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 (含答案)

光电效应、波粒二象性测试题及解析1．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明()A ．光的本质是波B ．光的本质是粒子C ．光的能量在胶片上分布不均匀D ．光到达胶片上不同位置的概率相同解析：选C 用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片出现的图样说明光具有波粒二象性，故A 、B 错误；该实验说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C 正确，D 错误。

2．(2020·滨州模拟)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：选A 由爱因斯坦光电效应方程12m v 2m ＝hν－W 0，又由W 0＝hν0，可得光电子的最大初动能12m v 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，B 、C 、D 错误；又由c ＝λf 可知光电子频率较小时，波长较大，A 正确。

3．[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：选BD 若入射光波长太长，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，若使该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D 正确。

4．(2019·北京高考)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/eV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 eVD．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大解析：选B由光子的能量E＝hν，可知若入射光子的能量不同，则入射光子的频率不同，A正确。

光电效应练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示为光电管工作原理图，当有波长（均指真空中的波长，下同）为λ的光照射阴极板K 时，电路中有光电流，则（ ）A ．换用波长为λ1（λ1＞λ）的光照射阴极K 时，电路中一定没有光电流B ．换用波长为λ2（λ2＜λ）的光照射阴极K 时，电路中一定没有光电流C ．增加电路中电源的端电压，电路中的光电流可能增大D ．将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流2．关于光电效应，以下说法正确的是（ ）A ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B ．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C ．能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功D ．用频率是1ν的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是v 2的黄光照射该金属一定不发生光电效应3．如图所示，用可见光照射金属板，发现与该金属板相连的验电器指针张开一定角度，下列说法中不正确的有（ ）A ．验电器指针带正电B ．有一部分电子从金属板表面逸出C ．如果改用相同强度的红外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度D ．如果改用相同强度的紫外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度4．真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其截止频率对应的光波波长分别为1λ和2λ）制成，板面积为S ，间距为d ．现用波长为12()λλλλ<<的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量Q 正比于A ．11()d S λλλλ-B ．22()d S λλλλ- C ．11()S d λλλλ- D ．22()S d λλλλ- 5．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到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（甲、乙交于U c 2）。

则可判断出（ ）A ．甲的光照强度小于乙的光照强度B ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率C ．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D ．若乙光能使某金属板发生光电效应，则丙光一定也可以6．a 、b 、c 三条平行光线从空气射向玻璃砖且方向垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径，如图所示。

光电效应波粒二象性1.(多选)下列说法中正确的是( )A.普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论B.大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹，这表明所有的电子都落在明条纹处C.电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性D.光波是一种概率波，光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质解析普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，A正确；不可能所有的电子都落在明条纹处，B错误；所有粒子都具有波粒二象性，C正确；波粒二象性是光的根本属性，与光子之间的相互作用无关，D错误。

答案AC2.(2019·扬州中学月考)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中(如图)，符合黑体辐射实验规律的是( )解析黑体辐射的强度随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以选项A正确。

答案 A3.(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现光子除了具有能量之外还具有动量，被电子散射的X光子与入射的X光子相比( )A.速度减小B.频率减小C.波长减小D.能量减小解析光速不变，A项错误；光子将一部分能量转移到电子，其能量减小，随之光子的频率减小、波长变长，B、D 项正确，C项错误。

答案BD4.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1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( )图1A.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解析由这些照片可以看出，少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故选项D正确。

答案 D5.(2017·全国卷Ⅲ，19)(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。

高考物理《光电效应、波粒二象性》真题练习含答案1．[2024·山西省忻州市期中联考]对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．关于黑体辐射，下列说法正确的是() A．黑体不会辐射电磁波B．温度低于0 ℃的物体不会辐射电磁波C．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍D．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律答案：C解析：一切物体都会辐射电磁波，绝对零度的物体才可能没有辐射，温度越高，辐射的电磁波越强，A、B错误；普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象，C正确，D错误．2.[2023·辽宁卷]原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂．某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④.若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为E k，则()A．①和③的能量相等B．②的频率大于④的频率C．用②照射该金属一定能发生光电效应D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于E k答案：A解析：由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②的频率小于④的频率，选项B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为E k，根据E km＝hν－W逸出功则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于E k，选项D错误．故选A.3．在光电效应实验中，某同学用a、b两种单色光分别照射同一光电管，发现a光对应的遏止电压大于b光对应的遏止电压．下列说法正确的是()A．a光对应的光电子最大动能较小B．a光光子的能量小于b光光子的能量C．a光的粒子性比b光的粒子性明显D．a光在真空中的传播速度大于b光答案：C解析：由爱因斯坦光电效应方程得E km＝hν－W0＝eU c，a光对应的遏止电压大于b光对应的遏止电压，所以a光对应的光电子最大初动能较大，a光的频率较大，a光光子的能量大于b光光子的能量，A、B错误；a光的频率较大，所以a光的粒子性比b光的粒子性明显，C正确；a光和b光在真空中的传播速度一样大，D错误．4．(多选)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验．如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10－23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上，已知电子质量为9.1×10－31kg，普朗克常量取6.6×10－34J·s，下列说法正确的是()A．发射电子的动能约为8.0×10－15JB．发射电子的物质波波长约为5.5×10－11mC．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样答案：BD解析：根据动量大小与动能关系可知，发射电子的动能约为E k＝p22m≈8.0×10－17J，A错误；发射电子的物质波波长λ＝hp≈5.5×10－11m，B正确；物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子才能显示出干涉图样，C错误，D正确．5．[2024·四川省成都市模拟]分别用波长为λ和2λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为3∶1，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为( )A ．hc 4λB ．hc 2λC ．3hc 4λD ．hc λ答案：A解析：单色光的能量为E ＝hν＝h c λ，根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能为E km ＝hν－W ，则E km 1＝h c λ －W ，E km 2＝h c 2λ－W ，其中E km 1∶E km 2＝3∶1，联立解得W ＝hc 4λ，A 正确．6．[2024·湖南省长沙市雅礼中学月考]如图所示为研究光电效应的电路图．开关闭合后，当用波长为λ0的单色光照射光电管的阴极K 时，电流表有示数．下列说法正确的是( )A ．若只让滑片P 向D 端移动，则电流表的示数一定增大B ．若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大C ．若改用波长小于λ0的单色光照射光电管的阴极K ，则阴极K 的逸出功变大D ．若改用波长大于λ0的单色光照射光电管的阴极K ，则电流表的示数一定为零 答案：B解析：只让滑片P 向D 端移动，A 、K 间电压增大，所加电压为正向电压，如果光电流达到饱和值，增加电压，电流表示数也不会增大，A 错误；只增加单色光强度，逸出的光电子数增多，光电流增大，B 正确；阴极K 的逸出功与入射光无关，C 错误；若改用波长大于λ0的单色光，能量减小，可能会发生光电效应，则电流表的示数不一定为零，故D 错误．7．[2024·浙江省百校调研](多选)如图1所示是一款光电烟雾探测器的原理图．当有烟雾进入时，来自光源S 的光被烟雾散射后进入光电管C ，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流．如果产生的光电流大于10－8 A ，便会触发报警系统．金属钠的遏止电压U c 随入射光频率ν的变化规律如图2所示，则( )A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×10－7 m B．图2中图像斜率的物理意义为普朗克常量hC．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是N＝6.25×1010个D．通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是可行的答案：CD解析：根据题意可知金属的截止频率为νc＝6×1014Hz，则有λ＝cνc＝3.0×1086.0×1014m＝5.0×10－7 m，所以光源S发出的光波波长不能大于5.0×10－7 m，A错误；根据遏制电压与光电子的最大初动能之间的关系，同时结合爱因斯坦的光电效应方程可得eU c＝E k＝hν－hνc ，整理得U c＝heν－heνc，由此可得图像的斜率为he，B错误；当光电流等于10－8A时，根据电流的定义式可知每秒产生的光子的个数为N＝Ite＝10－8×11.6×10－19个＝6.25×1010个，C 正确；当光源S发出的光能使光电管发生光电效应，则光源越强，被烟雾散射进入光电管的光就越多，越容易探测到烟雾，也就是说光电烟雾探测器灵敏度越高，即通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是可行的，D正确．。

