2021版高考物理一轮复习课时规范练36光电效应波粒二象性(含解析)

考点规范练37光电效应波粒二象性一、单项选择题1.1927年戴维孙和革末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,下列说法不正确的是()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波动性答案:C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,该实验说明实物粒子具有波动性,不能说明光子具有波动性。

2.(2019·湖南益阳调研)关于下列物理史实与物理现象,说法正确的是()A.光电效应现象由德国物理学家赫兹发现,爱因斯坦对其做出了正确的解释B.只有入射光的频率低于截止频率,才会发生光电效应C.根据爱因斯坦的光电效应方程可知,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.光电效应现象证明光是一种波答案:A解析:1887年德国物理学家赫兹发现了光电效应现象,爱因斯坦对光电效应的实验规律做出了正确的解释,故A正确;每种金属都有一个截止频率,只有入射光的频率大于等于截止频率,才会发生光电效应,故B错误;由爱因斯坦的光电效应方程E k=hν-W0知,光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比,故C错误;光电效应现象证明光具有粒子性,故D错误。

3.(2019·江西新余二模)在光电效应实验中,先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管,若实验a中的光强大于实验b中的光强,实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示,则下列图中可能正确的是()答案:A解析:分析I -U 图像可知,光电流恰为零时,光电管两端加的电压为截止电压,对应的光的频率为截止频率;入射光的频率越高,对应的遏止电压U c 越大,由于入射光的频率没有变,故遏止电压相同,即图线与横轴的交点相同。

由于a 光的光强大于b 光的光强,所以a 光的饱和电流大于b 光的饱和电流,故A 正确,B 、C 、D 错误。

课时3 光电效应光的波粒二象性一、光电效应1.定义:在光的照射下从金属发射出电子的现象(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。

二、光电效应方程1.基本物理量(1)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: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动能的最大值。

2.光电效应方程:E k=hν-W0。

三、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。

四、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为运动物体的动量,h为普朗克常量。

p考点一光电效应的理解1.光电效应的规律存在极限频率νc 电子从金属表面逸出,首先需克服金属原子核的引力做功W0,要使入射光子能量不小于W0,对应的频率νc=0Wh,即极限频率光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大,与入射光的强度无关电子吸收光子能量后,一部分克服阻力做功,剩余部分转化为光电子的初动能,只有从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能,对于确定的金属,W0是一定的,故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大光电效应具有瞬时性光照射金属时,电子吸收一个光子的能量后,动能立即增大,不需要能量积累的过程入射光越强,饱和电流越大入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多,因而饱和电流越大2.光电效应规律的理解(1)光子说爱因斯坦提出:空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比,即ε=hν,其中h=6.63×10-34 J·s。

2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练波粒二象性一、选择题1、研究光电效应的实验规律的电路如图所示，加正向电压时，图中光电管的A极接电源正极，K极接电源负极。

加反向电压时，反之。

当有光照射K极时，下列说法正确的是( )A．K极中有无光电子射出与入射光频率无关B．光电子的最大初动能与入射光频率有关C．只有光电管加正向电压时，才会有光电流D．光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大解析：选B K极中有无光电子射出与入射光频率有关，只有当入射光的频率大于K极金属的极限频率时才有光电子射出，选项A错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能与入射光频率有关，选项B正确；光电管加反向电压时，只要反向电压小于遏止电压，就会有光电流产生，选项C错误；在未达到饱和光电流之前，光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大，达到饱和光电流后，光电流的大小与正向电压无关，选项D错误。

2、(多选)现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C．质量为10－3 kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波长约为10－23 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同解析：选BD光子照射到锌板上，发生光电效应，说明光有粒子性，选项A错误；白光在肥皂泡上发生薄膜干涉时，会出现彩色条纹，光的干涉现象说明了光具有波动性，选项B正确；由于实物的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，所以看到小球的轨迹，选项C错误；用热中子研究晶体结构，其实是通过中子的衍射来“观察”晶体的，是利用中子的波动性，选项D正确．3、如图所示，当弧光灯射出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( )A．只能证明光具有波动性B．只能证明光具有粒子性C．只能证明光能够发生衍射D．证明光具有波粒二象性解析：选D 弧光灯射出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性；验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确。

姓名，年级：时间：专题十六 原子物理考点1 光电效应、波粒二象性420考向1 考查光电效应中截止频率的计算 1。

[2018全国Ⅱ，17，6分］用波长为300 nm 的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1。

