2020届高三高考物理复习知识点复习卷：光电效应波粒二象性

精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！波粒二象性专题一、单选题1．用某一单色光照射一金属产生光电效应，入射光的波长从400nm减少到360nm,则遏止电压的改变是（）。

A. 0B. 0.345VC. 0.545VD. 1.231V【答案】B【解析】根据爱因斯坦光电效应方程，和，得到遏止电压和入射光频率的关系为：，又因为，则，所以当入射光的波长从=400nm减少到=360nm，则遏止电压的改变，代入数据得：=0.545V。

故本题选B2．关于近代物理内容的叙述正确的是（）A. 射线与射线一样是电磁波，但穿透本领比射线强B. 光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量C. 某原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少6个D. 氡的半衰期为天，4个氡原子核经过天后就一定只剩下1个氡原子核【答案】B【解析】γ射线是电磁波，β射线不是电磁波，β射线穿透本领比γ射线弱，选项A错误；光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量，选项B正确；某原子核经过一次衰变核内中子数减小2，两次衰变后，核内中子数减少2个，则核内中子数减少4个，选项C错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，则选项D错误；故选B.3．有关光的本性，下列说法正确的是()A. 光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B. 光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C. 大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D. 由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性【答案】D【解析】A、光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故A错误；B、光是概率波，不同与机械波；光的粒子性也不同与质点；即单个光子即具有粒子性也具有波动性；故B错误；C、单个光子即具有粒子性也具有波动性，只是大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故C错误；D、由于光具有波动性，又具有粒子性，即光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性，故无法只用其中一种去说明光的一切行为，故光具有波粒二象性，故D正确；故选D。

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 ＝hν－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5.44×1014 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 ．动量解析：A [根据爱因斯坦光电效应方程，得E km ＝hν－W 0，又W 0＝hνc ，联立得E km ＝hν－hνc ，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 ＝，可知该光电子的动量较小，根据λ＝可知，波长2mE k hp 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－W 0，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 ＝10－9 m)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 ＝6.6×10－34 J·s ，真空光速c ＝3×108 m/s)( )A ．10－21 JB ．10－18 JC ．10－15 JD ．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 ≈2×10－18 J ，故选项B 正确．]c λ7．(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＝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＝可c λ0c λ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的关系图象，由图象可知( )(1λ)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 ＝Eλ0C ．该金属的逸出功等于－ED ．若入射光的波长为，产生的光电子的最大初动能为4Eλ03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的关系图象对应的函数关系式为1λE k ＝hc －W ，由图象可知E k ＝0时，hc ＝Eλ0，选项B 正确；由E k ＝hc －W ，并结合关1λ1λ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，由E k ＝hc －W ，λ031λ解得E k ＝hc －W ＝3E －E ＝2E ，即产生的光电子的最大初动能为2E ，选项D 错误．]1λ。

第2讲光电效应波粒二象性一、选择题1.下列实验中,能证实光具有粒子性的是( )A.光电效应实验B.光的双缝干涉实验C.光的圆孔衍射实验D.泊松亮斑实验答案 A 光电效应现象说明光具有粒子性,A项正确;泊松亮斑是光的衍射现象,光的干涉和衍射现象均说明光具有波动性,B、C、D项均错误。

2.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能;若有N个频率为ν的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为(h为普朗克常量)( )A.hνB.NhνC.NhνD.2Nhν答案 C 光子能量与频率有关,一个光子能量为ε=h频率,N个光子能量为Nh频率,故C项正确。

3.已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz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.动量答案 A 钙的截止频率大,由光电效应方程E k=hν-W0=hν-hν0可知,钙逸出的光电子的最大初动能小,其动量p=,故动量小,由λ=可知,波长较大,则频率较小,选项A正确。

4.(多选)具有相等动能的电子和质子,下列说法中正确的是( )A.电子和质子具有的能量相等B.电子的德布罗意波长较长C.质子的波动性更明显D.分别用上述电子流和质子流通过同一狭缝做单缝衍射实验,电子的衍射现象更明显答案BD 质子质量大于电子质量,根据E=mc2可知,质子具有的能量大于电子具有的能量,故A项错误;根据E k=知,动能相等,质量大,动量大,由λ=得,电子动量小,则电子的德布罗意波长较长,故B项正确;质子的德布罗意波长短,波动性不明显,故C项错误;电子的德布罗意波长长,则电子的衍射现象更明显,故D项正确。