12.1 波粒二象性1.（2019年温州质检）（多选）下列关于波粒二象性的说法正确的是（ ）A.光电效应揭示了光的波动性B.使光子一个一个地通过单缝，若时间足够长，底片上也会出现衍射图样C.黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性解析：光电效应揭示了光的粒子性，A 错误；单个光子通过单缝后在底片上呈现出随机性，但大量光子通过单缝后在底片上呈现出波动性，B 正确；黑体辐射的实验规律说明了电磁辐射是量子化的，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性来解释，C 正确；热中子束射在晶体上产生衍射图样，是由于运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，D 正确.答案：BCD2.（2019年黄冈中学模拟）（多选）如图12－1－9所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c 、da 照射光电管时，灵敏电流计G 的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b 照射该光电管时，灵敏电流计G 是 （ ）图12－1－9A.a 光的频率一定大于b 光的频率B.电源正极可能与c 接线柱连接C.用b 光照射光电管时，一定没有发生光电效应D.若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e →G →f解析：由于电源的接法不知道，所以有两种情况：①c 接负极，d 接正极：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，知ab 照射光电管阴极K 时，电流计G 的指针不发生偏转，知b 光的频率小于金属的极限频率，所以a 光的频率一定大于b 光的频率.②c 接正极，d 接负极：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，知a 光产生的光电子能到达负极db 照射光电管阴极K 时，电流计G 的指针不发生偏转，知b 光即使产生光电子也不能到达负极d 端，所以a 光产生的光电子的最大初动能大，所以a 光的频率一定大于b 光的频率，故A 、B 正确；由以上的分析可知，不能判断出用b 光照射光电管时，一定没有发生光电效应，故C 错误；电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e →G →f ，故D 正确. 答案：ABD3.现有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa ∶λb ∶λc a 光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为E k ，若改用b 光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为13E k ，当改用c 光束照射该金属板时（ ） A.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为16E k B.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为19E kC.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为112E kD.由于c 光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应解析：对a 、b 两束光由光电效应方程有hc λa －W 0＝E k ，hc 2λa －W 0＝13E k ，联立解得hc λa ＝43E k ，W 0＝13E k .当改用c 光束照射该金属板时有hc 3λ0－W 0＝49E k －13E k ＝19E k ，B 正确. 答案：B4.如图12－1－10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，则下列方法一定能够增加饱和光电流的是（ ）图12－1－10A.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 电极间的电压解析：要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有A 正确.答案：A。

光电效应波粒二象性[根底训练]1．如下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( )2．如下有关光的波粒二象性的说法正确的答案是( )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3．(多项选择)光电效应实验的装置如下列图，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，如此如下说法中正确的答案是( )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答案是( )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一样的初动能E kB．式中的W0表示每个光电子从金属中逸出过程中抑制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5．关于光电效应，如下说法正确的答案是( )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．从金属外表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6．(多项选择)如下列图，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)( )材料铯钙镁铍钛逸出功(×10－19 J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6A.2种B．3种C．4种D．5种8．如下列图，用单色光做双缝干预实验．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9．(多项选择)在光的双缝干预实验中，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．假设曝光时间不长，如此底片上出现一些无规如此的点B．假设曝光时间足够长，如此底片上出现干预条纹C．这一实验结果证明了光具有波粒二象性D．这一实验结果否认了光具有粒子性[能力提升]10．(2017·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的关系如下列图．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( )金属钨钙钠截止频率ν0/Hz 10.95 7.73 5.53逸出功W/eV 4.54 3.20 2.29A.如用金属钨做实验得到的E kmax­ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大B．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)，如此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，如此光电子的最大初动能为________J，金属的逸出功为________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．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，如此铷的截止频率ν0＝________Hz，逸出功W0＝________J.(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，如此产生的光电子的最大初动能E kmax ＝________J.13．如下列图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W0＝4.54 eV的金属钨，能否发生光电效应？假设能，逸出光电子的最大初动能是多少？参考答案1.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.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答案是C.3.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．进一步研究明确锌板带正电，这说明在紫外线的照射下，锌板中有一局部自由电子从外表飞出来，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，应当选项B错误．4.答案：C 解析：爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0中的W0表示从金属外表直接逸出的光电子抑制金属中正电荷引力所做的功，因此是所有逸出的光电子中抑制引力做功的最小值，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；假设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.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.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.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.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.答案：ABC 解析：实验明确，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，上述实验明确光具有波粒二象性，应当选项A 、B 、C 正确，选项D 错误．10.答案：C 解析：由光电效应方程E kmax ＝hν－W 可知E kmax ­ν图线是直线，且斜率一样，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.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－W 0，可得W 0＝3 eV ＝4.8×10－19 J. 12.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＝hνc ＝3.41×10－19 J ；(3)由爱因斯坦光电效应方程得E kmax ＝hν－W 0＝1.23×10－19 J.13.答案：(1)1.93×10－7m (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 ＝hν＝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 ＝hν－W 0，得E k ＝(6.44－4.54) eV ＝1.90 eV.。

高中物理《波粒二象性》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．利用公式εhν可以直接计算（）A．电流B．电压C．能量D．电阻2．用一种单色光照射某金属，产生光电子的最大初动能为E k，单位时间内发射光电子数量为n，若增大该入射光的强度，则（）A．E k增加，n增加B．E k增加，n不变C．E k不变，n不变D．E k不变，n增加3．有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是（）A．红光频率最大B．在空气中红光的波长最小C．红光光子的能量大于绿光光子的能量D．用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小4．如图是研究光电效应的装置，用某一频率的光束照射金属板K，有粒子逸出，则（）A．逸出的粒子带正电B．改变光束的频率，金属的逸出功随之改变C．减小光束的光强，逸出的粒子初动能减少D．减小光束的频率，金属板K可能没有粒子逸出5．下列说法正确的是（）A．变化的磁场产生电场，变化的电场不产生磁场B．黑体不反射电磁波，也不向外辐射电磁波C．原子从高能态向低能态跃迁时吸收光子的能量，等于前后两个能级之差D．波速等于波长乘以频率6．如图所示，虚线圆的半径为R，某激光器的一端固定于圆心O点，且绕O点以角速度ω转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出功率为P、波长为λ的细束激光（不计光束截面积），在虚线圆某处固定一弧形接收屏，该接收屏沿虚线圆的长度为l。