28×10—19 J .已知普朗克常量为6.63×10-34J·s，真空中的光速为3。

00×108 m·s -1。

能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( ）14141515必备知识:爱因斯坦光电效应方程，波长与频率的关系. 关键能力:计算能力。

解题指导：W 0=hv c .2.[2019北京高考,19,6分］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。

组 次入射光子的 能量/eV 相对 光强 光电流大 小/mA 逸出光电子的 最大动能/eV12 3 4.0 4.0 4。

0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0.9 0.94 5 66。

0 6.0 6.0弱 中 强27 40 552.9 2。

9 2。

9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,光电流越大必备知识：光子能量与频率成正比,不同金属的逸出功不同.关键能力:光电效应实验相关物理量关系的应用能力，从表格中提取信息的能力。

解题指导:爱因斯坦光电效应方程,光强对光电效应实验的影响。

考法1 对光电效应现象的考查1某同学研究光电效应现象,分别用a、b、c三束单色光照射光电管的阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图所示,其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为U a,则下列论述正确的是A.a、c两束光的光强相同B。

课时作业(三十五)光电效应波粒二象性[双基巩固练]1．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B[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．] 2．(2018·广东佛山二模)“微观粒子的能量是量子化的”这一观念，与下列物理常量相关的是()A．引力常量G B．普朗克常量hC．静电力常量k D．阿伏加德罗常数N AB[“微观粒子的能量是量子化的”这一观念，与普朗克常量h相关，故B项正确．]3．(多选)光电效应的实验结论是：对某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大AD[每种金属都有它的极限频率ν0，只有入射光子的频率大于极限频率ν0时，才会发生光电效应，选项A正确、B错误；光电子的初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的增加而增大，选项D正确、C错误．]4．用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片．这些照片说明()A．光只有粒子性没有波动性B．光只有波动性没有粒子性C．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性D[光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故D正确．]5．(2019·北京西城区一模)被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜(简称FAST)坐落在贵州省平塘县，用来接收来自宇宙深处的电磁波．“中国天眼”的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义．如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级(106 W)的发射机，其发射的无线电波波长为126厘米，那么该发射机每秒钟发射的光子数量的数量级约为(取真空光速c ＝3×108 m/s ，普朗克常量h ＝6.6×10－34J·s)( )A ．1023B ．1027C ．1031D ．1035C [设发射机每秒钟发射的光子数量为n ，则t 0时间内发射光子的总能量为E ＝nt 0ε，由ε＝hν和ν＝c λ得E ＝nt 0h c λ，则有nt 0h cλ＝Pt 0，代入数据，最终可得n 的数量级约为1031，故C 正确．]6．(2019·浙江义乌模拟)(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AB [光电效应现象揭示了光的粒子性，A 正确；衍射是波特有的性质，故中子束射到晶体上产生衍射图样说明运动的中子具有波动性，B 正确；黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，普朗克借助于能量子假说，完美地解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C 错误；根据德布罗意波长公式λ＝hp 可知，若一个电子和一个质子的德布罗意波长相等，则动量p 也相等，但是质子质量比电子质量大，动能E k ＝p 22m ，可知两者动能不相等，D 错误．]7．(2019·河北邢台联考)若能量为E 0的光子照射到某金属表面时，从金属表面逸出的电子的最大初动能为E ，则能量为2E 0的光子照射到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为( )A ．E 0＋EB ．E 0－EC ．2ED ．