1、课时规范练 37 光电效应 波粒二象性课时规范练第 72 页 基础对点练1.(对光电效应的理解)(2018 江西五校模拟) 下列有关光电效应的说法正确的是( )A.光电效应现象证明了光是电磁波B.普朗克为了解释光电效应现象,提出了光子说C.只要增大入射光的强度,就可以产生光电效应D.入射光的频率低于金属的截止频率时不发生光电效应答案 D解析 光电效应显示了光的粒子性,但不能证明光是电磁波,选项 A 错误;爱因斯坦为了解释光电效应现象,提出了光子说,选项 B 错误;根据光电效应产生的条件可知,只有当入射光的频率大于金属的极限频率(或截止频率) 时,才能发生光电效应,选项 C 错误,D 正确。2.
2、(多选 )(光电效应现象)(2018湖北黄冈中学模拟) 如图所示为研究光电效应规律的实验电路,电源的两个电极分别与接线柱 c、d 连接。用一定频率的单色光 a 照射光电管时,灵敏电流计 G 的指针会发生偏转,而用另一频率的单色光 b 照射该光电管时,灵敏电流计 G 的指针不偏转。下列说法正确的是( )A.a 光的频率一定大于 b 光的频率B.电源正极可能与 c 接线柱连接C.用 b 光照射光电管时 ,一定没有发生光电效应D.若灵敏电流计的指针发生偏转,则电流方向一定是由 eGf答案 ABD解析 由于电源的接法不知道,所以有两种情况:(1)c 接负极,d 接正极。用某种频率的单色光 a 照射光电
3、管阴极 K,电流计 G 的指针发生偏转,知 a 光频率大于金属的极限频率。用另一频率的单色光 b 照射光电管阴极 K 时,电流计 G 的指针不发生偏转,知 b 光的频率小于金属的极限频率,所以 a 光的频率一定大于 b 光的频率。(2)c 接正极,d 接负极。用某种频率的单色光 a 照射光电管阴极 K,电流计 G 的指针发生偏转,知 a 光产生的光电子能到达负极 d 端。用另一频率的单色光 b 照射光电管阴极 K 时,电流计 G 的指针不发生偏转,知 b 光产生的光电子不能到达负极 d 端,所以 a 光产生的光电子的最大初动能大,所以 a 光的频率一定大于 b 光的频率,故选项 A、B 正确;
4、由以上的分析可知,不能判断出用 b 光照射光电管时,一定没有发生光电效应,故选项 C 错误;电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,若灵敏电流计的指针发生偏转,则电流方向一定是由eGf,故选项 D 正确。3.(光电效应方程的应用)(2018 福建泉州三模) 光电效应实验装置如图所示。用频率为 的光源照射阴极 K 产生了光电效应,已知逸出功为 W,普朗克常量为 h,电子电荷量为 e。调节变阻器滑动片,使光电流逐渐减小;当电流表示数恰好减小到零时,电压表的示数 U 可能是下列的( )A.U= B.U= 2 C.U=2h-W D.U=52答案 A解析 根据光电效应方程可知光电子的最大初动能为:E k=
5、h-W根据动能定理可得电压表示数至少为:eU c=Ek=h-W解得:U c= ,故 A 正确,BCD 错误;故选 A。4.(光电效应方程的应用)(2108 四川“联测促改”)如图所示 ,用波长为 0 的单色光照射某金属,调节变阻器,当电压表的示数为某值时,电流表的示数恰好减小为零;再用波长为 的单色光重复上405述实验,当电压表的示数增加到原来的 3 倍时,电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常数为 h,真空中光速为 c。该金属的逸出功为( )A. B. C. D.540 0 780 740答案 C解析 接通开关,当电压表读数大于或等于 U 时,电流表读数为零,遏止电压为 U,根据光电效应方
6、程,则光电子的最大初动能为:E km=eU=h -W0;用波长为 的单色光照射时,E km=3eU=h -W0;联0 405 450立解得:W 0= ,故 C 正确,ABD 错误。故选 C。7805.(光电效应图象问题)(2018 河南濮阳三模) 用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中 A、K 两极间的电压大小可调,电源的正负极也可以对调,分别用 a、b、c 三束单色光照射,调节 A、K 间的电压 U,得到光电流 I 与电压 U 的关系如图乙所示,由图可知( )A.单色光 a 和 c 的频率相同 ,且 a 光更弱些,b 光频率最大B.单色光 a 和