5.下列说法中正确的是( )A.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性B.康普顿效应说明光子既有能量又有动量C.光是高速运动的微观粒子,单个光子不具有波粒二象性D.宏观物体的德布罗意波长非常小,极易观察到它的波动答案 B 由德布罗意理论知,宏观物体的德布罗意波长太小,很难观察到波动性,但仍具有波粒二象性,A、D项错误;康普顿效应说明光子除了具有能量之外还有动量,B正确;波粒二象性是光子的特性,单个光子也具有波粒二象性,C项错误。

专题3 光电效应1．（2020·天津）在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。

下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（）A ．B ．C．D．【答案】D【详解】A．双缝干涉实验说明了光具有波动性，故A错误；B．光电效应实验，说明了光具有粒子性，故B错误；C．实验是有关电磁波的发射与接收，与原子核无关，故C错误；D．卢瑟福的α粒子散射实验导致发现了原子具有核式结构，故D正确；故选D。

2．（2023·海南）（多选）已知一个激光发射器功率为P，发射波长为λ的光，光速为c，普朗克常量为h，则（）A．光的频率为cλB．光子的能量为hλC．光子的动量为hλD．在时间t内激光器发射的光子数为Ptchλ【答案】AC【详解】A．光的频率cνλ=选项A正确；B．光子的能量A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C．光电效应揭示了光的粒子性D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性【答案】C【详解】A．波尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征，A错误；B．玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不能完全揭示微观粒子的运动规律，B错误；C．光电效应揭示了光的粒子性，C正确；D．电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，质子、中子及原子、分子均具有波动性，D错误。

故选C。

4．（2023·浙江）被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。

天眼对ηη<倍距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。

若天体射向天眼的辐射光子中，有(1)被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。

普朗克常量为h，则该天体发射频率为v 光子的功率为（）A．224NL h R νηB ．222NL h R νηC ．224L h R NηνD ．222L h R Nην【答案】A【详解】设天体发射频率为v 光子的功率为P ，由题意可知224R Pt Nh L πηνπ⨯⨯=其中t =1s ，解得224=NL h P R νη故选A 。

2023年高考物理热点复习：光电效应波粒二象性【2023高考课标解读】一、光电效应波粒二象性1．光电效应(1)定义：在光的照射下从金属表面发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子)。

(2)产生条件：入射光的频率大于金属极限频率。

(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10－9s。

2．光电效应方程(1)基本物理量①光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34J·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。

【知识拓展】与光电效应有关的五组概念对比1．光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。

光子是光电效应的因，光电子是果。

2．光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。

光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。

3．光电流与饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。

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光电效应、波粒二象性高考对光电效应、波粒二象性考查的重点有：光电效应规律的理解、爱因斯坦光电效应方程的理解和应用、光电效应相关图像的理解等，既可以对本部分内容单独考查，也可以与能级跃迁等知识相结合进行综合考查，主要以选择题的形式出现，考查学生的理解和综合应用能力。

光电效应规律的理解及其应用（2022重庆模拟）如图所示，在研究光电效应的实验中，保持P的位置不变，用单色光a照射阴极K，电流计G的指针不发生偏转；改用另一频率的单色光b照射K，电流计的指针发生偏转，那么（）A．增加a的强度一定能使电流计的指针发生偏转B．用b照射时通过电流计的电流由d到cC．只增加b的强度一定能使通过电流计的电流增大D．a的波长一定小于b的波长关键信息：用单色光a照射阴极K，电流计G的指针不发生偏转→a光的频率小于阴极K的截止频率→增加a的强度无法使电流计的指针发生偏转改用另一频率的单色光b照射K，电流计的指针发生偏转→b光的频率大于阴极K的截止频率→增加b的强度，可以使光电流增大解题思路：本题主要明确光电效应现象产生的条件是入射光的频率大于或等于金属的截止频率，来进行相关的判断。

明确在光的颜色（频率）不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大。

A ．用单色光a 照射阴极K ，电流计G 的指针不发生偏转，说明a 光的频率小于阴极K 的截止频率，增加a 的强度也无法使电流计的指针发生偏转，A 错误；B ．电子运动方向从d 到c ，电流方向从c 到d ，B 错误；C ．只增加b 的强度可以使光电流增大，使通过电流计的电流增大，C 正确；D ．b 光能使阴极K 发生光电效应，b 光的频率大于阴极K 的截止频率也就大于a 光的频率，由λ＝cν可知b 的波长一定小于a 的波长，D 错误。