2E 0－EA [设该金属的逸出功为W 0，若用能量为E 0的光子照射该金属时，产生光电子的最大初动能为E ，根据光电效应方程知E ＝E 0－W 0；改用能量为2E 0的光照射同一金属，金属的逸出功不变，则光电子的最大初动能为E km ＝2E 0－W 0＝E 0＋E .]8．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k －ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV .若将二者的图线画在同一个E k －ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是( )A [依据光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，E k －ν图线的斜率代表普朗克常量h ，因此钨和锌的E k －ν图线应该平行．图线的横轴截距代表截止频率ν0，而ν0＝W 0h ，因此钨的截止频率小些，综上所述，A 图正确．]9．(2019·河北唐山一模)(多选)在研究某金属的光电效应现象时，发现当入射光的频率为ν时，其遏止电压为U .已知普朗克常量为h ，电子的电荷量为e ，下列说法正确的是( )A ．该金属的截止频率为ν－eUhB ．该金属的逸出功为eU －hνC ．增大入射光的频率，该金属的截止频率增大D ．增大入射光的频率，遏止电压增大AD [设该金属的截止频率为ν0，则有hν－hν0＝eU ，ν0＝ν－eUh ，故A 正确；该金属的逸出功W 0＝hν0＝hν－eU ，故B 错误；该金属的截止频率只与材料本身有关，与入射光的频率没有关系，故C 错误；根据hν－hν0＝eU 可知，增大入射光的频率，遏止电压增大，故D 正确．]10．(2019·黑龙江七台河模拟)如图所示，当开关S 断开时，用光子能量为3.5 eV 的一束光照射阴极K ，发现电流表读数不为零．闭合开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.5 V 时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于1.5 V 时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )A ．1.5 eVB ．2.0 eVC ．3.5 eVD ．5.0 eVB [根据题意此时光电子的最大初动能E km ＝eU c ＝1.5 eV ；根据爱因斯坦光电效应方程有W ＝h ν－E k m ＝3.5 eV －1.5 eV ＝2.0 eV ，故B 正确．][能力提升练]11．(多选)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，钾逸出的光电子具有较大的( )A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量BCD [根据爱因斯坦光电效应方程得：E k ＝hν－W 0，又W 0＝hνc ，联立得E k ＝hν－hνc ，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p ＝2mE k ，可知钾逸出的光电子的动量较大，根据λ＝h p 可知，钾逸出的光电子的波长较小，则频率较大，故A 错误，B 、C 、D 正确．]12．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)541268196A 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．]13．(2019·山西孝义一模)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的图像，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( )A ．h ＝e (U c2－U c1)ν2－ν1B ．h ＝U c2－U c1e (ν2－ν1)C ．h ＝ν2－ν1e (U c2－U c1)D ．h ＝e (ν2－ν1)U c2－U c1A [根据爱因斯坦光电效应方程有E k ＝hν－W 0，由动能定理有eU c ＝E k ，得U c ＝h e ν－W 0e ，则图像的斜率k ＝U c2－U c1ν2－ν1＝h e ，可得h ＝e (U c2－U c1)ν2－ν1，故A 正确．]14．(2019·云南联考)(多选)用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用a 、b 、c 三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a 、c 两束光照射时对应的遏止电压相同，均为U c2，则下列论述正确的是( )A ．a 、c 两束光的光强相同B ．a 、c 两束光的频率相同C ．b 光的波长最短D ．用a 光照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大BC [根据题图乙所示光电管两端的电压与相应的光电流的关系可知，a 、c 两束光照射时对应的遏止电压相同，说明a 、c 两束光的频率相同，a 、c 两束光产生的饱和光电流不同，说明光强不同，选项A 错误，B 正确．b 光照射时对应的遏止电压最大，说明b 光的频率最大，波长最短，照射光电管时发出的光电子的最大初动能最大，选项C 正确，D 错误．]。

