课后集训 42
光电效应 波粒二象性
1．(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为νc ，则( )
A ．当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B ．当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνc
C ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大，则逸出功增大
D ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 AB [该金属的截止频率为νc ，则可知逸出功W 0＝hνc ，逸出功由金属材料的性质决定，与照射光的频率无关，因此C 错误；由光电效应的实验规律可知A 正确；由爱因斯坦光电效应方程
E k ＝hν－W 0，将W 0＝hνc 代入可知B 正确，D 错误。]
2．(2019·河南中原名校联考)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )
A B
C D
B [根据黑体辐射实验规律，黑体热辐射的强度与波长的关系为：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，则各种频率的辐射强度也都增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，即向频率较大的方向移动，分析图象，只有B 项符合黑体辐射实验规律，故B 项正确。]
3．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014
Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )
A ．波长
B ．频率
C ．能量
D ．动量 A [由爱因斯坦光电效应方程hν＝W 0＋12mv 2m ，又由W 0＝hν0，可得光电子的最大初动能12
mv 2m
＝hν－hν0，由于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量，选项B、C、D错误；又由c＝λν可知光电子频率较小时，波长较大，选项A正确。]
4．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
A [光的频率不变，表示光子能量不变，光的强度减弱，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。]
5．(2019·江西省临川第二中学高三月考)如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是( )
A．验电器带正电，锌板带负电
B．验电器带负电，锌板也带负电
C．若改用红光照射锌板，验电器的指针一定也会偏转
D．若改用同等强度频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转
D [锌板在紫外线的照射下发生光电效应，射出带负电的光电子，这样锌板本身带的正电荷就会多于负电荷，所以锌板带正电；验电器通过导线和锌板连在一起，所以验电器自然也就带上了正电荷，故选项A、B错误；光电效应发生的条件是照射光的频率大于金属板的极限频率，照射光的频率越高，金属板越容易发生光电效应，红光的频率低于紫外线的频率，所以改用红光照射锌板时，不一定发生光电效应，验电器的指针不一定会偏转；若改用同等强度频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针一定会偏转，故选项D正确，C错误。] 6．(多选)(2019·浙江高三月考)爱因斯坦成功地解释了光电效应现象，提出了光子说，关于与光电效应有关的四个图象的说法正确的是( )
甲乙丙丁
图甲为光电效应实验，图乙为光电流与电压的关系，图丙为金属的遏止电压U与入射光频率的关系，图丁为光电子最大初动能与入射光频率的关系。
A．如图甲装置，如果先让锌板带负电，再用紫外线照射锌板，则验电器的张角可能变小B．根据图乙可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关
C．由图丙可知ν2为该金属的截止频率
D．由图丁可知E等于该金属的逸出功
AD [如果先让锌板带负电，再用紫外线照射锌板时，由于光电效应激发出电子，锌板带电量减小，验电器的张角会变小，等锌板电量为零时，验电器就无法张开；如果紫外线继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又会增大，故A正确。由图乙可知，电压相同时，光照越强，光电流越大，只能说明光电流强度与光的强度有关，光子的能量只与光的频率有关，与光的强度无关，故B错误。对于某种金属材料，只有当入射光的频率大于某一频率时，电子才能从金属表面逸出，形成光电流，这一频率就称为截止频率；光电效应中截止频率由金属本身的材料决定，图丙中遏止电压为零时所对应的入射光的频率为截止频率，ν2对应的遏止电压不为零，故C错误。根据光电效应方程E km＝hν－W0，知道丁图E k-ν图线的纵轴截距的绝对值表示逸出功，则逸出功为E，当最大初动能为零，入射光的频率等于金属的极限频率，则金属的逸出功等于hν0，故D正确。]
7．(多选)物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减小入射光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝。实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些如图甲所示不规则的点子；如果曝光时间够长，底片上就会出现如图丙所示规则的干涉条纹。对于这个实验结果的认识正确的是( )
甲乙丙
A．单个光子的运动没有确定的轨道
B．曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子
C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方
D．大量光子的行为表现为波动性
ACD [由于光的传播不是连续的而是一份一份的，每一份就是一个光子，所以每次通过狭缝只有一个光子，当一个光子到达某一位置时该位置感光而留下痕迹，由于单个光子表现粒子性，即每一个光子所到达的区域是不确定的，但是大量光子表现出波动性，所以长时间曝光
后最终形成了图丙中明暗相间的条纹，干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方，该实验说明了光具有波粒二象性，所以A 、C 、D 项正确，B 项错误。]
8．(多选)下列说法正确的是( )
A ．光子不仅具有能量，也具有动量
B ．光有时表现为波动性，有时表现为粒子性
C ．运动的实物粒子也有波动性，波长与粒子动量的关系为λ＝p h
D ．光波和物质波，本质上都是概率波
ABD [光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量，选项A 正确；波粒二象性指光同时具有波和粒子的双重性质，有时表现为波动性，有时表现为粒子性，选项B 正确；物质波的波长与粒子动量的关系应为λ＝h p
，选项C 错误；光波中的光子和物质波中的实物粒子在空间出现的概率满足波动规律，因此二者均为概率波，选项D 正确。]
9．某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料( )
材料 钠 铜 铂
极限波长(nm) 541 268 196
A.仅钠能产生光电子
B ．仅钠、铜能产生光电子
C ．仅铜、铂能产生光电子
D ．都能产生光电子
D [根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长最小的小于100 nm ，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D 正确，A 、B 、C 错误。]