故选C 。

（2022安徽月考）从1907年起，美国物理学家密立根用如图所示的实验装置测量光电效应中几个重要的物理量。

在这个实验中，若先后用频率为ν1、ν2的单色光照射阴极K 均可产生光电流。

备考2020年高考物理：44 光电效应波粒二象性一、单选题（共10题；共20分）1.关于光电效应，下列说法正确的是( )A. 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B. 从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小C. 只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应D. 截止频率越大的金属材料逸出功越大2.光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的颜色不变而强度减弱，则下列说法中正确的是( )A. 从光照射到金属表面到金属发出光电子之间的时间间隔将明显减小B. 逸出的光电子的最大初动能将增大C. 单位时间从金属表面逸出的光电子数目将减小D. 一定不再发生光电效应3.1905 年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理学奖。

下列关于光电效应的描述正确的是A. 只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应B. 金属的逸出功与入射光的频率和强度无关C. 用同种频率的光照射各种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同D. 发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，从光照射到金属表面到发射出光电子的时间间隔将明显增加4.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光照射时，有光电流产生。

关于光电效应及波粒二象性，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，光电流变大B. 光的波长越长，其粒子性越显著；频率越高，其波动性越显著C. 入射光的频率变高，光强不变，光电子的最大初动能不变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5.（2019•北京）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5.0eV，逸出光电子的最大动能为1.9eVD. 若入射光子的能量为5.0eV，相对光强越强，光电流越大6.金属P、Q的逸出功大小关系为W P>W Q，用不同频率的光照射两金属P、Q，可得光电子最大初动能E k与入射光的频率ν的关系图线分别为直线p、q，下列四图中可能正确的是（）A. B. C. D.7.如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。

第1讲光电效应波粒二象性主干梳理对点激活知识点 光电效应及其规律 Ⅰ1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的□01电子从表面逸出的现象。

2．光电子□02光电效应中发射出来的电子。

3．光电效应规律(1)存在饱和光电流：光照条件不变，当正向电压增大时，光电流趋于一个饱和值，即一定的光照条件下单位时间发出的光电子数目是一定的。

实验表明，光的频率一定时，入射光越强，饱和光电流□03越大，单位时间内发射的光电子数□04越多。

(2)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压U c 称为遏止电压。

遏止电压的存在意味着光电子的初动能有最大值E km ＝12m e v 2c ＝eU c ，称为光电子的最大初动能。

实验表明，遏止电压(或光电子的最大初动能)与入射光的□05强度无关，只随入射光频率的增大而□06增大。

(3)存在截止频率：每种金属都有一个极限频率或截止频率νc ，入射光的频率必须□07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。

(4)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率νc 时，无论入射光怎样微弱，光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s 。

知识点 爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ1．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＝□01hν。

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□02最小值。

3．最大初动能发生光电效应时，金属表面上的□03电子吸收光子后，除了要克服金属的逸出功外，有时还要克服原子的其他束缚而做功，这时光电子的初动能就比较小；当逸出过程只克服金属的逸出功，逸出时光电子的初动能称为最大初动能。

4．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：E k ＝□04hν－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□05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 ＝□0612m e v 2。

专题56 波粒二象性光电效应一、黑体辐射和量子1．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。

2．实验规律：随着温度升高，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

3．普朗克提出黑体辐射强度按波长分布的公式，理论与实验结果相符，但要求满足能量子假设。

4．能量子ε=hν，其中ν为电磁波频率，普朗克常量h=6.63×10–34J·s。

二、光电效应1．实验规律：（1）每种金属都有一个发生光电效应的最小频率，称为截止频率或极限频率（νc）。

（2）入射光的频率不变时，入射光越强，饱和光电流越大。

光电流的强度（单位时间内发射的光电子数）与入射光的强度成正比。

（3）入射光的频率不变时，存在一个使光电流减小到0的反向电压，即遏止电压（U c）。

表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。

（4）光照射到金属表面时，光电子的逸出几乎是瞬时的，精确测量为10–9 s。

2．爱因斯坦光电效应方程：E k=hν–W03．光电流与电压的关系图象（I–U图象）（1）电压范围足够大时，电流的最大值为饱和光电流I m，图线与横轴交点的横坐标的绝对值为遏止电压U c，光电子的最大初动能E k=eU c。

