物粒子具有波动性，但该实验不能说明光子具有波动性,C项错误、A、B、D三项正确窄缝晶体（光栅）【答案】C

2.（爱因斯坦光电效应方程）（2019年江西十所学校模拟用频率为y的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为Ek.no改用频率为2y的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为（人为普朗克常量）（）A.Ekm-Av EkniC.Ekm+hv D.Ekm+2/7V【解析】根据爱因斯坦光电效应方程得Ekm=Wo,若入射光频率变为2叭则Ekm-/r2v-Wo=2/7V-（Av-Ekm）=/v+£，km,Cl®IE5^o【答案】C

3.（/」7图象心⑴9年三明模！实验得到金属钙的光电子的最大初动能与入射光频率V的关系如图所示下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是（）MJeV/金属铝钙钠截止频率v/Hz

10.

957.

735.53c逸出功w（〃v

4.

543.

202.29A.如用金属铝做实验得到的E-v图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大kB.如用金属钠做实验得到的E-v图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大kC.如用金属钠做实验得到的反f图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（（）,-氏2）,则D.如用金属铝做实验，当入射光的频率vv时,可能会有光电子逸出c【解析】由爱因斯坦光电效应方程可知方…图线是一条直线，且斜率表示普朗克常量（/）,普朗克常量与金属的性质、光电子的最大初动能、入射光的频率均无关，故图线斜率相等,A、B两项错误;由表中所列的截止频率和逸出功数据可知，钠的逸出功小于铝的逸出功，则Ek2fid,如用铝做实验，当入射光的频率vvc时，不可能会有光电子逸出,C项正确,D项错误【答案】C

4.（/L2019年荷泽六校联引研究光电效应的电路如图所示,用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K）,钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流下列光电流/与AK之间的电压UAK的关系图象中，正确的是（）o【解析】光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关.因此在入射光频率相同的情况下，遏止电压相同,在能发生光电效应的前提下，光电流随着光照强度的增大而增大,A、B、D三项错误,C项正确【答案】C

5.（光电效应）（2019年衡水模拟（多选）如图所示为研究光电效应的实验装置.闭合开关，滑片P处于滑动变阻器的中央位置，当一束单色光照到此装置的金属表面K时,电流表有示数，下列说法正确的是（）A.若仅增大该单色光入射的强度,则光电子的最大初动能增大.电流表示数也增大B.无论是增大入射光的频率还是增加入射光的强度,金属的逸出功都不变C.保持频率不变，当光强减弱时发射光电子的时间将明显增加D.若滑动变阻器滑片左移，则电压表示数减小，电流表示数增大【解析】若仅增大该单色光入射的强度.由于每个光子的能量不变，因此光电子的最大初动能不变，但单位时间内射出的光电子数增多，因此光电流增大，故A项错误;逸出功由金属材料自身决定，与是否有光照无关，故B项正确;发生光电效应不需要时间积累，只要入射光的频率大于极限频率即可，故C项错误;若滑动变阻器滑片左移,则电压表所分配的电压减小，又电压是反向电压,因此电压减小时、光电子更容易到达A极形成电流,电流表示数反而增大,故D项正确【答案】BD

6.（光的波粒二象性）（2019年江苏南通模拟处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时，能辐射出、b两种可见光光照射某金属表面时有光电子逸出/光照射该金属表面时没有光电子逸出，则（）oAa光的波长大于b光的波长Ba光的波动性比b光的波动性更明显C.a光和b光的频率之比可能翩U/D.a光子的动量大于b光子的动量【解析】根据题意可知光频率高于b光频率.则a光的波长小于b光的波长,A项错误;波长越大，波动性越明显,B项错误光的频率更大，故频率之比不可能为j,C项错误;频率越大，波长越小，即儿根据2=3可知p〃/wD项正确【答案】D

7.（爱因斯坦光电效应方程）（2019年西安模拟（多选）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（）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

8.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大C.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D.遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的强度无关【解析】由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大,都不会有光电流产生.C项错误:在发生光电效应时,饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大，饱和光电流越大,A项正确:根据反=6-卬可知，对于同一光电管，逸出功W不变，当频率变高，最大初动能Ekm变大,B项正确;由Ekn尸eUc和-也得加-W=eUc,遏止电压只与入射光频率有关，与入射光的强度无关,D项正确【答案】ABD制真题

1.（2018年全国卷〃，07）用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为l.28xl0-19J已知普朗克常量为

6.63乂o10型J.s,真空中的光速为

3.00x

108.-i能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（）m sexl14Hzxll4HzxlOl5HzxlOl5Hz【解析】设单色光的最低频率为攻）,由氏=6-卬知Ek=〃ui-W,0=/m）-W,又知必吟整理得攻）斗型,解得v（）^8xl（）14Hz,B项正确A Atl【答案】B

2.（2017年北京卷T18吃017年年初，我国研制的“大连光源”一极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100nm（l nm=10-9m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量/2=

6.6x10-34J,真空光速c=3xlO8m/s）（）A.1021J B.1048J C.1015J D.1012J【解析】由后=6）喙可得£=盾=

1.98乂10/8j,所以B项正确AA【答案】B

3.（2015年江苏卷.T12乂多选）波粒二象性是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、它们的德布罗意波长也相等【解析】黑体辐射的实验规律只能用光的粒子性解释，普朗克用能量子理论分析黑体辐射,结果与事实完全相符，故C项错误:由于反二6小/二加匕因此〃二展福，质子和电子动能相等，但质量不等，故动量P也不等，再根据德布罗意波的波长可知，德布罗意波的波长z也不同，故D项错误【答案】AB。