已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为（）A．lcPh RλωB．l PhcRλωC．l cPhRλωD．hRl cPωλ7．某同学用如图所示的装置研究光电效应现象，开始时，滑动变阻器滑片c移在最右端b点．用光子能量为4.2eV的光照射到光电管上，此时电流表G有读数．向左移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于1.5V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是（）A．光电子最大初动能为2.7eVB．光电管阴极的逸出功为1.5eVC．当电流表示数为零时，断开电键，电流表示数不再为零D．将电源的正负极调换，变阻器滑片从b移到a，电流表的示数一直增大8．像增强器是能够把亮度很低的光学图像变为足够亮度的像的真空光电管。

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。

高考物理总复习第十二章第1节光电效应波粒二象性练习含解析1.在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是( C )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:按照光的波动理论,电子通过波动吸收能量,若波的能量不足以使得电子逸出,那么就需要多吸收一些,需要一个能量累积的过程,而不是瞬时的,选项A与波动理论矛盾.根据波动理论,能量大小与波动的振幅有关,而与频率无关,即使光的能量不够大,只要金属表面的电子持续吸收经过一个能量累积过程,都可以发生光电效应,选项B与波动理论矛盾;光电子逸出后的最大初动能与入射光的能量有关,即与入射光的波动振幅有关,与频率无关,选项D与波动理论矛盾.对于光电流大小,根据波动理论,入射光增强,能量增大,所以光电流增大,选项C与波动理论并不矛盾,选项C正确.2.(2019·安徽六安模拟)下列说法中正确的是( B )A.光电效应实验中,只有入射光频率小于极限频率时才能产生光电子B.若某材料的逸出功是W0,则它的极限频率νc=C.大量光子的效果往往表现出粒子性,个别光子的行为往往表现出波动性D.在光电效应现象中,增大入射光的频率一定能增大光电流解析:光电效应实验中,只有入射光频率大于等于金属的极限频率时才能发生光电效应,从而产生光电子,选项A错误;若某材料的逸出功是W0,则它的极限频率νc=,选项B正确;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,选项C错误;在光电效应现象中,增大入射光的频率一定能增大光电子的最大初动能,不一定能增大光电流的大小,选项D错误.3.(2019·四川成都模拟)如图为研究光电效应规律的实验电路图.若用频率略大于阴极材料的极限频率的光照射,电流表指针未发生偏转,要使电流表指针发生偏转,采用的措施应为( A )A.增大入射光的频率B.增大入射光的强度C.使入射光由K改照AD.使变阻器的滑片P向左移动解析:由题意可知,入射光的频率略大于阴极材料的极限频率,会发生光电效应但电流表示数为零,说明阴极K与阳极A间所加的电压为反向电压且大于遏止电压;增大入射光的频率,即增大光电子的最大初动能,可以使得光电子到达阳极A,电流表指针发生偏转,A正确;入射光的强度与光电子的最大初动能无关,B错误;入射光照射阳极A,不会发生光电效应,C错误;滑片P向左移动,反向电压增大,电流表指针不发生偏转,D错误.4.(2019·江西南昌模拟)用某种单色光照射某金属表面,没有发生光电效应,下列做法中有可能发生光电效应的是( D )A.增加照射时间B.改用波长更长的单色光照射C.改用光强更大的单色光照射D.改用频率更高的单色光照射解析:发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于金属的截止频率,与增加光的照射时间和增大光的强度都无关,故A,C错误.改用波长更长的光照射时,其频率小于原光的频率,则不可能发生光电效应,而当改用频率更高的光时,可能发生光电效应,所以B错误,D正确.5.(2019·陕西汉中模拟)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.下列说法正确的是( A )A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和电流变大B.入射光的频率变高,饱和电流变大C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变小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:保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和电流变大,故A正确;饱和电流与入射光的频率无关,故B错误;根据光电效应的规律,光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,所以入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大,故C错误;如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应,不会有光电流产生,故D错误.6.(2019·福建泉州模拟)对爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0,下面的理解正确的是( C )A.用相同频率的光照射同一金属,逸出的所有光电子都具有相同的初动能E kB.遏止电压与逸出功的关系是eU c=W0C.逸出功W0和极限频率νc之间满足关系式W0=hνcD.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比解析:根据光电效应方程E k=hν-W0知,同种频率的光照射同一种金属,光电子从金属中逸出的情况不一定相同,则光电子的初动能不一定相同,故A错误;根据eU c=E k=hν-W0可知eU c≠W0,故B错误;根据光电效应方程E k=hν-W0知,当最大初动能为零时,入射频率即为极限频率,则有W0=hνc,故C正确;根据光电效应方程E k=hν-W0知,最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不是正比关系,故D错误.7.(2019·湖南怀化模拟)如图所示为光电管工作原理图,当有波长(均指真空中的波长,下同)为λ的光照射阴极板K时,电路中有光电流,则( B )A.换用波长为λ1(λ1>λ)的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流B.换用波长为λ2(λ2<λ)的光照射阴极K时,电路中一定有光电流C.增加电路中电源的路端电压,电路中的光电流一定增大D.将电路中电源的极性反接,电路中一定没有光电流解析:波长为λ1(λ1>λ)的光的频率有可能大于极限频率,电路中可能有光电流,故A错误;波长为λ2(λ2<λ)的光的频率一定大于极限频率,电路中一定有光电流,故B正确;光电流的大小与入射光的强度有关,增加路端电压时,若减小入射光强度,光电流有可能减小,故C错误;将电路中电源的极性反接,逸出的光电子虽受到电场阻力,但可能到达A极,从而形成光电流,故D 错误.8.(2019·湖南永州模拟)一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),该粒子的德布罗意波长为( C )A. B.C. D.解析:加速后的速度为v,根据动能定理可得qU=mv2所以v=,由德布罗意波长公式可得λ===,所以选项C正确.9.一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波长为( A )A. B. C. D.解析:中子的动量p1=,氘核的动量p2=,同向正碰后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波长λ3==,A正确.10.(2019·广西南宁模拟)某金属被光照射后产生了光电效应现象,测得光电子的最大初动能E km与入射光频率ν之间的关系如图所示.已知h为普朗克常量,电子的电荷量的绝对值为e,则当入射光频率为3νc时,其遏止电压为( C )A.hνcB.3hνcC.D.解析:由爱因斯坦光电效应方程E km=hν-W0可知,当ν=νc时,有W0=hνc,故当入射光的频率为3νc时,光电子的最大初动能为E km=2hνc,又因为-eU c=0-E km,所以此时遏止电压U c=,C正确.11.(2019·江西南昌模拟)普朗克在研究黑体辐射的基础上,提出了量子理论,下列关于描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是( D )解析:黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量,温度越高,辐射强度越大,故A,C错误.黑体辐射的波长分布情况也随温度而变,温度越高,辐射的电磁波的波长极大值向波长短的方向移动,故B错误,D正确.12.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( C )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C.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流方向是由c到dD.将电源正负极反接时,a光照射光电管阴极K时电流计仍一定发生偏转解析:由题意可知,νa>νc,νb<νc,故a光的波长小于b光的波长,A错误;发生光电效应的条件ν>νc ,增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转,B错误;发生光电效应时,电子从光电管左端运动到右端,而电流的方向与电子定向移动的方向相反,所以流过电流计G的电流方向是c流向d,故C正确;将电源正负极反接时,即加反向电压,当反向电压增大到一定程度,可以使逸出的光电子到不了阳极,即不能形成回路,即电流计没有电流,故D错误.13.(多选)研究光电效应实验电路图如图(a)所示,其光电流与电压的关系如图(b)所示.则下列说法中正确的是( BC )A.若把滑动变阻器的滑动触头向右滑动,光电流一定增大B.图线甲与乙是同一种入射光,且甲的入射光强度大于乙光C.由图(b)可知,乙光的频率小于丙光频率D.若将甲光换成丙光来照射锌板,其逸出功将减小解析:滑动变阻器的滑片右移,光电流可能增大,也可能已达到饱和电流而不变,故A错误;遏止电压相同,说明最大初动能相同,即入射频率相同,但饱和电流不同,说明入射光强度不同,饱和电流越大,入射光强度越大,B正确;遏止电压越大,最大初动能越大,说明入射光频率越大,C 正确;逸出功只由金属本身性质决定,与入射光频率无关,D错误.14.(2018·湖北黄石模拟)下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏cU c/V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 ν/×1014 Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501由以上数据描点连线,可得直线方程U c=0.397 3-1.702 4,如图所示.则这种金属的截止频率约为( B )A.3.5×1014 HzB.4.3×1014 HzC.5.5×1014 HzD.6.0×1014 Hz解析:根据光电效应方程得E k=hν-W0=hν-hνc=U c e,解得U c=ν-=ν-.与直线方程U c=0.397 3-1.702 4比较可知,图线的斜率为=,同时=1.702 4,联立得νc≈4.3×1014 Hz,故B正确,A,C,D错误.15.现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构.为满足测量要求,将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为,其中n>1.已知普朗克常量h,电子质量m和电子电荷量e,电子的初速度不计,则显微镜工作时电子的加速电压应为( D )A. B. C. D.解析:设显微镜工作时电子的加速电压为U,根据动能定理得,eU=mv2,又p=,mv2=,λ=,联立解得U=,故D正确.16.A,B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为E A,E B.则下列说法正确的是( C )A.A,B两种光子的频率之比为1∶2B.A,B两种光子的动量之比为1∶2C.该金属的逸出功为W0=E A-2E BD.该金属的极限频率为νc=解析:光子的能量ε=hν,则A,B两种光子的频率之比为2∶1,故A错误;动量p=,λ=,A,B 两种光子的动量之比为2∶1,故B错误;光电子的最大初动能E km=hν-W0,有E A=εA-W0,E B=εB-W0,又εA=2εB,联立解得,W0=E A-2E B,故C正确;该金属的极限频率为νc==,故D错误.。