7、c 的频率相同,且 a 光更强些,b 光频率最大C.单色光 a 和 c 的频率相同,且 a 光更弱些,b 光频率最小D.单色光 a 和 c 的频率不同 ,且 a 光更强些,b 光频率最小答案 B解析 a、c 两光照射后遏止电压相同,根据 Ekm=eUc,可知产生的光电子最大初动能相等 ,可知a、c 两光的频率相等,光子能量相等,由于 a 光的饱和电流较大 ,则 a 光的强度较大,单色光 b 照射后遏止电压较大,根据 Ekm=eUc,可知 b 光照射后产生的光电子最大初动能较大 ,根据光电效应方程 Ekm=h-W0 得,b 光的频率大于 a 光的频率,故 ACD 错误,B 正确。6.(光电效应图
8、象问题)(2018 广东潮州模拟) 用如图甲所示的装置研究光电效应现象。用频率为 的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek 与入射光频率 的关系图象,图线与横轴的交点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为(0,-b),下列说法中正确的是( )A.普朗克常量为 h=B.仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大C.保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,电流表 G 的示数保持不变D.保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,电流表 G 的示数增大答案 A解析 根据 Ekm=h-W0 可得,纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功等于 b。当最大初动能为零时,入射光的频
9、率等于截止频率,所以金属的截止频率为 0=a,那么普朗克常量为 h=,故 A 正确;根据光电效应方程可以知道,入射光的频率与最大初动能有关,与光的强度无关,故 B 错误;若保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,则光子数目减小,那么电流表 G 的示数会减小,故 CD 错误。所以 A 正确,BCD 错误。7.(多选 )(光电效应图象问题)(2018湖南长沙雅礼中学二模)如图甲所示,在光电效应实验中,某同学用相同频率的单色光,分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管,结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压 Ue 随入射光频率 变化的函数关系图象。对于这两个光电管,下列判断正确的是(
10、)A.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压 Ue 不同B.光电子的最大初动能不同C.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,饱和光电流也可能相同D.两个光电管的 Ue- 图象的斜率可能不同答案 ABC解析 根据光电效应方程 Ekm=h-W0 和 eUc=Ekm 得出,相同频率,不同逸出功,则遏止电压也不同,A正确;根据光电效应方程 Ekm=h-W0 得,相同的频率,不同的逸出功,则光电子的最大初动能也不同,B正确;虽然光的频率相同,但光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,而饱和光电流可能相同,C 正确 ;因为 Uc= 知图线的斜率为,即只与 h 和 e 有关,为常数,一定
11、相同,D 错误;0故选 ABC。8.(波粒二象性)(2018山东济南模拟 )关于波粒二象性,下列说法中正确的是( )A.图甲中紫光照射到锌板上可以发生光电效应,则其他可见光照射到锌板上也一定可以发生光电效应B.图乙中入射光的强度越大,则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大C.图丙说明光子既有粒子性也有波动性D.戴维孙和汤姆孙利用图丁证明了电子具有波动性答案 D解析 在可见光中,紫光的频率最大,故紫光光子的能量最大,紫光照射到锌板上可以发生光电效应,但其他可见光照射到锌板上不一定发生光电效应,A 错误;入射光的强度只能改变单位时间内逸出光电子的数量,但不能增大逸出光电子的最大初动能,B 错误;