光电效应光的波粒二象性题型一光电效应的理解1.光电效应的规律2.光电效应规律的理解(1)光子说爱因斯坦提出:空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比,即ε=hν,其中h=6.63×10-34 J·s。

(2)光电流与饱和电流入射光强度:指单位时间内入射到金属表面单位面积上的能量,可以理解为频率一定时,光强越大,光子数越多。

光电流:指光电子在电路中形成的电流。

光电流有最大值,未达到最大值以前,其大小和光强、电压都有关,达到最大值以后,光电流只和光强有关,光强强,光电流就大。

饱和电流:指在一定频率与强度的光照射下的最大光电流,饱和电流不随电路中电压的增大而增大。

3.两条分析线索(1)通过频率分析:光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。

(2)通过光的强度分析:对确定的某种光而言,入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大。

4.光强指单位时间内在垂直于光的传播方向上,单位面积上光子的总能量,即n ·h ν(其中n 为光子数,h ν指一个光子的能量)。

[典例1] 现有a,b,c 三种单色光,其波长关系为λa >λb >λc 。

用b 光照射某种金属时,恰好能发生光电效应。

若分别用a 光和c 光照射该金属,则( ) A.a 光照射时,不能发生光电效应 B.c 光照射时,不能发生光电效应C.a 光照射时,释放出的光电子的最大初动能最大D.c 光照射时,释放出的光电子的最大初动能最小 变式1:(多选)对光电效应的理解正确的是( )A.金属钠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而逸出时所需做的最小功,便不能发生光电效应C.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D.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,入射光的最低频率也不同题型二 光电效应方程及其应用爱因斯坦为解释光电效应,引入了普朗克的量子理论,提出了光子说,并建立了光电效应方程E k =h ν-W 0,应用光电效应方程时应注意:1.截止频率是发生光电效应的最小频率,对应着光的极限波长和金属的逸出功,即h ν=hc=W 0。