高考物理二轮选择题专练——光的波粒二象性练习题（共30题，有答案）1．2019年10月31日，重庆半导体光电科技产业同正式开工建设，标志着我国对光电效应的研究转型为自主研发，下列有关光电效应的说法正确的是（）A.某种单色光照射到金属表面时，只要光足够强就能发生光电效应，与频率无关B.任何金属都存在截止频率，入射光的频率必须大于该金属的截止频率时才能发生光电效应C.若某单色光照在金属表面已发生光电效应，不改变光强的条件下增大入射光的频率，形成的饱和光电流将随之增大D.发生光电效应时，入射光的频率越大，要使具有最大初动能的光电子的动能减为零所需反向电压就越小2．硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似：当光照射硅光电池，回路里就会产生电流。

关于光电效应，下列说法正确的是（）A.任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流B.只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D.超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大3．光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。

在高于某特定频率的电磁波照射下，某些金属内部的电子会被光子激发出来而形成光电子。

下列关于光电效应的说法正确的是（）A.光电效应是原子核吸收光子后向外释放电子的现象B.光电子的最大初动能Ek与入射光的强度无关C.相同强度的黄光和绿光照射同种金属材料时相同时间内逸出的光电子数相等D.入射光的频率为原来的一半时，逸出的光电子数一定减半4．某同学研究光电效应的实验电路如图所示，用不同的光分别照射密封管真空管的钠阴极（阴极K），钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（为甲光.乙光.丙光），如图所示，则以下说法正确的是（）A.甲光的强度小于乙光的强度B.乙光的频率小于丙光的频率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速度大于乙光的光电子的最大初动能5．光电效应实验的装置如图所示，用A.B两种不同频率的单色光分别照射锌板，A光能使验电器的指针发生偏转，B光则不能使验电器的指针发生偏转，下列说法正确的是（）A.照射光A光的频率小于照射光B光的频率B.增大照射光A的强度，验电器指针张角将变小C.使验电器指针发生偏转的是正电荷D.若A光是氢原子从n＝5能级向n＝1能级跃迁时产生的，则B光可能是氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时产生的6．用光子能量为5.0eV的一束光照射阴极P，如图，当电键K断开时。