（2）频率相同的入射光，遏止电压相同，饱和光电流与光照强度成正比。

（3）不同频率的入射光，遏止电压不同，入射光频率越大，遏止电压越大。

4．最大初动能与入射光频率的关系图象（E k–ν图象）（1）函数方程为E k =hν–W 0=hν–hνc 。

（2）图线斜率等于普朗克常量h ，横轴截距等于截止频率v c ，纵轴截距绝对值E 等于逸出功W 0=hνc 。

5．遏止电压与入射光频率的关系图象（U c –ν图象）（1）函数方程为U c =h e ν–0W e =h e ν–c h eν。

（2）图线斜率与电子电荷量的乘积等于普朗克常量h ，横轴截距等于截止频率νc ，纵轴截距的绝对值与电子电荷量的乘积等于逸出功。

[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1．下列有关光的波粒二象性的说法中正确的是()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解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，有些行为(如光电效应)表现出粒子性，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，A、B错误；光的波粒二象性表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著，C正确，D错误．答案：C2．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：B3．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W ＝hν0，W ∝ν0，A 正确；只有照射光的频率ν大于金属极限频率ν0，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 ＝nhν，ν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：A4．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km .改为频率为2ν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 ．E km －hν B ．2E km C ．E km ＋hνD ．E km ＋2hν解析：根据爱因斯坦光电效应方程得E km ＝hν－W ，若入射光频率变为2ν，则E km ′＝h ·2ν－W ＝2hν－(hν－E km )＝hν＋E km ，故选C. 答案：C5．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( )解析：依据光电效应方程E k ＝hν－W 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＝Wh ，因此钨的截止频率小些，综上所述，A 图正确． 答案：A 二、多项选择题6．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解析：光电效应说明光具有粒子性，A 正确．衍射是波的特点，说明中子具有波动性，B 正确．黑体辐射的实验规律说明光具有粒子性，C 错误．动能相等的质子和电子，二者质量不同，动量不同，德布罗意波长不相等，D 错误． 答案：AB7．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( )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 ．用紫外线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，通过的光子数很少，呈现粒子性，A 正确．图象(c)曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，B 正确．该实验表明光是一种概率波，D 正确．紫外线本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，C 错误． 答案：ABD8．在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用波长为λ、2λ的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为2∶1，普朗克常量用h 表示，光在真空中的速度用c 表示，则( ) A ．光电子的最大初动能之比为2∶1 B ．该金属的截止频率为cλC ．用波长为52λ的单色光照射该金属时能发生光电效应 D ．用波长为4λ的单色光照射该金属时不能发生光电效应解析：在两种单色光照射下，逸出的光电子的最大速度之比为2∶1，由E k ＝12m v 2可知，光电子的最大初动能之比为4∶1，A 错误；又由hν＝W ＋E k 知，h c λ＝W ＋12m v 21 ，h c 2λ＝W ＋12m v 22，又v 1＝2v 2，解得W ＝h c 3λ，则该金属的截止频率为c3λ，B 错误；光的波长小于或等于3λ时才能发生光电效应，C 、D 正确． 答案：CD[能力题组]一、选择题9．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：A10．如图甲所示，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．把电路改为图乙，当电压表读数为2 V时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为()A．1.5 eV,0.6 eV B．1.7 eV,1.9 eVC．1.9 eV,2.6 eV D．3.1 eV,4.5 eV解析：光子能量hν＝2.5 eV的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生光电效应，当电压表读数大于或等于0.6 V时，电流表读数为零，则电子不能到达阳极，由动能定理eU＝12m v2m知，最大初动能E km＝eU＝0.6 eV，由光电效应方程hν＝E km＋W知W＝1.9 eV，对图乙，当电压表读数为2 V时，电子到达阳极的最大动能E km′＝E km＋eU′＝0.6 eV＋2 eV＝2.6 eV.故C正确．答案：C11.(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U c与入射光频率ν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．遏止电压是确定的，与照射光的频率无关C ．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0D ．入射光的频率为3ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0解析：根据光电效应方程E k ＝hν－W 和－eU c ＝0－E k 得，U c ＝h e ν－We ，可知当入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U c ＝h e ν－W e ，知图线的斜率等于he ，从图象上可以得出斜率的大小，若已知电子电荷量e ，可以求出普朗克常量h ，A 正确；从图象上可知逸出功W ＝hν0，根据光电效应方程得E k ＝h ·2ν0－W ＝h ν0，C 正确；E k ＝h ·3ν0－W ＝2hν0，D 错误． 答案：AC12．(多选)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k ，下列说法正确的是( ) A ．对于同种金属，E k 与照射光的强度无关 B ．对于同种金属，E k 与照射光的时间成正比 C ．对于同种金属，E k 与照射光的频率成线性关系D ．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k 与金属的逸出功成线性关系解析：发生光电效应，一个电子获得一个光子的能量，E k ＝hν－W ，所以E k 与照射光的强度无关，与光照射的时间无关，A 正确，B 错误；由E k ＝hν－W 可知，对同种金属，E k 与照射光的频率成线性关系，若频率不变，对不同金属，E k 与W 成线性关系，C 、D 正确． 答案：ACD 二、非选择题13．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm 的绿光照射阴极K ，实验测得流过电流表G 的电流I 与AK 之间的电势差U AK 满足如图乙所示规律，取h ＝6.63×10－34 J·s.结合图象，求：(结果保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K 时的最大动能． (2)该阴极材料的极限波长．解析：(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A ，阴极每秒钟发射的光电子的个数n ＝I m e ＝0.64×10－61.6×10－19(个)＝4.0×1012(个)光电子的最大初动能为E km ＝eU 0＝1.6×10－19C ×0.6 V ＝9.6×10－20J.(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程得E km ＝h c λ－h cλ0，代入数据得λ0＝0.66 μm. 答案：(1)4.0×1012个 9.6×10－20 J (2)0.66 μm14．用功率P 0＝1 W 的光源照射离光源r ＝3 m 处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长λ＝663 nm 的单色光，试计算：(1)1 s 内打到金属板1 m 2面积上的光子数；(2)若取该金属原子半径r 1＝0.5×10－10 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？解析：(1)离光源r ＝3 m 处的金属板1 m 2面积上1 s 内接收的光能 E 0＝P 0t4πr 2＝8.85×10－3 J每个光子的能量E ＝h cλ＝3×10－19 J 所以每秒接收的光子数 n ＝8.85×10－33×10－19＝2.95×1016个． (2)每个原子的截面积为 S 1＝πr 21＝7.85×10－21m 2把金属板看成由原子密集排列组成的，则面积S 1上接收的光的功率 P ′＝8.85×10－3×7.85×10－21 W ＝6.95×10－23 W 每两个光子落在原子上的时间间隔 Δt ＝E P ′＝3×10－196.95×10－23 s ＝4 317 s.答案：(1)2.95×1016个 (2)4 317 s。