10.(2019·天津高考)如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系。由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是( )
C [由光电效应的方程E k ＝hν－W ，动能定理eU ＝E k ，两式联立可得U ＝hνe －W e
，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率νb >νc >νa ，则可知三种光的折射率的关系为n b >n c >n a ，因此光穿过三棱镜时b 光偏折最大，c 光次之，a 光最小，故选C ，A 、B 、D 错误。]
11.(2019·邢台市调研)如图所示是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转。则以下说法正确的是( )
A ．将滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数一定增大
B ．如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数
C ．将K 极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大
D ．将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移动一些，电流表的读数可能不为零
D [将滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和光电流，则电流表的示数可能不变，故A 错误。紫光的频率比绿光频率大，则改用紫光照射该金属时一定能发生光电效应，则电流表一定有示数，故B 错误。将K 极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间内通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间内从金属表面逸出的光电子数不变，饱和光电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，故C 错误。将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移动一些，若此时的电压仍小于遏止电压，则电流表有示数，故D 正确。]
12.(2019·四川省第二次“联测促改”)如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调
节滑动变阻器，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4λ05的单色光重复上述实验，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。已知普朗克常量为h ，真空中光速为c 。该金属的逸出功为( )
A.5hc 4λ0
B ．hc λ0 C.7hc 8λ0 D ．7hc 4λ0
C [当电压表读数大于或等于U 时，电流表读数为零，则遏止电压为U 。根据光电效应方程，则光电子的最大初动能为：E km ＝eU ＝h c λ0－W 0；用波长为4λ05
的单色光照射时，E km ＝3eU ＝h c
45λ0－W 0；联立解得：W 0＝7hc 8λ0
，故C 正确，A 、B 、D 错误。] 13．(2019·孝义市第一次模拟)从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压U c 与入射光频率ν，作出图乙所示的U c -ν的图象，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射测出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。已知电子的电荷量为e ，则下列普朗克常量h 的表达式正确的是( )
甲 乙
A ．h ＝
e (U c2－U c1)ν2－ν1 B ．h ＝U c2－U c1e (ν2－ν1) C ．h ＝ν2－ν1e (U c2－U c1) D ．h ＝e (ν2－ν1)U c2－U c1
A [根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0及动能定理eU c ＝E k ，得U c ＝h
e ν－W 0
e ，所以图象
的斜率k ＝U c2－U c1ν2－ν1＝h e ，则h ＝e (U c2－U c1)ν2－ν1
，故A 项正确。] 14.(多选)(2019·浙江省东阳中学高三月考)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示，则可判断出( )
A ．甲光的频率大于乙光的频率
B ．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
C ．乙光在水中的传播速度比丙光在水中传播的速度大
D ．位于水面下同一深度的乙光和丙光组成的点光源照亮水面的面积乙光大
CD [由于是同一光电管，因而不论对哪种光，金属的截止频率和逸出功相同，对于甲、乙
两种光，遏止电压相同，由：eU c ＝12
mv 2m ＝hν－W 0知两种光的频率相同，故A 错误；丙光的遏止电压较大，对应的光电子的最大初动能较大，因而丙光的频率较高，波长较短，故B 错误；根据折射率和频率的关系可知乙光折射率小于丙光折射率，故根据：n ＝c v 可知在某一
介质中乙光的速度大于丙光的速度，故C 正确；根据：sin C ＝1n
可知乙光发生全反射的临界角比丙光大，故乙光和丙光组成的点光源照亮水面的面积乙光大，所以D 正确。]
15．(多选)(2019·天津市新华中学高考模拟)物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏P ，让一复色光束SA 射向玻璃砖的圆心O 后，有两束单色光a 和b 射向光屏P ，如图所示。他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是( )
A ．单色光a 的波长大于单色光b 的波长
B ．单色光a 的频率大于单色光b 的频率
C ．若用b 光照射锌板发生了光电效应，则a 光照射锌板也能发生光电效应
D ．当光束SA 绕圆心O 逆时针转动过程中，在光屏P 上最早消失的是b 光
AD [由图知a 光的偏折程度小于b 光，所以根据折射定律得知a 光的折射率小于b 光的折射率，a 光的频率小于b 光的频率，由c ＝λf 可知a 光的波长大于b 光的波长，故选项A 正确，B 错误；用b 光照射锌板发生了光电效应，由单色光a 的频率小于单色光b 的频率和光电效应方程E km ＝hν－W 0可知用a 光照射锌板不一定能发生光电效应，故选项C 错误；由
sin C ＝1n
知a 光的临界角较大，b 光的临界角较小，则当光束SA 绕圆心O 逆时针转动过程中，入射角增大，b 光最早发生全反射，所以在光屏P 上最早消失的是b 光，故选项D 正确。]
高考物理多用表读数练习专题 多用电表 【例】（2008年宁夏理综） 图1为一正在测量中的多用电表表盘. （1）如果是用×10Ω档测量电阻，则读数为Ω。 （2）如果是用直流10 mA档测量电流，则读数为 mA。 （3）如果是用直流5 V档测量电压，则读数为 V。 答案: (1)60 (2)7.18 (3)3.59 练习1、某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×1”挡测量时，指针指示位置如图2所示，则其电阻值是__________。如果要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是_________。改变挡位调整倍率后，要特别注意重新____________________。 练习2、用多用表测量电流、电压或电阻时，表盘指 针的位置如图21＇-3所示。如果选择开关指在“ｖ—2.5” 位置时，测量结果为；如果选择开关指在“ｍ Ａ—10”位置时，测量结果为；如果选择开 关指在“Ω×100”位置时，测量结果为。 练习3、（08上海长宁区一模）如图所示是学生实验 用的多用表刻度盘，当选用量程为25V的电压档测量电压 时，表针指于图示位置，则所测电压为_____V；若选用倍 率为“×100”的电阻档测电阻时，表针也指于同一位置， 则所测电阻的阻值为_______Ω；用多用表测电阻所运用 的原理是___________________________________．