第一节光电效应波粒二象性(建议用时：60分钟)一、单项选择题1．(2018·茂名模拟)用一束紫外线照射某金属时不能发生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是( )A．改用红光照射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：选B.根据光电效应发生的条件ν＞ν0，必须用能量更大，即频率更高的粒子．能否发生光电效应与光的强度和照射时间无关．X射线的频率大于紫外线的频率．故A、C、D错误，B正确．2．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( )A．发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内从金属内逸出的光电子数目增多B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 sD．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生解析：选A.发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内打到金属上的光子个数增加，则从金属内逸出的光电子数目增多，选项A正确；光电子的最大初动能跟入射光强度无关，随入射光的频率增大而增大，选项B错误；发生光电效应的反应时间一般都不超过10－9 s，选项C错误；只有入射光的频率大于该金属的极限频率时，即入射光的波长小于该金属的极限波长时，光电效应才能发生，选项D错误．3．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.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．都能产生光电子解析：选D.根据爱因斯坦光电效应方程可知，只有光源的波长小于某金属的极限波长，才有光电子逸出，该光源发出的光的波长有小于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．4．(2018·湖北八校联考)下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c和入射光的频率ν的几组数据．U c /V 0.541.6370.714 0.809 0.878 ν/×1014 Hz 5.6445.888 6.098 6.303 6.501 由以上数据应用Excel 描点连线，可得直线方程，如图所示．则这种金属的截止频率约为( )A ．3.5×1014HzB ．4.3×1014HzC ．5.5×1014HzD ．6.0×1014Hz解析：选B.遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率，根据方程U c ＝0.397 3ν1014－1.702 4，当U c ＝0时，解得ν≈4.3×1014Hz ，B 正确．5．(2017·高考北京卷)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：选B.光子的能量E＝hν，c＝λν，联立解得E≈2×10－18 J，B项正确．6．(2018·江苏苏锡常镇四市调研)如图所示为研究光电效应现象的实验，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是( )A．入射光强度较弱B．入射光波长太长C．电源电压太高D．光照射时间太短解析：选B.光的强度和光照时间都不能决定能否发生光电效应；光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，则可能是没有发生光电效应，即入射光的频率过小，波长较大造成的；电源电压也不能决定光电管中能否有光电流；故选项B正确，A、C、D错误．7．1927年戴维孙和汤姆孙分别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．如图所示的是该实验装置的简化图，下列说法错误的是( )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二、多项选择题8．如图甲所示为实验小组利用100多个电子通过双缝后的部分干涉图样，可以看出每一个电子都是一个点；如图乙所示为该小组利用70 000多个电子通过双缝后的干涉图样，为明暗相间的条纹．则对本实验的理解正确的是( )A．图甲体现了电子的粒子性B．图乙体现了电子的粒子性C．单个电子运动轨道是确定的D．图乙中暗条纹处仍有电子到达，只不过到达的概率小解析：选AD.题图甲中的每一个电子都是一个点，说明少数粒子体现粒子性，到达的位置不同，说明单个电子的运动轨道不确定，A正确，C错误；题图乙中明、暗相间的条纹说明大量的粒子表现为波动性，B错误；题图乙中暗条纹处仍有电子到达，只不过到达的概率小，D正确．9．(2018·黑龙江双鸭山市一中模拟)用两束频率相同，光照强度不同的紫外线去照射两种不同金属板，都能产生光电效应，则( )A．金属板带正电，原因为有电子从金属板逸出B．用强度大的紫外线照射时，所产生的光电子的初速度一定大C．从极限频率较小的金属中飞出的光电子的初动能一定大D．由光照强度大的紫外线所照射的金属，单位时间内产生的光电子数目一定多解析：选ACD.因为有电子从金属板逸出，故金属板带正电，选项A正确；光电子最大初动能与入射光的强度无关，故B错误；由E kmax＝hν－W逸出功＝hν－hν0可知，从极限频率较小的金属中飞出的光电子的初动能一定大，选项C正确；单位时间内产生的光电子数目与入射光的强度有关，故强度较大的紫外线照射的金属，单位时间内产生的光电子数目一定多，故D正确．10．如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象．由图象可知( )A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为ν2时，产生的光电子的最大初动能为E2解析：选ABC.由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0知，当ν＝0时－W＝E k，故W0＝E，A项对；而E k＝0时，hν＝W0即W＝hν0，B项对；入射光的频率为2ν0时产生的光电子的最大初动能E km＝2hν0－hν0＝hν0＝E，C项对；入射光的频率为ν2时，不会发生光电效应，D错．11．研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A 间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V 测出．当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U c，在如图乙所示光电效应实验规律的图象中，正确的是( )解析：选ACD.当反向电压U与入射光频率ν一定时，光电流i与光强成正比，所以A图正确；频率为ν的入射光照射阴极所发射出的光电子的最大初动能为12mev2max＝hν－W0，而截止电压U c与最大初动能的关系为eU c＝12mev2max，所以截止电压U c与入射光频率ν的关系是eU c＝hν－W0，其函数图象不过原点，所以B图错误；当光强与入射光频率一定时，单位时间内单位面积上逸出的光电子数及其最大初动能是一定的，所形成的光电流强度会随反向电压的增大而减少，所以C图正确；根据光电效应的瞬时性规律，不难确定D图是正确的．三、非选择题12．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G 表的电流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 c ＝1.6×10－19 C ×0.6 V ＝9.6×10－20 J.(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：E km＝h cλ－hcλ，代入数据得λ0＝0.66 μm.答案：(1)4.0×1012个9.6×10－20 J (2)0.66 μm。

1．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于 ( )A ．等效替代B ．控制变量C ．科学假说D ．数学归纳【答案】 C2．(多选)光电效应的实验结论是：对于某种金属 ( )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【解析】 根据光电效应规律可知，选项A 正确；根据光电效应方程hν＝12mv 2max ＋W 0知，频率ν越高，初动能就越大，选项D 正确．【答案】 AD3．质量为m 的粒子原来的速度为v ，现将粒子的速度增大为2v ，则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)( )A ．保持不变B ．变为原来波长的两倍C ．变为原来波长的一半D ．变为原来波长的2倍【解析】 由题意知，粒子速度为v 时，λ1＝h mv ；粒子速度为2v 时，λ2＝h 2mv ，则λ2＝12λ1，可知C 正确，A 、B 、D 错误．【答案】 C4．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【答案】C5．(多选)下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波的波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，由表中数据可知( )质量/kg速度/(m·s－1) 波长/m弹子球2×10－2 1.0×10－2 3.3×10－30电子(100 eV) 9.0×10－315.0×106 1.4×10－10无线电波(1 MHz) 3.0×108 3.3×102A.要检测弹子球的波动性几乎不可能B．无线电波通常情况下表现出波动性C．电子照射到金属晶体(大小约为10－10m)上能观察到波动性D．只有可见光才有波动性【解析】弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A正确；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B正确；电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C正确；由物质波理论知，D错误．【答案】ABC6.如图所示，近年来数码相机已经进入千家万户，用来衡量数码相机性能的一个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，其原因可解释为( )A．像素的多少，与光的本质无关B．像素少，光的波动性显著C．像素多，说明大量光子表现光具有粒子性D．像素的多少能说明光具有波粒二象性，像素多光的波动性显著【解析】根据光的波粒二象性，当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质，少量或个别光子容易显示出光的粒子性；光在传播时，表现出波的性质，大量光子产生的效果往往显示出波动性．像素越多，光子与物质作用的个数越多，波动性越明显，照片越清晰，D正确．【答案】D7.(多选)如图所示是研究光电效应的电路，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K在受到光照射时能够发射光电子．阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流．如果用单色光a照射阴极K，电流表的指针发生偏转；用单色光b照射光电管阴极K时，电流表的指针不发生偏转．下列说法正确的是( )A．a光的波长一定小于b光的波长B．只增加a光的强度可能使通过电流表的电流增大C．只增加a光的强度可使逸出的光电子最大初动能变大D．阴极材料的逸出功与入射光的频率有关【答案】AB8．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的哪一个物理量也相等．( ) A．速度B．动能C．动量D．总能量【解析】由公式p＝hλ可知，它们的动量相等，C项正确．【答案】C9．在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置如图(a)在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图(b)所示，则正确的是( )A．乙光的频率小于甲光的频率B．甲光的波长大于丙光的波长C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能【答案】B10．下表给出了一些金属材料的逸出功.材料铯钙镁铍钛逸出功(10－19J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s)( )A．2种B．3种C．4种D．5种【解析】要发生光电效应，则入射光的能量必须大于金属的逸出功，由题可算出波长为400nm的光的能量为E＝hν＝h cλ＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9J＝4.97×10－19J，大于铯和钙的逸出功．所以A选项正确．【答案】A11．(多选)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4.27×1014HzB．该金属的截止频率为5.5×1014HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5 eV【解析】图线在横轴上的截距为截止频率，A正确，B错误；由光电效应方程知E km＝hν－W 0，因此图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为W0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV＝1.77 eV，D错误．【答案】AC12．如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，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答案： D13．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。

专题50 光电效应波粒二象性【总分为：110分时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每一小题5分，共60分。

在每一小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

)1．如下有关光的波粒二象性的说法中，正确的答案是：〔〕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】光具有波粒二象性，故A错误；电子是组成原子的根本粒子，有确定的静止质量，是一种物质实体，速度可以低于光速；光子代表着一份能量，没有静止质量，速度永远是光速，故B错误；光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著，故C正确；大量光子运动的规律表现出光的波动性，故D错误；【名师点睛】光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著。