高考物理一轮复习专项训练及答案解析—光电效应、波粒二象性1．关于光电效应，下列说法正确的是()A．截止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，任何金属都能发生光电效应C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，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2．(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，它们的德布罗意波的波长也相等3．(2022·江苏卷·4)上海光源通过电子－光子散射使光子能量增加，光子能量增加后() A．频率减小B．波长减小C．动量减小D．速度减小4.研究光电效应的电路图如图所示，关于光电效应，下列说法正确的是()A．任何一种频率的光，只要照射时间足够长，电流表就会有示数B．若电源电动势足够大，滑动变阻器滑片向右滑，电流表的示数能一直增大C．调换电源的正负极，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数可能变为零D．光电效应反映了光具有波动性5．(多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b，光电子的最大初动能分别为E k a和E k b，h为普朗克常量．下列说法正确的是()A．若νa＞νb，则一定有U a＜U bB．若νa＞νb，则一定有E k a＞E k bC．若U a＜U b，则一定有E k a＜E k bD．若νa＞νb，则一定有hνa－E k a＞hνb－E k b6．(多选)(2023·天津市模拟)如图所示，甲、乙为两束光经过同一双缝干涉装置后产生的干涉条纹，丙图为光电效应实验图，实验中施加反向电压得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图丁所示，下列说法正确的是()A．若甲光能使丙图中产生光电流，则乙光一定能使丙图中产生光电流B．当U AK小于0，但U AK没有达到遏止电压时，流经电流表方向为从上到下C．若甲光对应丁图中曲线b，则乙光可能对应丁图中曲线cD．a光照射光电管产生的光电子动能一定小于b光照射光电管产生的光电子动能7．(2020·江苏卷·12(1)(2))(1)“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点．它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示．若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是________．A．I增大，λ增大B．I增大，λ减小C．I减小，λ增大D．I减小，λ减小(2)大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最短波长分别为λ1和λ2，则该激发态与基态的能量差为________，波长为λ1的光子的动量为________．(已知普朗克常量为h，光速为c)8．(多选)如图所示，甲、乙、丙、丁是关于光电效应的四个图像(电子电荷量为e)，以下说法正确的是()A．由图甲可求得普朗克常量h＝beaB．由图乙可知虚线对应金属的逸出功比实线对应金属的逸出功小C．由图丙可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大D．由图丁可知电压越高，则光电流越大9．用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示，实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，图线与横轴交点的横坐标为5.15×1014Hz.已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.则下列说法中正确的是()A．欲测遏止电压，应选择电源左端为正极B．当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数持续增大C．增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大D．如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能约为1.2×10－19J 10.(2023·山西省榆次一中模拟)如图所示，分别用波长为λ、2λ的光照射光电管的阴极K，对应的遏止电压之比为3∶1，则光电管的截止频率对应的光的波长是()A．2λB．3λC．4λD．6λ11.(多选)(2023·浙江省高三检测)如图所示为研究光电效应的实验装置，此时滑片P位于中点O的正上方，用光束照射光电管的极板K，电流表的指针发生偏转．移动滑片P，当电流表示数恰好为0时，电压表指针指向某一刻度，下列说法正确的是()A．滑片P应向右滑动B．电流表示数恰好为0时，电压表示数为遏止电压的大小C．电压表指针指向某一刻度后，再移动滑片P，指针将不再偏转D．用某种频率的光照射，电流表示数恰好为0时，读取电压表示数；换用另一种频率的光，同样操作后也读取电压表示数，若两种光频率和电子电荷量已知，就可以测定普朗克常量12．(2023·山东淄博市模拟)某光电管的阴极在某单色光照射下恰好发生光电效应．阴极与阳极之间所加电压大小为U，光电流为I.已知电子的质量为m、电荷量为e，假设光电子垂直碰撞阳极且碰撞后即被吸收，则光电子对阳极板的平均作用力F的大小为()A.I e 2meUB.IemeUC.e I 2meUD.eImeU1．A 2.AB 3.B 4.C 5.BC 6.AB7．(1)B(2)h cλ2h λ1解析(1)若人体温度升高，则人体的热辐射强度I增大，由ε＝hν可知，对应的频率ν变大，由c＝λν知对应的波长λ变小，选项B正确．(2)该激发态与基态的能量差ΔE对应着辐射最短波长的光子，故能量差为ΔE＝hν＝h cλ2；波长为λ1的光子的动量p＝hλ1.8．BC[根据光电效应方程，结合动能定理可知eU c＝E k＝hν－W0＝hν－hνc，变式可得U c＝heν－heνc，斜率k＝b2a＝he，解得普朗克常量为h＝be2a，故A错误；根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可知，题图乙中纵轴截距的绝对值表示逸出功，则实线对应金属的逸出功比虚线对应金属的逸出功大，故B正确；入射光频率一定，饱和电流由入射光的强度决定，即光的颜色不变的情况下，入射光越强，光子数越多，饱和电流越大，故C正确；分析题图丁可知，当达到饱和电流以后，增加光电管两端的电压，光电流不变，故D错误．]9．D[遏止电压产生的电场对电子起阻碍作用，则电源的右端为正极，故A错误；当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，加速电场增强，电流增加到一定值后不再增加，故B错误；由E k＝hν－W0可知，最大初动能与光的强度无关，故C错误；E k＝hν－W0＝hν－hνc，νc＝5.15×1014Hz，代入数值求得E k≈1.2×10－19J，故D正确．]10．C[根据eU c＝12m v m2＝hcλ－hcλ0得eU c1＝hcλ－hcλ0，eU c2＝hc2λ－hcλ0，其中U c1U c2＝31，联立解得λ0＝4λ，故选C.]11．BD[分析可知光电管应加上反向电压，故滑片P向左滑动，A错误；电流表示数恰好为0时，电压表的示数为遏止电压的大小，B正确；电压表测量滑动变阻器部分两端电压，指针一直偏转，C错误；由eU c＝hν－W0可知，两组数据可以测定普朗克常量，D正确．] 12．A[根据题意，阴极金属恰好发生光电效应，则说明光电子离开阴极的速度为0，根据动能定理有eU＝12m v2，可得v＝2eUm，每个光电子到达阳极板时的动量变化量大小为Δp0＝m v＝2meU，设时间Δt内有n个电子打在阳极板上，则有I＝qΔt＝neΔt，由动量定理可得平均作用力为F＝n Δp0Δt，由以上整理得F＝Ie2meU，A正确，B、C、D错误．]。