第1节光电效应波粒二象性[高考导航]一、光电效应1．光电效应现象：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光电效应，发射出来的电子称为光电子。

2．光电效应的四个规律(1)每种金属都有一个极限频率。

(2)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。

(3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。

(4)光电流的强度与入射光的强度成正比。

3．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作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。

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，每一份叫作一个光的能量子，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原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。

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 ＝12m e v 2。

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＝hp，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量。

光电效应波粒二象性1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律.2.会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.3.知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．考点一光电效应的实验规律1．光电效应在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．2．实验规律(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．(4)光电流的强度与入射光的强度成正比．3．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．(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．[例题1]（2023•南通模拟）如图所示，用某频率的光照射光电管，研究饱和电流的影响因素，则（）A．电源的左端为负极B．换更高频率的光照射，电流表示数一定增大C．滑动变阻器滑片移至最左端，电流表示数为零D．滑动变阻器滑片向右移的过程中，电流表示数可能一直增大[例题2]（2023•抚州一模）光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。

下列判断正确的是（）A．锌板带正电，验电器带负电B．将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角变大C．使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板，验电器指针偏角变大D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器指针偏角变大[例题3]（2023春•东城区期末）把一块带负电的锌板连接在验电器上，验电器指针张开一定的角度。

用紫外线灯照射锌板发现验电器指针的张角发生变化。

下列说法正确的是（）A ．验电器指针的张角会变大B ．锌板上的正电荷转移到了验电器指针上C ．验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子D ．验电器指针的张角发生变化是因为紫外线让电子从锌板表面逸出考点二 光电效应方程和E k －ν图象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 ＝6.63×10－34J·s.2．光电效应方程(1)表达式：hν＝E k ＋W 0或E k ＝hν－W 0.(2)物理意义：金属中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电子的最大初动能E k ＝12mv 2.3．由E k －ν图象(如图)可以得到的信息(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc .(2)逸出功：图线与E k 轴交点的纵坐标的绝对值E ＝W 0. (3)普朗克常量：图线的斜率k ＝h .[例题4] （2024•成都三模）如图为美国物理学家密立根测量金属的遏止电压U c 与入射光频率ν的实验图像，该实验证实了爱因斯坦光电效应方程的正确性，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h 。