2．关于光电效应，如下表述正确的答案是：〔〕A．光照时间越长，光电流越大B．入射光频率大于极限频率时就能产生光电子C．入射光足够强，就可以有光电流D．不同的金属逸出功都是一样的【答案】B【名师点睛】解决此题关键掌握光电效应的条件和规律；发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，入射光的频率越大，最大初动能越大．光的强度大不一定能发生光电效应，不一定有光电流，在发生光电效应时，入射光的强度影响光电流的大小。

3．用蓝光照射某种金属外表，发生光电效应。

现将该蓝光的强度减弱，如此：〔〕A．单位时间内从金属外表逸出的光电子数目将减少B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．从光照至金属外表上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加D．有可能不发生光电效应【答案】A【解析】光照强度减弱，单位时间内照射到金属外表的光子数目减小，因此单位时间内产生的光电子数目减小，故A正确；发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为：E k=hv-W，W为逸出功，由此可知光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，与光照强度强弱，与光照时间长短无关，故BC错误；能否发生光电效应与光照强度无关，故D错误．应当选A．【名师点睛】理解光电效应产生的条件，以与光电流大小的决定因素；每种金属都有发生光电效应的最小频率即极限频率，当光子的频率大于极限频率时，才发生光电效应，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，光照强度与单位时间内产生的光电子数目有关。

高中物理【光电效应波粒二象性】典型题1．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图所示，该实验表明()A．光的本质是波B．光的本质是粒子C．光的能量在胶片上分布不均匀D．光到达胶片上不同位置的概率相同解析：选C．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A、B错误；时间越长，明暗条纹越明显，说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C正确，D错误．2．(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hνcC．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解析：选AB．该金属的截止频率为νc，则可知逸出功W0＝hνc，逸出功由金属自身性质决定，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；由光电效应方程E k＝hν－W0，将W0＝hνc代入可知B正确，D错误．3．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：选A．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．4．(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X 射线的散射时，发现光子除了具有能量之外还具有动量，被电子散射的X 光子与入射的X 光子相比( )A ．速度减小B ．频率减小C ．波长减小D ．能量减小解析：选BD ．光速不变，A 错误；光子将一部分能量转移到电子，其能量减小，随之光子的频率减小、波长变长，B 、D 正确，C 错误．5．(多选)下列关于波粒二象性的说法正确的是( )A ．光电效应揭示了光的波动性B ．使光子一个一个地通过单缝，若时间足够长，底片上也会出现衍射图样C ．黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性解析：选BCD ．光电效应揭示了光的粒子性，A 错误；单个光子通过单缝后在底片上呈现出随机性，但大量光子通过单缝后在底片上呈现出波动性，B 正确；黑体辐射的实验规律说明了电磁辐射是量子化的，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射可用光的粒子性来解释，C 正确；热中子束射在晶体上产生衍射图样，是由于运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，D 正确．6．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 eVB ．1.7 eV 1.9 eVC ．1.9 eV 2.6 eVD ．3.1 eV 4.5 eV解析：选C ．光子能量h ν＝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 v 2m知，最大初动能E km ＝eU ＝0.6 eV ，由光电效应方程h ν＝E km ＋W 0知W 0＝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．7．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．则在如图所示的光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )解析：选C ．光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此在入射光频率相同的情况下，遏止电压相同，在能发生光电效应的前提下，光电流随着光照强度增大而增大，C 正确．A 、B 表示入射光频率相同的情况下，遏止电压不相同，均错误．D 表示在发生光电效应时，光电流随着光照强度增大而减小，D 错误．8．一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为( )A ．λ1λ2λ1＋λ2B ．λ1λ2λ1－λ2C ．λ1＋λ22D ．λ1－λ22 解析：选A ．中子的动量p 1＝h λ1，氘核的动量p 2＝h λ2，同向正碰后形成的氚核的动量p 3＝p 2＋p 1，所以氚核的德布罗意波长λ3＝h p 3＝λ1λ2λ1＋λ2，A 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 C ．仅铜、铂能产生光电子 D ．都能产生光电子解析：选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有的小于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．用如图甲所示的装置研究光电效应现象．闭合开关S ，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应．图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a ，0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b )．下列说法正确的是( )A ．普朗克常量为h ＝a bB ．断开开关S 后，电流表G 的示数不为零C ．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D ．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G 的示数保持不变解析：选B ．由E k ＝h ν－W 0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h ＝b a，故A 错误；断开开关S 后，仍有光电子产生，所以电流表G 的示数不为零，故B 正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C 错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表G 的示数要减小，故D 错误．11.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，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，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应，换用同样频率为ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )A ．U ＝h νe －W eB ．U ＝2h νe －W eC ．U ＝2h ν－WD ．U ＝5h ν2e －W e解析：选B ．以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得：－Ue ＝0－12m v 2m① 由光电效应方程得：nh ν＝12m v 2m＋W (n ＝2，3，4，…)② 由①②式解得：U ＝nh νe －W e(n ＝2，3，4，…)， 故选项B 正确．12．美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压U c 与入射光频率ν，算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以验证爱因斯坦方程的正确性．下图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压U c 与入射光频率ν关系图象，两金属的逸出功分别为W 甲、W 乙，如果用ν0频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E 甲、E 乙，则下列关系正确的是( )A ．W 甲<W 乙，E 甲>E 乙B ．W 甲>W 乙，E 甲<E 乙C ．W 甲>W 乙，E 甲>E 乙D ．W 甲<W 乙，E 甲<E 乙解析：选A ．根据光电效应方程得： E km ＝h ν－W 0＝h ν－h ν0，又E km ＝qU c ，解得：U c ＝h q ν－h qν0，知U c ­ν图线中：当U c ＝0，ν＝ν0；由图象可知， 金属甲的极限频率小于金属乙， 则金属甲的逸出功小于乙的， 即W 甲<W 乙．如果用频率ν0的光照射两种金属，根据光电效应方程，当入射光频率相同时，则逸出功越大的，其光电子的最大初动能越小，因此E 甲>E 乙，A 正确．13．如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别用锌板和铜板制成(锌板和铜板的截止频率分别为ν1和ν2，且ν1＜ν2)，极板的面积为S ，间距为d .锌板与灵敏静电计相连，锌板和铜板原来都不带电．现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，假设光电子全部到达另一极板，则电容器的最终带电荷量Q 正比于( )A ．d S(ν1－ν) B ．d S (ν1－ν2) C ．S d ⎝⎛⎭⎫ν－ν1νν1 D ．S d(ν－ν1) 解析：选D ．现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，知该单色光照射锌板能发生光电效应，照射铜板不能发生光电效应．通过光电效应方程知，光电子的最大初动能E km ＝h ν－h ν1.临界状态是电子减速到负极板时速度刚好为零．根据动能定理有eU ＝E km ＝h ν－h ν1.平行板电容器的电容C ∝S d ，而Q ＝CU ，所以Q ∝S d(ν－ν1)，故D 正确．14.如图所示，有一束单色光入射到极限频率为ν0的金属板K 上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚好为零．已知电容器的电容为C ，带电量为Q ，极板间距为d ，普朗克常量为h ，电子电量的绝对值为e ，不计电子的重力．关于电容器右侧极板的带电情况和入射光的频率ν，以下判断正确的是( )A．带正电，ν0＋QeCh B．带正电，ν0＋QeChdC．带负电，ν0＋QeCh D．带负电，ν0＋QeChd解析：选C．以最大初动能入射至电容器的电子经板间电场到达右侧极板速度刚好为0，说明电场力做负功，电场强度方向向右，右侧极板所带电荷为负电荷，且－eU＝0－E k0，其中由电容器电压与电荷量的关系知U＝QC，由最大初动能与单色光入射频率的关系知E k0＝hν－hν0；代入化简可得ν＝ν0＋QeCh，故C正确．。