12、光的散射揭示了光的粒子性,没有揭示光的波动性,C 错误;衍射是波特有的现象,故电子束衍射实验证明了电子具有波动性,D 正确。素养综合练9.(2018天津和平一模 )美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压 Uc 与入射光频率 ,算出普朗克常量 h,并与普朗克根据黑体辐射得出的 h 相比较,以验证爱因斯坦方程的正确性。如图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压 Uc 与入射光频率 关系图象,两金属的逸出功分别为W 甲 、W 乙 ,如果用 0 频率的光照射两种金属 ,光电子的最大初动能分别为 E 甲 、E 乙 ,则下列关系正确的是( )A.W 甲 E 乙 B.W 甲 W 乙 ,E 甲 W 乙 ,E
13、甲 E 乙 D.W 甲 E 乙 ,故 A 正确,BCD 错误;故选 A。10.(多选)(2018山西太原二模)如图的实验中,分别用波长为 1、 2 的单色光照射光电管的阴极 K,测得相应的遏止电压分别为 U1 和 U2,设电子的质量为 m,带电荷量为 e,真空中的光速为 c,下列说法正确的是( )A.若 12,则 U1U2B.用 1 照射时,光电子的最大初动能为 eU1C.普朗克常量等于(1-2)(2-1)D.阴极 K 金属的极限频率为(11-22)12(1-2)答案 BD解析 A.根据光电效应方程,则有: -W0=Ekm=eU0,因此若 12,则 U1U2,故 A 错误;B.光电子在电场中做
14、减速运动,根据动能定理得:-eU 1=0-Ekm,则得光电子的最大初动能 Ekm=eU1,故 B 正确;C.根据爱因斯坦光电效应方程得:h1=eU1+W,h2=eU2+W,得金属的逸出功为:W=h 1-eU1。联立得:h= 。故 C 错误;(1-2)1-2 =12(1-2)(2-1)D.阴极 K 金属的极限频率 0= ,故 D 正确。故选 BD。=12-211-2 =(11-22)12(1-2)11.(2018江苏徐州考前打靶)如图所示的光电管实验中,当用波长 3.010-7 m 的光照射在阴极 K上时,电流表有示数。调节滑动变阻器,当电压表读数为 3.0 V 时,电流表读数恰好为零;改用波长
15、为 1.510-7 m 的光照射在阴极 K 上时,调节滑动变阻器,当电压表读数为 7.1 V 时,电流表读数也恰好为零。由此可得普朗克常量为 Js,该阴极的逸出功为 J。已知电子电荷量为 1.610-19 C,光速 c 为 3108 m/s,结果保留两位有效数字。 答案 6.610-34 1.810-19解析 用波长 3.010-7 m 的光子照射光电管,当光电管上反向电压达 3 V 时,光电流恰好为零,表明光电子的最大初动能为 Ek=3 eV,根据光电效应方程 W=h-Ek=h-Ek 可知阴极材料的逸出功为W=1.9 eV。波长 1.510-7 m 的光照,当电压表读数为 7.1 V 时,灵
16、敏电流表读数为零;则有:eU1=Ekm1=h1-W=h -W,eU2=Ekm2=h2-W=h -W 代入数据可解得:h=6.610 -34,W=1.810-19。1 212.(2018河南新乡月考 )为了解释光电效应现象,爱因斯坦提出了“光子”的概念,并给出了光电效应方程,但这一观点一度受到质疑,密立根通过下述实验来验证其理论的正确性,实验电路如图 1所示。(1)为了测量遏止电压 U0 与入射光频率的关系 ,实验中双刀双掷开关应向 闭合。( 选填“上”或“下”) (2)如果实验所得 U0- 图象如图 2 所示,其中 U1、 1、 0 为已知量,元电荷带电荷量为 e,那么:只需将 与普朗克常量 h 进行比较,若在误差许可的范围内二者相等,则证明“光电效应方程”是正确的。 该实验所用光电管的 K 极材料的逸出功为 。 答案 (1)下 (2) 011-011-0解析 (1)测量遏止电压需要将阴极 K 接电源的正极,可知实验中双刀双掷开关应向下闭合。(2)根据爱因斯坦光电效应方程:E k=h-W0由动能定理:eU=E k 得:U 1=1-0,结合图象知:k= ;= 11-0解得,普朗克常量:h= ;11-0截止频率为 0,则该金属的逸出功:W 0=h0= 0。11-0