2019-2020年高中物理专题十三光电效应波粒二象性复习题新人教版1．下列说法正确的是( )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 ．γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性2．根据爱因斯坦的“光子说”可知( )A ．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说” B．光的波长越大，光子的能量越小C ．一束单色光的能量可以连续变化D ．只有光子数很多时，光才具有粒子性3．如图所示，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 光在真空中的速度大于b 光在真空中的速度D ．a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长4. 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 ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．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5. 图为一光电管电路，滑动变阻器滑动触头P 位于AB 上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有( )A ．加大照射光强度B ．换用波长短的光照射C ．将P 向B 滑动D ．将电源正负极对调6．某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．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，直至电流计中的电流恰好为零，此时电压表的电压值U 称为反向截止电压，根据反向截止电压可以计算出光电子的最大初动能E km .现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极K ，测量到反向截止电压分别为U 1和U 2，设电子的质量为m ，带电荷量为e ，则下列关系式中不正确的是( )A ．频率为ν1的光照射时光电子的最大初速度v ＝ 2eU 1mB ．阴极K 金属的逸出功W 0＝h ν1－eU 1C ．阴极K 金属的极限频率ν0＝U 2ν1－U 1ν2U 1－U 2D ．普朗克常量h ＝e 1－U 2ν1－ν27．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8．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9．用频率为ν1的单色光照射某种金属表面，发生了光电效应现象．现改为频率为ν2的另一单色光照射该金属表面，下面说法正确的是( )A．如果ν2＞ν1，能够发生光电效应B．如果ν2＜ν1，不能够发生光电效应C．如果ν2＞ν1，逸出光电子的最大初动能增大D．如果ν2＞ν1，逸出光电子的最大初动能不受影响10．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是( ) A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比C．对于同种金属，E k与光照射的时间成正比D．对于同种金属，E k与照射光的频率成线性关系E．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k与金属的逸出功成线性关系11．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为 4.27，与纵轴交点坐标为0.5)．由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5 eV12．图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为ν0.现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上，下列方法一定能够增加饱和光电流的是( )A．照射光频率不变，增加光强B．照射光强度不变，增加光的频率C．增加A、K电极间的电压D．减小A、K电极间的电压13．强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识．用强激光照射金属时，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应．如图所示，用频率为ν的强激光照射光电管阴极K，假设电子在极短时间内吸收两个光子形成光电效应．(已知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子的电荷量为e)．求：(1)光电子的最大初动能；(2)当光电管两极间反向电压增加到多大时，光电流恰好为零．。

拾躲市安息阳光实验学校高中物理考题精选（121）——光的波粒二象性1、如图所示，是氢原子四个能级的示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n ＝3的能级时，辐射出光子a.当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.则以下判断正确的是（）A．a光和b光由同一种介质射入空气中时a光更容易发生全反射B．光子a和光子b使同一种金属发生光电效应，由光子a照射产生的光电子的最大初动能大于光子b照射而产生的。

C．光子a的波长大于光子b的波长D．在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度答案 C2、近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )A．光只具有粒子性，它和物质的作用是一份一份的B．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C．大量光子表现光具有粒子性D．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性答案 D3、根据爱因斯坦的“光子说”可知________。

A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B．光的波长越大，光子的能量越小C．一束单色光的能量可以连续变化D．只有光子数很多时，光才具有粒子性答案 B 光子并非实物粒子，其能量是一份一份的，不连续变化，每个光子的能量ε＝hν＝h，光的波长越大，光子能量越小，所以选项A、C 错误，B正确。