《光电效应波粒二象性》典型题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，它们的德布罗意波长也相等3．(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4．在利用光电管研究光电效应的实验中，入射光照到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( )A．从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．饱和光电流将会减弱C．遏止电压将会减小D．有可能不再发生光电效应5．(多选)下列说法正确的是( )A．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，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长6．如图所示电路可研究光电效应的规律．图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极．理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压．现接通电源，用光子能量为10.5 eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0 V；现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为________，若增大入射光的强度，电流计的读数________(填“为零”或“不为零”)．7．(1)已知光速为c，普朗克常量为h，则频率为ν的光子的动量为________．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．(2)几种金属的逸出功W0见下表：金属钨钙钠钾铷W0(×10－19 J)7.26 5.12 3.66 3.60 3.41应．已知该可见光的波长的范围为 4.0×10－7～7.6×10－7m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.8．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．则在如图所示的光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是( )9．如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别用锌板和铜板制成(锌板和铜板的截止频率分别为ν1和ν2，且ν1＜ν2)，极板的面积为S，间距为d.锌板与灵敏静电计相连，锌板和铜板原来都不带电．现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，假设光电子全部到达另一极板，则电容器的最终带电荷量Q正比于( )A.dS(ν1－ν) B.dS(ν1－ν2)C.Sd⎝⎛⎭⎪⎫ν－ν1νν1 D.Sd(ν－ν1)10．美国物理学家密立根以精湛的技术测出了光电效应中几个重要的物理量．若某次实验中，他用光照射某种金属时发现其发生了光电效应，且得到该金属逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图象如图所示，经准确测量发现图象与横轴的交点坐标为 4.77，与纵轴交点坐标为0.5.已知电子的电荷量为1.6×10－19C，由图中数据可知普朗克常量为________ J·s，金属的极限频率为________ Hz.(均保留两位有效数字)11．图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，则：(1)________是阴极，阴极材料的逸出功等于________．(2)加在A、K间的正向电压为U时，到达阳极的光电子的最大动能为__________________，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是________________．(3)为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加上U反＝________的反向电压．(4)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12．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○G表的电流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．《光电效应波粒二象性》典型题参考答案1．解析：选 C.光具有波粒二象性，即光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)解析：选AB.光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A正确、选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确；由德布罗意波长公式λ＝hp和p2＝2m·E k知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D错误．3．(多选)解析：选AD.根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0.可得：E k与照射光的强度和照射时间无关，与照射光的频率成线性关系，与波长不成反比，所以A、D正确，B、C错误．4．解析：选 B.发生光电效应时，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将保持不变，选项A错误；入射光的强度减弱，则单位时间内逸出的光电子的数目将减小，则饱和光电流将会减弱，选项B 正确；根据eU c ＝12m v 2m ，入射光的频率不变，则最大初动能不变，则遏止电压不变，选项C 错误；因为光电效应能否发生取决于光的频率，故仍能发生光电效应，选项D 错误．5．(多选)解析：选AD.根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，选项A 正确；电子的衍射说明粒子具有波动性，证实了物质波的存在，选项B 错误；根据光电效应方程E k ＝hν－W 0，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，是线性关系，不是成正比，选项C 错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝h p 知波长变长，选项D 正确．6．解析：根据爱因斯坦光电效应方程得：E k ＝hν－W ，E k ＝Ue ＝6 eV ，解得逸出功W ＝10.5 eV －6 eV ＝4.5 eV ，若增大入射光的强度，电流计的读数仍为零．答案：4.5 eV 为零7．解析：(1)光子的动量为p ＝h λ，光速c ＝λν，所以动量p ＝hνc ，动量的变化量Δp ＝p 2－p 1＝hνc －⎝ ⎛⎭⎪⎫－hνc ＝2hνc . (2)光束中光子的最大能量E＝hcλ＝6.63×10－34×3×1084×10－7J＝4.97×10－19 J，大于钠、钾、铷的逸出功，即钠、钾、铷可以发生光电效应．答案：(1)hνc2hνc(2)钠、钾、铷8．研解析：选 C.光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此在入射光频率相同的情况下，遏止电压相同，在能发生光电效应的前提下，光电流随着光照强度增大而增大，C正确．A、B表示入射光频率相同的情况下，遏止电压不相同，均错误．D表示在发生光电效应时，光电流随着光照强度增大而减小，D错误．9．解析：选D.现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，知该单色光照射锌板能发生光电效应，照射铜板不能发生光电效应．通过光电效应方程知，光电子的最大初动能E km＝hν－hν1.临界状态是电子减速到负极板时速度刚好为零．根据动能定理有eU＝E km＝hν－hν1.平行板电容器的电容C∝Sd，而Q＝CU，所以Q∝Sd(ν－ν1)，故D正确．10．解析：根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W，E k－ν图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为ν0＝4.77×1014Hz≈4.8×1014Hz.根据光电效应方程得E km＝hν－W0，当入射光的频率为ν＝6.0×1014 Hz时，最大初动能为E km＝0.5 eV.当入射光的频率为ν0＝4.77×1014 Hz时，光电子的最大初动能为0.即h×6.0×1014Hz－W0＝0.5×1.6×10－19J，即h×4.77×1014Hz－W0＝0联立两式解得h＝6.5×10－34J·s.答案：6.5×10－34 4.8×101411．解析：(1)被光照射的金属将有光电子逸出，故K是阴极，逸出功与极限频率的关系为W0＝hν0.(2)根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为hν－hν0，经过电场加速获得的能量为eU，所以到达阳极的光电子的最大动能为hν－hν0＋eU，随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多．所以，电流表的示数先是逐渐增大，直至保持不变．(3)从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为eU c，如果hν－hν0＝eU c，就将没有光电子能够到达阳极，所以U c＝hν－hν0e.(4)要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有A正确．答案：(1)K hν0(2)hν－hν0＋eU逐渐增大，直至保持不变(3)hν－hν0e(4)A12．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。

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：（）UI abA．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147.7310Hz⨯和145.4410H⨯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2k PmE=，可知钾光电子的动量较大，根据hPλ=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hP 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。