练习4、（（08上海浦东新区一模）如图是多用表的刻度盘，当选用量程为50mA的电流档测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_____mＡ；若选 用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针 也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值 为_______Ω。如果要用此多用表测量一个约 2.0×104Ω的电阻，为了使测量比较精确， 应选的欧姆档是_________（选填“×10”、 “×100”或“×1K”）。换档结束后，实验操 作上首先要进行的步骤是____________。 参考答案 练习1、12Ω，“×10挡”，调整欧姆零点 练习2、0.860V（或0.855V ，或0.865V）；3.44mA（或3.42mA ，或3.46mA）；2.8kΩ 。 练习3、15.5 1400 闭合电路欧姆定律 练习4、30.7-30.9 mＡ；1.5×103 Ω。×1K ，调零
光电效应波粒二象性 知识梳理 知识点一、光电效应 1．定义 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。 2．光电子 光电效应中发射出来的电子。 3．研究光电效应的电路图(如图1)： 图1 其中A是阳极。K是阴极。 4．光电效应规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。 (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s。 (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。 知识点二、爱因斯坦光电效应方程 1．光子说 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s。(称为普朗克常量) 2．逸出功W0 使电子脱离某种金属所做功的最小值。 3．最大初动能 发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。
4．遏止电压与截止频率 (1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c 。 (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。 5．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：E k ＝h ν－W 0。 (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h ν，这些能量的一部分用 来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k ＝12m e v 2。 知识点三、光的波粒二象性与物质波 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。 (2)光电效应说明光具有粒子性。 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。 2．物质波 (1)概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。 (2)物质波 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝h p ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量。 考点精练 考点一 光电效应现象和光电效应方程的应用 1．对光电效应的四点提醒 (1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。 (2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。 (3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。 (4)光电子不是光子，而是电子。 2．两条对应关系 (1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
光电效应与光的波粒二象性 说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ 卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟. 第Ⅰ卷（选择题共40分） 一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有 一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不 答的得0分. 1.下列关于光电效应的说法正确的是 （ ） A.若某材料的逸出功是W ，则它的极限频率h W v =0 B.光电子的初速度和照射光的频率成正比 C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大 解析：由光电效应方程k E =hv -W 知，B 、C 错误，D 正确.若k E =0，得极限频率0v =h W ,故A 正确. 答案AD 2.在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是 （ ） A.光的折射现象、偏振现象 B.光的反射现象、干涉现象 C.光的衍射现象、色散现象 D.光电效应现象、康普顿效应 解析：本题考查光的性质. 干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现，只有光电效应现象和康普顿效应都是光的粒 子性的表现，D 正确. 答案D 3.关于光的波粒二象性的理解正确的是 （ ） A.大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性 B.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C.高频光是粒子，低频光是波 D.波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著 解析：根据光的波粒二象性知，A 、D 正确，B 、C 错误. 答案AD 4.当具有 5.0 eV 能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初 动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为 （ ） A.1.5 eV B.3.5 eV C.5.0 eV D.6.5 eV 解析：本题考查光电效应方程及逸出功. 由W hv E k ?= 得W =hv -k E =5.0 eV-1.5 eV=3.5 eV 则入射光的最低能量为h min v =W =3.5 eV