光子数很少时，光表现出粒子性越明显，选项D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答案 D解析:少量光子落在胶片上,落点位置不确定,说明少量光子的运动显示粒子性,大量光子落在胶片上,出现了干涉条纹,呈现出波动性规律,说明大量光子的运动显示波动性,但不能说光只具有粒子性或只具有波动性,故只有选项D正确.5、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E.宏观运动的物体没有波动性答案 ABC解析:波粒二象性是微观世界具有的特殊规律,大量粒子运动的规律表现出波动性,而单个粒子的运动表现出粒子性.而宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到波动性,不是不具有波粒二象性.选项A、B、C正确.6、下列说法不正确的是（）A.光电效应和康普顿效应深入地解释了光的粒子性的一面B.光的干涉和衍射现象是光具有波动性的有力证据C.继电子的波动性被证实之后，科学家陆续证实了质子、中子、原子、分子等的波动性D.电子的德布罗意波长不可能比可见光的波长短答案 D7、下列四个实验示意图中，能揭示光的粒子性的是（）答案 B8、白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖．假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比( )A．频率变大B．速度变小C．光子能量变大 D．波长变长答案 D解析：光子与自由电子碰撞时，遵守动量守恒和能量守恒，自由电子碰撞前静止，碰撞后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小，故C错误；由λ＝、E＝hν可知光子频率变小，波长变长，故A错误，D正确；由于光子速度是不变的，故B错误．9、下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有( )答案 AB解析：选项A为康普顿效应，选项B为光电效应，康普顿效应和光电效应都深入揭示了光的粒子性；选项C为α粒子散射实验，未涉及光子，揭示了原子的核式结构；选项D为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续．10、麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中提出了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波．(1)一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图1所示，求该光波的频率．(2)图2表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC 界面上，a、b是其中的两条平行光线．光线a在玻璃砖中的光路已给出．画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数．答案(1)5×1014Hz(2)如图所示解析：设光在介质中的传播速度为v，波长为λ，频率为f，则f ＝①v ＝②联立①②式得f ＝③从波形图上读出波长λ＝4×10－7m，代入数据解得f＝5×1014Hz(2)光路如图所示11、下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）答案 C12、关于光的本性，下列说法正确的是（）（A）波长较长的光是波，波长较短的光是粒子（B）光有的时候是波，有的时候是粒子（C）光既具有波动性，同时又具有粒子性（D）光的干涉现象说明光具有波粒二象性答案 C13、对“光的波粒二象性”理解正确的是A．光既是一种波又是一种粒子B．光直线传播时表现为粒子性，发生衍射时表现为波动性C．个别光子是粒子，大量光子是波D．在光的干涉条纹中，明条纹是光子能够到达的地方，暗条纹是光子不能到达的地方答案 B14、人们对“光的本性”的认识，经历了漫长的发展过程．下列符合物理学史实的是（）（A）牛顿提出光是一种高速粒子流，并能解释一切光的现象（B）惠更斯认为光是机械波，并能解释一切光的现象（C）为了解释光电效应，爱因斯坦提出了光子说（D）为了说明光的本性，麦克斯韦提出了光的波粒二象性答案 C15、对于光的波粒二象性的说法中，正确的是A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子和电子是同种粒子，光波和机械波是同种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用形成的D．光子说中光子的能量E=hν表明光子具有波的特征答案 D16、近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )A．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C．大量光子表现光具有粒子性D．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性答案 D17、对光的认识，以下说法错误的是（）A 个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现出波动性B 光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C 光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D 光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显，答案 C18、人们对光本性的正确认识是（）（A）光是一种可见的高速运动微粒（B）光是波长极短的射线（C）光是一种电磁波（D）光子不具有波动性答案 C19、康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．右图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子：（）A．可能沿1方向，且波长变小B．可能沿2方向，且波长变小C．可能沿1方向，且波长变长D．可能沿3方向，且波长变长答案 C20、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)所示的图像，则（）(A)图像(a)表明光具有粒子性(B)图像(c)表明光具有波动性(C)用紫外光观察不到类似的图像(D)实验表明光是一种概率波答案 AB D21、对光的波粒二象性的理解，正确的是（）（A）凡是光的现象，都可用光的波动性去解释，也可用光的粒子性去解释（B）波粒二象性就是微粒说与波动说的统一（C）一切粒子的运动都具有波粒二象性（D）大量光子往往表现出波动性，少量光子往往表现出粒子性答案 CD22、光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转换成水的内能．如图K50－3所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成内能，这种镀膜技术的物理依据是( )A．光的直线传播 B．光的粒子性C．光的干涉 D．光的衍射答案 C [解析] 真空玻璃管上镀膜技术是利用薄膜干涉原理来增强透射光的，这种镀膜技术的物理依据是使薄膜厚度等于光在薄膜介质中波长的，入射光经薄膜的前后表面反射后发生光的干涉，选项C正确。