第1讲 光电效应 波粒二象性(课时冲关四十一)[A 级－基础练]1．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频率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解析：C [光具有波粒二象性，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．]2．(多选)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，下列四个物理量中，一定不同的是( )A ．遏止电压B ．饱和光电流C ．光电子的最大初动能D ．逸出功解析：ACD [同一种单色光照射不同的金属，入射光的频率和光子能量一定相同，金属逸出功不同，根据光电效应方程E km ＝h ν－W 0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一种单色光照射，入射光的强度相同，所以饱和光电流相同．]3．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014Hz ，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 解析：A [根据爱因斯坦光电效应方程，得E km ＝h ν－W 0，又W 0＝h νc ，联立得E km ＝h ν－h νc ，据题“钙的截止频率比钾的截止频率大”，由上式可知：从钙表面逸出的光电子最大初动能较小，由p ＝2mE k ，可知该光电子的动量较小，根据λ＝h p可知，波长较大，则频率较小，A 选项正确，B 、C 、D 选项错误．]4．某金属在一黄光照射下，正好有电子逸出，下述说法中正确的是( )A．增大光强，而不改变光的频率，光电子的最大初动能将不变B．用一束更大强度的红光代替黄光，仍能发生光电效应C．用强度相同的紫光代替黄光，光电流强度将不变D．用强度较弱的紫光代替黄光，有可能不发生光电效应解析：A [逸出的光电子的最大初动能为：E km＝hν－W0，频率不变，故E km不变，A选项正确．红光频率小于黄光频率，即小于极限频率，故不能发生光电效应，B选项错误．由于紫光频率大于黄光频率，即使光强减小，仍能发生光电效应，因此D选项错误．用强度相同的紫光代替黄光，使得入射光的光子数减少，导致光电子数减少，形成的光电流强度将减小，C选项错误．]5．下列说法正确的是( )A．康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性B．爱因斯坦发现了光电效应现象，并且提出光子说，成功解释了光电效应现象C．爱因斯坦的光电效应方程能够说明光子具有动量D．康普顿效应表明光子只具有能量解析：A [康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性，选项A正确；赫兹在研究电磁波时发现了光电效应现象，爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应现象，选项B错误；爱因斯坦的光电效应方程不能够说明光子具有动量，选项C错误；康普顿效应表明光子除了具有能量外还有动量，选项D错误．]6．(2017·北京卷)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 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h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108 m/s)( )A．10－21 J B．10－18 JC．10－15 J D．10－12 J解析：B [由题意知，电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝h c λ≈2×10－18 J，故选项B正确．]7．(多选)如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是( )A．入射光太弱B．入射光波长太长C．光照时间短D．电源正、负极接反解析：BD [入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故选项B正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D正确．][B级－能力练]8．(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．用紫外线观察不到类似的图象D．实验表明光是一种概率波解析：ABD [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；紫外线本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故C错误．]9．(2019·山西山大附中测试)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( )A．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C．增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大D．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生解析：B [用波长为λ0的光照射阴极K，电路中有光电流，说明入射光的频率ν＝cλ0大于金属的极限频率，换用波长为λ1的光照射阴极K，因为λ1>λ0，根据ν＝cλ可知，波长为λ1的光的频率不一定大于金属的极限频率，因此不一定能发生光电效应现象，A项错误；同理可以判断，B项正确；光电流的大小与入射光的强度有关，在一定频率与强度的光照射下，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U的增加而增大，当U增大到一定程度时，光电流达到饱和值，这时即使再增大U，在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增加，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流，增大电源电压，若光电流达到饱和值，则光电流也不会增大，C项错误；将电源极性反接，若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功，电路中仍有光电流产生，D项错误．]10．(多选)可以用甲图的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的频率等物理量间的关系．某次用甲装置，分别用a、b、c三束光照射同一个光电管阴极．分别得到三条光电流与电压关系的图线如图乙所示．根据你所学的相关理论，下列论述正确的是( )A．由乙图可知a、c的饱和光电流不同，所以a、c入射光的频率不同B．由乙图可知a、c的遏止电压相同，所以a、c光照射产生的光电子最大初动能相同C．由乙图可知a、b的遏止电压不同，可以判断b光的频率比a光的频率高D．由乙图可知a、b的饱和光电流不同，可以判断a的光强比c的光强大解析：BCD [a、c遏止电压相同，则a、c频率相同，光电子最大初动能相同；因为a 的饱和光电流大，所以a的光强大于c的光强；b的遏止电压大于a的遏止电压，所以b的频率高于a、c的频率，b能使某金属发生光电效应时，a、c不一定能．] 11．如图所示，N为铝板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出，铝的逸出功为4.2 eV.现分别用能量不同的光子照射铝板(各光子的能量在图上标出)，那么，下列图中有光电子到达金属网的是( )A．①②③B．②③C．③④D．①②解析：B [入射光的光子能量小于逸出功，则不能发生光电效应，故①错误．入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应；电场对光电子加速，故有光电子到达金属网，故②正确．入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程E km＝hν－W0＝3.8 eV，因为所加的电压为反向电压，反向电压为2 V，光电子能到达金属网，故③正确．入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程E km＝hν－W0＝3.8 eV，所加的反向电压为4 V，根据动能定理知，光电子不能到达金属网，故④错误．]12.(多选)在做光电效应实验时，某金属被光照射产生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能E k与入射光的频率ν的关系如图所示，C、ν0为已知量．由图线可知( )A．普朗克常量的数值B．该金属的逸出功C．该金属的极限频率D．入射光的频率增大，金属的极限频率随之增大解析：ABC [根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，E k－ν图象的斜率等于普朗克常量，A正确，E k－ν图象在纵轴上的截距的绝对值表示逸出功，B正确；当E k＝0时，ν＝ν0，极限频率为ν0，C正确；金属的极限频率是常量，D错误．]13．(2019·陕西师大附中检测)(多选)用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是( )A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长D ．若a 光是氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的，则b 光可能是氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的解析：CD [增大a 光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，A 错误；a 光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B 错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，因此a 光的频率大于b 光的频率，a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长，C 正确；氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的光子能量，D 正确．]14．如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能E k 与入射光的波长的倒数⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ的关系图象，由图象可知( )A ．图象中的λ0是产生光电效应的最小波长B ．普朗克常量和光速的乘积hc ＝E λ0C ．该金属的逸出功等于－ED ．若入射光的波长为λ03，产生的光电子的最大初动能为4E 解析：B [图象中的λ0是产生光电效应的最大波长，选项A 错误；根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能E k 与入射光的波长的倒数1λ的关系图象对应的函数关系式为E k ＝hc 1λ－W ，由图象可知E k ＝0时，hc ＝E λ0，选项B 正确；由E k ＝hc 1λ－W ，并结合关系图象可得该金属的逸出功W ＝E ，选项C 错误；若入射光的波长为λ03，由E k ＝hc 1λ－W ，解得E k ＝hc 1λ－W ＝3E －E ＝2E ，即产生的光电子的最大初动能为2E ，选项D 错误．]。