第48课时 练习使用多用电表(实验提能课) [理清实验要点] 一、实验目的 1．了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法。 2．会使用多用电表测电压、电流及电阻。 3．会用多用电表探索黑箱中的电学元件。 二、实验原理 1．外部构造 (1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等。 (2)表盘的上部为表头，用来表示电流、电压和电阻的多种量程。 (3)由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有 限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度。 2．欧姆表内部构造和原理 (1)欧姆表内部电路简化如图。 (2)多用电表测电阻阻值的原理：闭合电路欧姆定律。 ①红、黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏，有I g ＝E R g ＋R ＋r 。 ②当红、黑表笔之间接有未知电阻R x 时，有I ＝E R g ＋R ＋r ＋R x ，故每一个未知电阻都对应一个电流值I 。 ③由于I 与R 是非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀 的，电阻的零刻度在电流满偏处。当R x ＝R g ＋R ＋r 时，I ＝I g 2 ，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻。 三、实验器材 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。 四、实验步骤 1．测量前准备 (1)观察多用电表的外形，认识选择开关对应的测量项目及量程。 (2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。 (3)将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔。 2．直流电压和直流电流的测量 (1)按如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。 (2)按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。 3．用多用电表测电阻的步骤 (1)调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度。 (2)将选择开关置于“Ω”挡的“×1”挡，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后
专题60 光电效应波粒二象性（练） 1．用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加 电压U的关系如图．下列说法中正确 ．．的是：（） U I a b A．a光光子的频率大于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度； B．a光光子的频率小于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度； C．如果使b光的强度减半，则在任何电压下，b光产生的光电流强度一定比a光产生的光电流强度小； D．另一个光电管加一定的正向电压，如果a光能使该光电管产生光电流，则b光一定能使该光电管产生光电流。 【答案】D 【名师点睛】要熟练掌握所学公式，明确各个物理量之间的联系．如本题中折射率、临界角、光子能量、最大初动能等都有光的频率有关；对于本题解题的关键是通过图象判定a、b两种单色光谁的频率大，反向截止电压大的则初动能大，初动能大的则频率高，故b光频率高于a 光的．逸出功由金属本身决定。 2．（多选）已知钙和钾的截止频率分别为14 7.7310Hz ?和14 5.4410H ?z，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钾逸出的光电子具有较大的：（） A．波长 B．频率 C．能量 D．动量 【答案】BCD 【解析】根据爱因斯坦光电效应方程得：E k=hγ-W0，又 W0=hγc；联立得：E k=hγ-hγc，据题钙的截止频率比钾的截止频率大，由上式可知：从钾表面逸出的光电子最大初动能较大，
由2 k P mE =，可知钾光电子的动量较大，根据 h P λ= 可知，波长较小，则频率较大．故A 错误，BCD正确．故选BCD． 【名师点睛】解决本题的关键要掌握光电效应方程E k=hγ-W0，明确光电子的动量与动能的关 系、物质波的波长与动量的关系 h P λ= ． 3．用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示．则这两种光：（） A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大 B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角大 C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大 D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大 【答案】C 【名师点睛】要熟练掌握所学公式，明确各个物理量之间的联系．如本题中折射率、临界角、光子能量、最大初动能等都有光的频率有关。 4．某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2．21 eV，用波长为2．5×10- 7 m的紫外线照射阴极，已知真空中的光速为3．0×108 m/s，元电荷为1．6×10-19 C，普朗克常量为6．63×10-34 J·s。则钾的极限频率是Hz，该光电管发射的光电子的最大初动能是J。（保留二位有效数字） 【答案】5．3×1014 ，4．4×10-19 【解析】（1）根据据逸出功W0=hγ0，得： 19 14 034 2.21 1.610 5.310 6.6310 W Hz h γ - - ?? ===? ? ； （2）根据光电效应方程：E k=hγ-W0…①
对波粒二象性的理解 和认识 电子工程与信息科学系 黄金 PB11210054
从我们出生的那一刻起，光就伴随着我们。我们的生活离不开阳光，有了光，才有了我们色彩斑斓的生活。人们对光学最初的研究，也是从“人类为何能看到周围的物体开始”。经历了半个多学期的光学学习我对光又有了全新的认识。 大学以前，我们接触到的主要是几何光学，它让我们对光有了最初的认识。它让我们知道光是沿直线传播的，同时又引出了光的反射、折射等基本性质。费马定理更是让我们对光有了更为全面的认识。我们似乎觉得这好像就是光的全部。其实不然，大学又为我们开启了一扇全新的大门，让我们更进一步的认识光，了解光。 光的干涉衍射让我们知道了光是一种波。而对于光电效应和黑体辐射等问题的研究又让我们看到了光的电磁性！既能像波浪一样向前传播，又表现出粒子的特征，我们称光具有“波粒二象性”。 从光的波粒二象性的发现到发展经历了相当长的时间，也是一段无比辉煌的阶段。光一直被认为是最小的物质，虽然它是个最特殊的物质，但可以说探索光的本性也就等于探索物质的本性。历史上，整个物理学正是围绕着物质究竟是波还是粒子而展开的。17 世纪以前，人们对光的认识只停留在简单的几何光学的层面上，例如光的反射、折射等光的直线传播现象，这也是光学的初期发展。十七世纪初期，人们逐渐发现了与光的直线传播不完全符合的事实，意大利人格里马第率先观察到了光的衍射现象，接着1672-1675 年间胡克也观察到了光的衍射现象，并且和波意耳互相独立地研究了薄膜所产生的彩色干涉条纹，衍射现象，简而言之，就是光波遇到小障碍物或小孔时，绕过障碍物进入几何
阴影区继续传播，并在障碍物后的观察屏上呈现出光强的不均匀分布的现象。所有这些现象的发现都为光的波动理论的萌芽奠定了坚实的基础。17 世纪下半叶，英国物理学家牛顿以极大的兴趣和热情开始了对光学的研究。通过白光实验并根据光的直线传播的性质，他提出了光是微粒流的理论，然而他的这一理论因无法解释光在绕过障碍物之后所发生的衍射现象，遭到了以惠更斯为代表的波动学说的强烈反对。光的研究在18 世纪实际上并没有什么发展，由于牛顿在学术界的权威和盛名，大多数科学家仍在支持光的微粒学说，不过笛卡儿学派中瑞士的欧拉和法国的伯努利却捍卫并发展了光的波动理论。 人们探索的脚步永不停息。到了十九世纪，初步发展起来的波动光学的体系已经形成。杨氏（托马斯?杨）和菲涅耳的著作对光学的发展起到了决定性的作用，著名的“杨氏双缝干涉试验”还第一次成功地测定了光的波长，光学界沉闷的空气再次活跃起来。后来菲涅耳用杨氏干涉原理补充了惠更斯原理，形成人们所熟知的惠更斯--菲涅耳原理，1800年光的偏振现象的发现，更证明了光是横波的事实。1845年，法拉第发现光的振动面在强磁场中的旋转，从而揭示了光现象和电磁现象的内在联系，同时使人们认识到在研究光学现象的时候必须把光学现象同其他物理现象联系起来考虑。后来麦克斯韦在1865 年的理论研究中指出：光是一种电磁波。这一结论后来被赫兹用试验所证实。19 世纪末到20 世纪初，光的研究深入到光的发生，光和物质的相互作用的微观体系中，然而光的电磁理论却不能解释光和物质的相互作用的某些现象，例如黑体辐射中能量按波长的分布的问题;赫兹发现的光电效应等。
