1、4.2 光电效应与光的量子说 4.3 光的波粒二象性1频率为 的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为 Ekm.改为频率为2 的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为( h 为普朗克常量)( )A Ekm h B2 EkmC Ekm h D Ekm2 h解析：根据爱因斯坦光电效应方程得 Ekm h W，若入射光频率变为 2 ，则Ekm h2 W2 h ( h Ekm) h Ekm，故选 C.答案：C2.(多选)(2018重庆万州二中模拟)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压 Uc与入射光频率 的关系图象如图所示，则由图象可知( )A若已知电子电荷量 e，就可以求出普朗克常量 hB遏
2、止电压是确定的，与照射光的频率无关C入射光的频率为 2 0时，产生的光电子的最大初动能为h 0D入射光的频率为 3 0时，产生的光电子的最大初动能为 h 0解析：根据光电效应方程 Ek h W 和 eUc0 Ek得， Uc ，可知当入he We射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率呈线性关系，B 错误；因为Uc ，知图线的斜率等于 ，从图象上可以得出斜率的大小，若已知电子电荷量he We hee，可以求出普朗克常量 h，A 正确；从图象上可知逸出功 W h 0，根据光电效应方程得 Ek h2 0 W h 0，C 正确； Ek h3 0 W2 h 0，D 错误答案：AC3(多选)(20
3、18哈尔滨模拟)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图象，则( )A图象甲表明光具有粒子性B图象乙表明光具有波动性C用紫外光观察不到类似的图象D实验表明光是一种概率波解析：图象甲曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性图象乙曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故 A、B 正确；同时也表明光波是一种概率波，故 D 也正确；紫外光本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故 C 错误答案：ABD4(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
4、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，始终有光电流产生解析：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，因此 A 正确，B 错误；根据 Ekm h W0可知，对于同一光电管，逸出功 W0不变，当频率变高，光电子的最大初动能 Ekm变大，因此 C 正确；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，因此 D 错误答案：AC5(多选)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图象，则
5、下列说法正确的是( )A图象(a)表明光具有粒子性B图象(c)表明光具有波动性C用紫外光观察不到类似的图象D实验表明光是一种概率波解析：图象(a)曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性图象(c)曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，A、B 正确；同时实验也表明光波是一种概率波，D 正确；紫外光本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，C 错误答案：ABD6某种金属逸出功为 2.3 电子伏，这意味着A在这种金属内部的电子，克服原子核引力做 2.3 电子伏的功即可脱离表面B在这种金属表层的电子，克服原子核引力至少做 2.3 电子伏的功即可脱离表面C要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量必须大于
6、2.3 电子伏D这种金属受到光照时若有电子逸出，则电子离开金属表面时的动能至少等于 2.3电子伏。【答案】BC7某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象。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，此时电压表的电压值 U 称为遏止电压。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，则下列说法中正确的是A用频率为 1的光照射时，光电子的最大初速度 v=12eUmB阴极 K 金属的逸出功 W0=h 1
7、eU1C阴极 K 金属的极限频率 c=121UD普朗克常量 h=12()e【答案】ABC【解析】光电子在光电管中减速，根据动能定理有 eU1=0 mv2，则用频率为 1的光照射时，光电子的最大初速度 v= ，A 正确；由爱因斯坦光电效应方12eUm程有 h 1=eU1+W0， h 2=eU2+W0，得阴极 K 金属的逸出功 W0=h 1eU1，得 h=，B 正确，D 错误；阴极 K 金属的极限频率 c= = ，C 正21()eU h21U确。8关于光电效应，下列说法正确的是( )A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面逸出的光电子的最大初
8、动能越大，这种金属的逸出功越小D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多解析：逸出功 W0 h c， W0 c，A 正确；只有照射光的频率 大于金属极限频率 c，才能产生光电效应现象，B 错误；某金属的逸出功只与该金属的极限频率有关，与从金属表面逸出的光电子的最大初动能无关，C 错误；光强 E nh ， 越大， E 一定，则光子数 n 越小，单位时间内逸出的光电子数就越少，D 错误答案：A9下列说法中正确的是( )A物质波属于机械波B只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这
9、种波叫物质波D宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性答案 C解析 物质波是由实物粒子的运动形成，而机械波是由组成物体的质点做周期性运动形成，故 A 错误；不论是微观粒子，还是宏观物体，只要它们运动，就有与之对应的物质波，故 B、D 均错误，C 正确。10.如图所示，真空中金属板 M 上方存在一垂直纸面向里的矩形有界磁场，边界 ON到 M 板的距离为 d。用频率为 的紫外线照射 M 板(接地)，只要磁感应强度不大于B0，就有电子越过边界 ON。已知电子的电荷量为 e，质量为 m，普朗克常量为 h。以下说法正确的是( )A若增大紫外线的照射强度，单位时间从 M 板
10、逸出的电子增多B若减小紫外线的照射强度，电子从 M 板逸出的最大初动能减小C从 M 板逸出电子的最大初动能为e2B20d22mD该金属的逸出功为 h e2B20d28m答案 AD解析 增大照射光强度，即单位时间光子数增多，照射 M 板，单位时间内逸出的光电子数增加，A 正确；根据光电效应方程 Ek h W0，可知光电子的最大初动能与照射光的强度无关，B 错误；由题意可知，磁感应强度为 B0时，沿水平方向射出的电子运动轨迹会与 NO 相切，即 r ，结合 qvB0 m 和 Ek mv2，联立可得d2 v2r 12Ek ，逸出功 W0 h ，C 错误，D 正确。e2B20d28m e2B20d28
11、m11用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发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延长原紫外线的照射时间解析：某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X 射线的频率比紫外线频率高，所以本题答案为 B.答案：B12用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则( )A逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C逸
12、出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了解析：光的频率不变，表示光子能量不变，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A 正确答案：A13.(光电效应)用如图所示的光电管研究光电效应,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,而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。那么( )A.a 光的频率不一定大于 b 光的频率B.只增加 a 光的强度可使通过电流计 G 的电流增大C.增加 b 光的强度可能使电流计 G 的指针发生偏转
13、D.用 a 光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G 的电流是由 d 到 c答案：B解析：由于用单色光 a 照射光电管阴极 K,电流计 G 的指针发生偏转,说明发生了光电效应,而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,说明 b 光不能发生光电效应,即 a 光的频率一定大于 b 光的频率,选项 A 错误;增加 a 光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加,则通过电流计 G 的电流增大,选项 B 正确;因为 b 光不能发生光电效应,所以即使增加 b 光的强度也不可能使电流计 G 的指针发生偏转,选项 C 错误;用 a 光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G 的电子的方向是由 d 到 c,所以电流方向是由 c 到 d,选项 D 错误。14.(多选)在 X 射线管中,由阴极发射的电子(不计初速度)被加速后打到阳极,会产生包括 X 光在内的各种能量的光子,其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差 U、普朗克常量 h、电子电荷量 e 和光速 c,则可知该 X 射线管发出的 X 光的( )A.最短波长为 B.最长波长为C.最小频率为 D.最大频率为答案：AD解析：根据动能定理 eU=mv2、光速与波长和频率的关系公式 c= 、光子能量E=h ,依题意有 eU E,则可得 , ,所以 A、D 正确。
