1、113.2 波粒二象性1光电效应实验中，下列表述正确的是( )A光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关D入射光频率大于极限频率才能产生光电子解析 只有当入射光 频率大于极限频率时才能产生光电子，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，A、B 错由爱因斯坦光电效应方程知 eUcEkhW0(其中 Uc 为遏止电压，Ek 为光 电子的最大初动能，W0 为逸出功， 为入射光频率) C、D 正确答案 CD2用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( )A改用频率更小的紫外线照射B改用 X 射线照射C改用强度更大的原紫外线照射D延长原
2、紫外线的照射时间解析 金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率，X 射线的频率大于紫外线的频率答案 B3爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得 1921 年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 的关系如图所示，其中0 为极限频率从图中可以确定的是_(填选项前的字母 )A逸出功与 有关BE km 与入射光强度成正比C当 0 时，会逸出光电子2D图中直线的斜率与普朗克常量有关解析 由爱因斯坦的光电效应方程 hEkmW 得：EkmhW，因此 Ekm 图象的斜率为 h，故 D 正确；Ekm 随入射光频率的增大而增大与光强无关，B 错；逸出功是由金属自
3、身决定的，与 无关， A 错；当 0，无光电子逸出，C 错 答案 D4在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为 o，该金属的逸出功为_若用波长为 (0)的单色光做该实验，则其遏止电压为_已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为 e、c 和 h.解析 由光电效应方程知，光电子的最大初动能 EkhW0，其中金属的逸出功W0h0，又由 c 知 W0 ，用波长为 的单色光照射时，其 Ek hc .又hc0 hc hc0 0 0因为 eUEk ，所以遏止 电压 U .Eke hc 0 e0答案 (写为 也可)hc0 hc 0 e0 hce 005.太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应
4、，将太阳辐射能直接转换成电能如图所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压(1)在图上标出电源和电流表的正、负极(2)入射光应照射在_极上(3)若电流表读数是 10 A，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是_个答案：(1)电源左边为正极，右边为负极 电流表是上正下负(2)B (3)6.2510136如图甲，合上开关，用光子能量为 2.5 eV 的一束光照射阴极 K，发现电流表读数不为零调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于 0.60 V 时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于 0.60 V 时，电流表读数为零由此可知，光电子的最大初动能为_把电路改为图乙，当电压表读数为 2 V 时
5、，电子到达阳极时的最大动能为_图乙中，电压表读数为 2 V 不变而照射光的强度增到原来的三倍，此时电子到达阳极时的动能是_3解析 光子能量 h2.5 eV 的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生光电效应，由光电效应方程 h mv W0，当电压表读数大于或等于 0.6 V 时，电流表读数为零，则电12 2m子不能到达阳极，由动能定理 eU mv 知，最大初 动能 mv eU0.6 eV12 2m 12 2m对题图乙当电压表读数为 U2 V 时， 电子到达阳极的最大动能 Ek mv eU 0.6 12 2meV2 eV2.6 eV.根据光电效应规律，光电子的最大初 动能与入射光的强度无关，电压为
6、 2 V 不变，则电子到达阳极的最大动能不变，仍 为 2.6 eV答案 0.6 eV 2.6 eV 2.6 eV7. (1)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 I 与 A、 K 之间的电压 UAK的关系图象中，正确的是( )(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小_( 选填“增大”、 “减小”或“不变”)，原因是_解析 (1)入射光的频率相同， 则光电子的最大初动能相同，由eU mv 知，两种12 2m情况
7、下遏止电压相同，故选项 A、B 错误；光电流的强度与入射光的 强度成正比，所以强光的光电流比弱光的光电流大，故 选项 C 正确，选项 D 错误(2)减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用4答案 (1)C (2) 见解析8.如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指针归零用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带_电( 选填“正”或“负”)；若改用红外线重复以上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率_红外线的频率(选填“大于”或“小于”)解析 毛皮摩擦 过的橡胶棒带负电，因 锌板被
8、紫外线照射后发生电效应射出电子而带正电，故橡胶棒的负电荷与锌板正 电荷中和一部分后， 验电器指 针偏角变小，用红外线照射锌板，验电器指针偏角不变，说明锌板未发生光电效应，说明锌板的极限频率大于红外线的频率答案 正 大于9用功率 P01 W 的光源，照射离光源 r3 m 处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长 663 nm 的单色光，试计算：(1)1 s 内打到金属板 1 m2 面积上的光子数；(2)若取该金属原子半径 r10.510 10 m，则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子？10.某同学采用如图所示的实验电路研究光电效应，用某单色光照射光电管的阴极 K 时，会发生光电
9、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5至电流计中电流恰为零，此时电压表的示数 U 称为反向遏止电压根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能现分别用 1 和 2 的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为 U1 和 U2，设电子的比荷为 ，求：em(1)阴极 K 所用金属的极限频率；(2)用题目中所给条件表示普朗克常量 h.解 (1)由于阳极 A 和阴极 K 之间所加电压为反向电压，根据动能定理eU10 mv ，eU2 0 mv12 21 12 2根据光电效应方程mv h1W0， mv h2W012 21 12 2其中 W0hc