第三节光电效应波粒二象性 [学生用书P243]) 一、黑体和黑体辐射 任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领．辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布．这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射．为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体——黑体，以此作为热辐射研究的标准物体． 二、光电效应 1．定义：在光的照射下从物体发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子)． 2．产生条件：入射光的频率大于极限频率． 3．光电效应规律 (1)存在着饱和电流：对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多． (2)存在着遏止电压和截止频率：光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关．当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应． (3)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过10－9 s. 1.判断正误 (1)我们周围的一切物体都在辐射电磁波．() (2)光子和光电子都是实物粒子．() (3)能否发生光电效应取决于光的强度．() (4)光电效应说明了光具有粒子性，证明光的波动说是错误的．() (5)光电子的最大初动能与入射光的频率有关．() (6)逸出功的大小与入射光无关．() 答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√ 三、光电效应方程 1．基本物理量 (1)光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34 J·s(称为普朗克常量)． (2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值． (3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸
练习使用多用电表 练习使用多用电表 主标题：练习使用多用电表 副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。 关键词：多用电表 难度：3 重要程度：5 内容： 考点剖析： 多用电表在高中物理实验中属于比较重要的仪表，其构造和使用方法与电流表、电压表都略有不同。在历年的高考实验试题中，都考查到了多用电表。分析这些试题，多用电表的考查不外乎三种方式：一是简单地考查读数；二是考查多用电表的使用方法和操作步骤；三是考查多用电表的内部结构和实验误差、工作原理等。 典型例题 例１．（2012?上海）在练习使用多用表的实验中 （1）某同学连接的电路如图所示 ①若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过的电流； ②若断开电路中的电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是的电阻； ③若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是两端的电压。 （2）（单选）在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若 （A）双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 （B）测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需减小倍率，重新调零后再进行测量（C）选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 Ω（D）欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大。
【解析】D．（1）①多用电表与滑动变阻器串联，电流相等； ②断开电路中的电键，R1与R2串联，多用电表接在其两端； ③滑动变阻器的滑片移至最左端，滑动变阻器相当于导线；则多用电表与电阻R2相并联； 故答案为：①R1，②R1+R2，③R2。 （2）A、双手捏住两表笔金属杆，人体与电阻并联，总电阻减小，故A错误； B、测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必需增大或者减小倍率，重新调零后再进行测量，故B错误； C、欧姆表刻度是左密右疏，选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，即测量值小于250 Ω，大于200 Ω，即测量值不可能小于25 Ω。故C错误； D、欧姆表内的电池使用时间太长，电动势不变，内电阻增加，完成欧姆调零即可测量，故D正确； 例2．一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________档。如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是________。 【解析】“×100”进行欧姆调零 试题分析：表头指针从左向右偏转的角度很小，表明所选挡位太小，应改用较大的“×100”挡。只要换了挡位就要重新欧姆调零，所以缺少的步骤是进行欧姆调零。 例３.用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量： （1）旋动部件________，使指针对准电流的"0"刻线。 （2）将K旋转到电阻挡"×100"的位置。 （3）将插入“十”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件_______，使指针对准电阻的_________ (填“0刻线”或“∞刻线”)。 （4）将两表笔分别与侍测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序避行操作，再完成读数测量。 A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置 B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 【解析】（1）S；（3）T，0刻线；（4）ADC。 例４.（1）用多用电表探测图甲所示黑箱发现：用直流电压挡测量E、G两点间和F、G 两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆测量，黑表笔（与电表内部电源的正极相连）接E点，红表笔（与电表内部电源的负极相连）接F点，阻值较小，但反接阻值很大。那么，
第1讲 光电效应 板块一 主干梳理·夯实基础 【知识点1】 光电效应 Ⅰ 1．定义 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。 2．光电子 光电效应中发射出来的电子。 3．光电效应规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。 (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－ 9 s 。 (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。 【知识点2】 爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ 1．光子说 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。 其中h ＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。 2．逸出功W 0 使电子脱离某种金属所做功的最小值。 3．最大初动能 发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服金属的逸出功后所具有的动能。 4．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：E k ＝hν－W 0。 (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k ＝1 2m e v 2。 5．对光电效应规律的解释