课时3 光电效应光的波粒二象性1.当用一束紫外线照射锌板时,发生了光电效应,这时( C )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解析:当用一束紫外线照射锌板时,发生了光电效应,有电子从锌板逸出,锌板带正电,选项C正确,A,B,D错误。

2.(多选)2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家,以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。

他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点,下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是( ABC )A.黑体的热辐射实际上是电磁辐射B.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说C.黑体的热辐射中能量是一份一份地辐射的D.微波和声波一样都只能在介质中传播解析:黑体的热辐射实际上是电磁辐射,A正确;普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说,B正确;黑体的热辐射中的能量是一份一份地辐射的,C正确;微波能在真空中传播,D错误。

3.(多选)黑体辐射的实验规律如图所示,由图可知( ACD )A.随温度升高,各种波长的辐射强度都增加B.随温度降低,各种波长的辐射强度都增加C.随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动解析:由图可知,随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加,且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,A,C,D正确,B错误。

4.(多选)关于光电效应,下列说法正确的是( AB )A.爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应现象B.入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比解析:只有认为光是一份一份的,每份就是一个光子,每个光子都具有一定的能量,一个光子置换一个电子,才能解释光电效应现象;发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率;光电子的最大初动能与入射光的强度无关,随入射光频率的增大而增大,并非成正比关系。