【知识点3】光的波粒二象性物质波 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性。 (2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。 2．物质波 (1)1924年，法国物理学家德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，每一个运动着的粒子都有一个波和它对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。
光电效应 一、选择题 1.用如图所示装置做光电效应实验，下述正确的是（） A. 光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的 B. 实验现象揭示了光具有波动性 C.实验中，光电子从锌板逸出，验电器带正电 D. 实验中，若用可见光照射锌板，也能发生光电效应【答案】C 【解析】【详解】A、光电效应是由赫兹首先发现的，故A错误．B、光电效应现象揭示 了光具有粒子性，故B错误．C、光电效应现象中，光电子从锌板逸出，验电器带正电，故C正确．D、光电效应中应该用紫外线照射锌板，当用可见光时，频率降低，小于极限频率，则不满足光电效应反生条件．故D错误．故选C．
2.如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k 与入射光频率v 的关系图象，由图象可知，下列不正确的是 A. 图线的斜率表示普朗克常量h B. 该金属的逸出功等于E C. 该金属的逸出功等于hv 0 D. 入射光的频率为2v 0时，产生的光电子的最大初动能为2E 【答案】D 【解析】 A 、根据光电效应方程0 k h E W -=υ ，知图线的斜率表示普朗克常量h ，故A 正确；B 、根据光电效应方程，当0=υ时，k 0E W =-，由图象知纵轴截距E -， 所以0W E =，即该金属的逸出功E ，故B 正确；C 、图线与υ轴交点的横坐标是0 υ，0k h E W -=υ该金属的逸出功0h υ，故C 正确；D 、当入射光的频率为02υ时，根据光电效应方程可知，E h h ==-?=0 00k 2h E υυυ，故D 错误；本题选错误的故选D ．
3.如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转．则以下说法正确的是（） A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大 B. 如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数 C. 将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大 D. 将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零 【答案】D 【详解】A．滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A错误； B．如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表一定有示数，故B错误； C．将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间里通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子数也不变，饱和电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，故C错误；
高中精品试题 高中精品试题 光电效应与光的波粒二象性 说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ 卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟. 第Ⅰ卷（选择题共40分） 一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有 一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不 答的得0分. 1.下列关于光电效应的说法正确的是 （ ） A.若某材料的逸出功是W ，则它的极限频率h W v 0 B.光电子的初速度和照射光的频率成正比 C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大 解析：由光电效应方程k E =hv -W 知，B 、C 错误，D 正确.若k E =0，得极限频率0v =h W ,故A 正确. 答案AD 2.在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是 （ ） A.光的折射现象、偏振现象 B.光的反射现象、干涉现象 C.光的衍射现象、色散现象 D.光电效应现象、康普顿效应 解析：本题考查光的性质. 干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现，只有光电效应现象和康普顿效应都是光的粒 子性的表现，D 正确. 答案D 3.关于光的波粒二象性的理解正确的是 （ ） A.大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性 B.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C.高频光是粒子，低频光是波 D.波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著 解析：根据光的波粒二象性知，A 、D 正确，B 、C 错误. 答案AD 4.当具有 5.0 eV 能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初 动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为 （ ） A.1.5 eV B.3.5 eV
光电效应 波粒二象性 1．(多选)(2019·西安检测)关于物质的波粒二象性，下列说法中正确的是( ) 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 B ．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道 C ．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的 D ．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 2．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应。对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定相同的是( ) A ．遏止电压 B ．饱和光电流 C ．光电子的最大初动能 D ．逸出功 3．(多选)物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减小入射光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝。实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些如图甲所示不规则的点子；如果曝光时间够长，底片上就会出现如图丙所示规则的干涉条纹。对于这个实验结果的认识正确的是( ) 甲 乙 丙 A ．单个光子的运动没有确定的轨道 B ．曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子 C ．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方 D ．大量光子的行为表现为波动性 4．(多选)下列说法正确的是( ) A ．光子不仅具有能量，也具有动量 B ．光有时表现为波动性，有时表现为粒子性 C ．运动的实物粒子也有波动性，波长与粒子动量的关系为λ＝p h D ．光波和物质波，本质上都是概率波 5．(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为νc ，则( ) A ．当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B ．当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνc C ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大，则逸出功增大 D ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
精做26 多用电表原理及使用 1．（2017·新课标全国Ⅱ卷）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。 （1）图（a）中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 （2）关于R6的使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）。 A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 （3）根据题给条件可得R1+R2=______Ω，R4=_______Ω。 （4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________。（结果均保留3位有效数字） 【答案】（1）黑（2）B （3）160 880 （4）1.47 mA 1 100 Ω 2.95 V 【解析】（1）与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。 （2）R6是可变电阻，它的作用是欧姆表调零，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。
【名师点睛】会规范使用多用电表，能正确读出多用电表的示数，是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法，多用电表的读数，重点是分清测量的物理量不同，读数方法不同。 2．（2016·上海卷）在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中 （1）（多选题）用多用表测电流或电阻的过程中 （A）在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零 （B）在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零 （C）在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测 （D）在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测 （2）测量时多用表指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10 V”挡，其读数为Ｖ；若选择开关处于“×10”挡，其读数为 200 Ω（选填:“大于”，“等于”或“小于”）。 【答案】（1）AD （2）5.4 小于 【解析】（1）多用电表测量电阻时，更换倍率后都必须重新进行欧姆调零，选项A正确；测量电流前需要进行机械调零，更换量程时不需要进行再次调零，选项B错误；在测量未知电阻时，必须先用电压表测试电阻内是否带有电源，再大致估计电阻大小选择大致倍率，故选项C错误；在测量未知电流时，必须选择电流最大量程进行试测，避免电表烧坏，故选项D正确。（2）若选择开关处于“10 V”挡，则电表的最小刻度为0.2 V，此时读数为5.4 V；若选择开关处于“×10”挡，欧姆表的中央刻度为15，此时指针指示未知但小于15，所以读数应该小于150 Ω，故小于200 Ω。
高考物理复习：光电效应 1.光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。 由表中数据得出的论断中不正确的是 A. 两组实验采用了不同频率的入射光 B. 两组实验所用的金属板材质不同 C. 若入射光子的能量为5.0 eV ，逸出光电子的最大动能为1.9 eV D. 若入射光子的能量为5.0 eV ，相对光强越强，光电流越大 【答案】B 【解析】 【详解】由爱因斯坦质能方程0k E h W ν=-比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系解题 由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，由公式E h ν=可知，两组实验中所用的入射光的频率不同，故A 正确； 由爱因斯坦质能方程0k E h W ν=-可得：第一组实验：100.9 4.0W =-，第二组实验： 022.9 6.0W =-，解得：0102 3.1eV W W ==，即两种材料的逸出功相同也即材料相同，故B 错误； 由爱因斯坦质能方程0k E h W ν=-可得：k (5.0 3.1)eV=1.9eV E =-，故C 正确； 由题表格中数据可知，入射光能量相同时，相对光越强，光电流越大，故D 正确。 2.在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×107m ，每个激光脉冲的能量E =1.5×10-2J ．求
每个脉冲中的光子数目．（已知普朗克常量h =6.63×l0-34J·s ，光速c =3×108m/s ．计算结果保留一位有效数字） 【答案】光子能量hc ελ =，光子数目n = E ε ，代入数据得n =5× 1016 【解析】 【详解】每个光子的能量为0c E hv h λ == ，每个激光脉冲的能量为E ，所以每个脉冲中的光子个 数为：0 E N E = ，联立且代入数据解得：16510N =?个。 1.当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时 A ．锌板带负电 B ．有正离子从锌板逸出 C ．有电子从锌板逸出 D ．锌板会吸附空气中的正离子 答案：C 解析：当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C 正确ABD 错误。 2. .在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是 （ ） A ．光电效应是瞬时发生的 B ．所有金属都存在极限颇率 C ．光电流随着入射光增强而变大 D ．入射光频率越大，光电子最大初动能越大 【答案】C 【解析】光具有波粒二象性，即既具有波动性又具有粒子性，光电效应证实了光的粒子性。因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A 项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B 项错误；光强增大时，光子数量和能量都增大，所以光电流会增大，这与波动性无关，C 项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D 项错误。 3.在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是 A ．增大入射光的强度，光电流增大 B. 减小入射光的强度，光电效应现象消失