课时作业(五十三)光电效应波粒二象性[基础训练]1．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图象中，符合黑体辐射规律的是( )答案：A 解析：黑体辐射规律：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，由此可知A正确．2．下列有关光的波粒二象性的说法正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性答案：C 解析：从光的波粒二象性可知，光是同时具有波粒二象性的，只不过在有的情况下波动性显著，有的情况下粒子性显著．光的波长越长，越容易观察到其显示波动特征．光子是一种不带电的微观粒子，而电子是带负电的实物粒子，它们虽然都是微观粒子，但有本质区别．故上述选项中正确的是C.3．(多选)光电效应实验的装置如图所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是( )A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B．用绿光照射锌板，验电器指针会发生偏转C．锌板带的是负电荷D．使验电器指针发生偏转的是正电荷答案：AD 解析：将擦得很亮的锌板连接验电器，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电．进一步研究表明锌板带正电，这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，选项A、D正确，C错误．绿光不能使锌板发生光电效应，故选项B错误．4．对于爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，下面的理解中正确的是( )A．只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有相同的初动能E kB．式中的W0表示每个光电子从金属中逸出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C．逸出功W0和极限频率νc之间应满足关系式W0＝hνcD．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比答案：C 解析：爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0中的W0表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力所做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值，对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的，其他光电子的初动能都小于这个值，选项A、B错误；若入射光的频率恰好等于极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是0，因此有W0＝hνc，选项C正确；由E k＝hν－W0可知E k和ν之间是一次函数关系，但不是正比关系，选项D错误．5．关于光电效应，下列说法正确的是( )A．极限频率越大的金属，其逸出功越大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，频率越大，单位时间内逸出的光电子数就越多答案：A 解析：逸出功W0＝hν0，ν0越大，W0越大，A正确．每种金属都存在极限频率，小于极限频率的光照射时间再长也不会发生光电效应，B错误．由E k＝hν－W0知，在光照频率不变的情况下，E k越大，W0越小，C错误．入射光的光强一定时，频率越大，单位时间内逸出的光电子数就越少，D错误．6．(多选)如图所示，电路中所有元件完好，但当光照射到光电管上的金属材料上时，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是( )A．入射光太弱B．入射光的波长太长C．光照时间短D．电源正、负极接反答案：BD 解析：只要入射光的频率小于极限频率，就没有光电子逸出，只要所加反向电压大于遏止电压，电子就不能到达阳极，也不会有光电流，故B、D正确．7．下表给出了一些金属材料的逸出功，现用波长为400 nm 的单色光照射这些材料，能产生光电效应的最多有(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.0×108 m/s)( )A.2种C．4种D．5种答案：A 解析：波长为400 nm的单色光子的能量e＝hν＝h cλ＝6.6×10－34×3.0×108400×10－9J＝4.95×10－19 J，由题中表格可看出e大于铯、钙的逸出功，小于镁、铍、钛的逸出功，所以铯、钙能产生光电效应．8．如图所示，用单色光做双缝干涉实验．P处为亮条纹，Q处为暗条纹，不改变单色光的频率，而调整光源使极其微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子( )A．一定到达P处B．一定到达Q处C．可能到达Q处D．都不正确答案：C 解析：单个光子的运动路径是不可预测的，只知道落在P处的概率大，落在Q处的概率小，因此，一个光子从狭缝通过后可能落在P处也可能落在Q处，选项C正确．9．(多选)在光的双缝干涉实验中，光屏前放上照相底片并设法减弱光子流的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长的两种情况下，其实验结果是( )A．若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点B．若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹C．这一实验结果证明了光具有波粒二象性D．这一实验结果否定了光具有粒子性答案：ABC 解析：实验表明，大量光子的行为表现为波动性，个别光子的行为表现为粒子性，上述实验表明光具有波粒二象性，故选项A、B、C正确，选项D错误．[能力提升]10．(2017·北京东城高二期末)实验得到金属钙的光电子的最大初动能E kmax与入射光频率ν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( )A.kmaxB．如用金属钠做实验得到的E kmax­ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大C．如用金属钠做实验得到的E kmax­ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，－E k2)，则E k2<E k1D．如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，可能会有光电子逸出答案：C 解析：由光电效应方程E kmax＝hν－W可知E kmax­ν图线是直线，且斜率相同，选项A、B错；由表中所列的截止频率和逸出功数据可知选项C正确，选项D错误．11．(2017·江苏南京、盐城二模)用如图甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示，则光电子的最大初动能为________J，金属的逸出功为________J.答案：3.2×10－19 4.8×10－19解析：由图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压－2 V时，电流计示数为0，故光电子的最大初动能为E km＝2 eV＝3.2×10－19 J，根据光电效应方程E km＝hν－W0，可得W0＝3 eV＝4.8×10－19 J.12．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.甲乙(1)图甲中电极A 为光电管的________(填“阴极”或“阳极”)．(2)实验中测得铷的遏止电压U c 与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率ν0＝________Hz ，逸出功W 0＝________J.(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz ，则产生的光电子的最大初动能E kmax ＝________J.答案：(1)阳极 (2)5.15×1014 3.41×10－19 (3)1.23×10－19解析：(1)光束照射阴极，打到阳极A 上；(2)读出铷的截止频率νc ＝5.15×1014 Hz ，其逸出功W 0＝h νc ＝3.41×10－19 J ；(3)由爱因斯坦光电效应方程得E kmax ＝h ν－W 0＝1.23×10－19 J.13．如图所示表示黑体辐射强度随波长的变化图线．根据热辐射理论，辐射强度的极大值所对应的波长λm 与热力学温度之间存在如下关系：λm T ＝2.90×10－3m·K.求：(1)T ＝15 000 K 所对应的波长；(2)用T ＝15 000 K 所对应波长的光照射逸出功为W 0＝4.54 eV 的金属钨，能否发生光电效应？若能，逸出光电子的最大初动能是多少？答案：(1)1.93×10－7 m (2)能 1.90 eV解析：(1)由公式λm T ＝2.90×10－3 m·K 得λm ＝2.90×10－3T ＝2.90×10－315 000m≈1.93×10－7 m. (2)波长λm ＝1.93×10－7 m 的光子能量E ＝h ν＝hc λm ＝ 6.626×10－34×3×1081.93×10－7×1.6×10－19 eV≈6.44 eV 因E >W 0，故能发生光电效应．由光电效应方程E k ＝h ν－W 0，得E k ＝(6.44－4.54) eV ＝1.90 eV.。