1．了解事物的连续性与分立性是相对的． 2．了解光既具有波动性，又具有粒子性． 3．了解光是一种概率波． 【教材内容全解】 光电效应以及以后发现的康普顿效应都证明了光是一种粒子，但光的干涉现象和光的衍射现象又表明光是一种波．我们可以看出，光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性． 光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”的，但我们无法用宏观世界的规律来描述这些粒子的运动规律，当光子数很少时，可以清楚地看到光子的痕迹，但光子的数量很多时，我们就无法把它们区分开，看起来就是连续的，正如沙堆是一颗颗沙粒组成的，但是建筑工地上的一堆沙子包含的沙子太多了，测量沙堆的体积可以认为它们是连续的．从波动性来看，单个光子的运动无法预测，但大量的光子就有了规律，它们出现在某个区域内的可能性就能看出来，这是微观世界具有的特殊规律．这样的现象表明，大量光子运动的规律表现出光的波动性，单个光子的运动表现出光的粒子性，光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动的规律来描述，物理学中把光波叫做概率波． 光既然是一种概率波，但它和水波、绳子上的波等机械波在本质上完全不同，决定光子在空间不同位置出现概率的规律表现为波的规律．课本图21-3的实验中，光子在和感光胶片作用时的表现和通常的粒子一样，在通过狭缝时却和我们印象中的波一样，正如光子的能量E=hv 和动量λ h c hv p ==，等式的左边表示粒子性，等式右边表示波动的性质，这两种性质通过普朗克常量h 定量地联系起来，这是光的波粒二象性的体现，但不能把它简单地理解为光子以波浪式前进．从波的特性可以看出，光子波长越长，越容易看到光的干涉和衍射现象，波动性越明显；光波的频率越高，粒子性越明显，穿透本领越强． 【难题巧解点拨】 例 关于光的本性，下列说法中正确的是 ( ) A ．光子说并没有否定光的电磁说 B ．光电效应现象反映了光的粒子性 C ．光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说得出来的 D ．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性 解析 光既有粒子性，又有波动性，但这两种特性并不是牛顿所支持的微粒说和惠更斯提出的波动说，它体现出的规律不在是宏观粒子和机械波所表现出的规律，而是自身体现的一种微观世界特有的规律．光子说和电磁说各自能解释光特有的现象，两者构成一个统一的整体，而微粒说和波动说是互相对立的． 答案 A 、B 点拨 本章主要是对微观世界的规律进行了讲解，要对微观世界了解，就不能再以宏观世界的规律进行理解．我们的经验局限于宏观物体的运动，微观世界的某些属性与宏观世界
2019年高考人教版高三物理光电效应、光的波粒二象性练习题 一、选择题 1．当用一束紫外线照射装在原不带电的验电器金属球上的锌板时，发生了光电效应，这时发生的现象是[ ] A．验电器内的金属箔带正电 B．有电子从锌板上飞出来 C．有正离子从锌板上飞出来 D．锌板吸收空气中的正离子 2．一束绿光照射某金属发生了光电效应，对此，以下说法中正确的是[ ] A．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变 B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加 C．若改用紫光照射，则逸出光电子的最大初动能增加 D．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加 3．在光电效应实验中，如果需要增大光电子到达阳极时的速度，可采用哪种方法？[ ] A．增加光照时间 B．增大入射光的波长 C．增大入射光的强度 D．增大入射光频率 4．介质中某光子的能量是E，波长是λ，则此介质的折射率是[ ] A．λE/h B．λE/ch C．ch/λ E D．h/λ E
5．光在真空中的波长为λ，速度为c，普朗克常量h，现让光以入射角i由真空射入水中，折射角为r，则[ ] A．r＞i D．每个光子在水中能量为hc/λ 6．光电效应的四条规律中，波动说仅能解释的一条规律是[ ] A．入射光的频率必须大于或等于被照金属的极限频率才能产生光电效应 B．发生光电效应时，光电流的强度与人射光的强度成正比 C．光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大 D．光电效应发生的时间极短，一般不超过10-9s 7．三种不同的入射光A、B、C分别射在三种不同的金属a、b、c表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长λA＞λB＞λC，则[ ] A．用入射光A照射金属b和c，金属b和c均可发出光电效应现象 B．用入射光A和B照射金属c，金属c可发生光电效应现象 C．用入射光C照射金属a与b，金属a、b均可发生光电效应现象 D．用入射光B和C照射金属a，均可使金属a发生光电效应现象 8．下列关于光子的说法中，正确的是[ ] A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子 B．光子的能量由光强决定，光强大，每份光子的能量一定大 C．光子的能量由光频率决定，其能量与它的频率成正比
内蒙古自治区2020年高考物理一轮复习：44 光电效应波粒二象性C卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共10题；共20分) 1. （2分） (2017高二上·大连期末) 爱因斯坦由光电效应的实验规律提出了光子说，以下对光电效应的解释，正确的是（） A . 金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属 B . 如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要做的最小功，只要照射时间足够长，光电效应也能发生 C . 由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同 D . 发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 2. （2分）关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（） A . 甲图中，若两球质量相等且球m2静止，两球发生正碰后，球m2的速度一定为v B . 乙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C . 丙图中，普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念，并成功解释了光电效应现象 D . 丁图中，链式反应属于重核的裂变 3. （2分） (2017高二下·淄川期中) 当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5eV．为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为（） A . 1.5eV
B . 3.5eV C . 5.0eV D . 6.5eV 4. （2分） (2017高二下·钦州港期中) 氢原子光谱中巴耳末系中最短波长是（） A . B . R C . R D . 5. （2分）以下物理过程中原子核发生变化而产生新核的有（） A . 光电效应现象 B . 卢瑟福的α粒子散射实验 C . x射线的产生过程 D . 太阳内部发生的剧烈反应 6. （2分）用图所示的光电管研究光电效应的实验中，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光的波长一定大于b光的波长 B . 增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转