学 习 资 料 专 题光电效应与光的波粒二象性一、单选题1．频率为ν的光子，具有的动量为h νc，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射．散射后的光子( )A ．虽改变原来的运动方向，但频率保持不变B ．光子将从电子处获得能量，因而频率将增大C ．散射后光子的能量减小，因而光子的速度减小D ．由于电子受到碰撞，散射后的光子频率低于入射光的频率2．粒子源产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光．那么在荧光屏上将看到( )A ．只有两条亮纹B ．有多条明暗相间的条纹C ．没有亮纹D ．只有一条亮纹3.从衍射的规律可以知道,狭缝越窄,屏上中央亮条纹就越宽,由不确定性关系式4h x p π∆∆≥判断下列说法正确的是( ) A.入射的粒子有确定的动量,射到屏上粒子就有准确的位置B.狭缝的宽度变小了,因此粒子的不确定性也变小了C.更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置,但粒子动量的不确定性却更大了D.可以同时确定粒子的位置和动量4.如图所示是光电管的原理图,已知当有波长为0λ的光照到阴极K 上时,电路中有光电流,则( )A.若增加电路中电源电压,电路中光电流一定增大B.若将电源极性反接,电路中一定没有光电流产生C.若换用波长为()110λλλ>的光照射阴极K 时,电路中一定没有光电流D.若换用波长为()220λλλ<的光照射阴极K 时,电路中一定有光电流5.关于光电效应的规律,下列说法中正确的是( )A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长,光电效应才能产生B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C.发生光电效应的反应时间一般都大于710s -D.发生光电效应时,单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比6.频率为ν的光子,具有的能量为h ν,动量为h cν,将这个光子打在处于静止状态的电子上,光子将偏离原来的运动方向,这种现象称为光的散射.散射后的光子( )A.改变原来的运动方向,但频率保持不变B.光子将从电子处获得能量,因而频率将增大C.散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上,但方向相反D.由于电子受到碰撞时会吸收光子的一部分能量,散射后的光子频率低于入射前光子的频率7.以下关于光子说的基本内容,不正确的说法是( )A.光子的能量跟它的频率有关B.紫光光子的能量比红光光子的能量大C.光子是具有质量、能量和体积的实物微粒D.在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫一个光子8.下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法不正确的是( )A.图(甲):普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一B.图(乙):玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的C.图(丙):卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子D.图(丁):根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有波动性9.下列关于波粒二象性的说法不正确的是( )A.光电效应揭示了光的波动性,光的衍射和干涉揭示了光的粒子性B.随着电磁波频率的增大其波动性越不显著,粒子性越显著C.大量光子的行为显示波动性,个别光子的行为显示粒子性D.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10.分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1︰2,以h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为( ) A.2hc λ B. 23hc λC. 34hc λD. 45h c λ 11．根据爱因斯坦的“光子说”可知( )A ．“光子说”的本质就是牛顿的“微粒说”B ．光的波长越长，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12.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AK U 的关系图像中,正确的是( )A. B.C. D.二、多选题 13.产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能k E ,下列说法中正确的是( )A.对于同种金属, k E 与照射光的强度无关B.对于同种金属, k E 与光照射的时间成正比C.对于同种金属, k E 与照射光的频率球线性关系D.对于不同种金属,若照射光频率不变, k E 与金属的逸出功成线性关系14.下图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能k E 与入射光频率v 的关系图象.由图象可知( )A.该金属的逸出功等于EB.该金属的逸出功等于0hvC.入射光的频率为02v 时,产生的光电子的最大初动能为ED.入射光的频率为02v 时,产生的光电子的最大初动能为/2E 15.下列几种说法中有一种是错误的,它是( )A.大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波B.光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒C.光子与光电子是同一种粒子,它们对应的波也都是概率波D.核力是一种强相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略16.下列说法正确的是( )A.德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长B.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律C.康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量D.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型17、在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是( )A ．使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样B ．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C ．光子通过狭缝的运动路线是直线D ．光的波动性是大量光子运动的规律18、为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是( )A ．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样B ．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C ．大量光子的运动规律显示出光的波动性D ．个别光子的运动显示出光的粒子性三、计算题19.对某种金属用如图所示电路测定某种金属的遏止电压c U 和入射光频率ν的关系,当入射光频率141 5.88810Hz ν=⨯时,遏止电压10.637C U V =;当入射光频率142 6.30310Hzν=⨯时,遏止电压20.809C U V =。

2019年高考物理总练习15-1光电效应波料二象性注意事项：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。

在论述题中，问题大多具有委婉性，尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。

考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点，最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。

只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。

1、(2017年江苏单科)研究光电效应的电路如下图、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、以下光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的选项是()解析：虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以截止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C.答案：C2、(2017年广东理综)光电效应实验中，以下表述正确的选项是()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：在光电效应中，假设照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流，当照射光的频率大于极限频率时，立刻有光电子产生，时间间隔很小、故A、B错误，D正确、由－eU＝0－E k，E k＝hν－W，可知U＝(hν－W)/e，即遏止电压与入射光频率ν有关、答案：CD3、(2017年上海单科)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：B4、(2017年四川理综)用波长为2.0×10－7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J、由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，结果取两位有效数字)()A、5.5×1014HzB、7.9×1014HzC、9.8×1014HzD、1.2×1015Hz解析：由W＝hν可知A正确、照射光的频率大于极限频率时才能发生光电效应，即B 错、由E k＝hν－W可知C错、单位时间内逸出的光电子数与频率无关，取决于入射光的强度，故D错、答案：A5、光电效应实验的装置如下图，那么下面说法中正确的选项是()A 、用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转B 、用绿色光照射锌板，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解析：将擦得很亮的锌板连接在验电器上，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，进一步研究说明锌板带正电，这说明在紫外光的照射下，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，A 、D 选项正确、绿光不能使锌板发生光电效应、答案：AD6、(2017年课标全国卷)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为______、假设用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，那么其遏止电压为______、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：设金属的截止频率为ν0，那么该金属的逸出功W 0＝h ν0＝h cλ0；对光电子，由动能定理得eU 0＝h c λ－W 0，解得U 0＝hc e ·λ0－λλλ0答案：hc λ0hc e ·λ0－λλ0λ7、某金属表面接受波长为λ和2λ的单色光照射时，释放出光电子的最大初动能分别为30eV 和10eV ，求能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长为多少？(λ为未知量)解析：设此种金属的逸出功为W 0，极限波长为λ0.由爱因斯坦光电效应方程：h c λ－W 0＝E k1，h c 2λ－W 0＝E k2，h cλ0＝W 0， 可得：λ0≈1.24×10－7m.答案：1.24×10－7m8、如下图为对光电管产生的光电子进行比荷测定的原理图，两块平行金属板间距离为d ，其中N 为锌板，受紫外光照射后将激发出沿不同方向运动的光电子，开关S 闭合，电流表A 有读数，假设调节变阻器R ，逐渐增大极板间的电压，A 表读数逐渐减小，当电压表示数为U 时，A 表读数恰为零；断开S ，在MN 间加上垂直于纸面的匀强磁场，当磁感应强度为B 时，A 表读数也为零、求光电子的比荷e /m 的表达式、解析：A 表读数为零，说明这时具有最大初动能的逸出的光电子也不能达到M 板，有eU ＝12mv 2m ，断开S ，在MN 间加匀强磁场，假设以最大速率运动的光电子做半径为12d 的圆周运动时，那么A 表读数也恰为0，故有R ＝12d ＝mv m Be ，e m ＝8UB 2d 2.答案：e m ＝8UB 2d 29、如图，当电键S 断开时，用光子能量为2.5eV 的一束光照射阴极P ，发现电流表读数不为零、合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V 时，电流表读数为零、(1)求此时光电子的最大初动能的大小；(2)求该阴极材料的逸出功、解析：设用光子能量为2.5eV 的光照射时，光电子的最大初动能为E k ，阴极材料逸出功为W 0，当反向电压达到U ＝0.60V 以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU ＝E k 由光电效应方程：E k ＝h ν－W 0由以上二式：E k ＝0.6eV ，W 0＝1.9eV.所以此时最大初动能为0.6eV ，该材料的逸出功为1.9eV.答案：(1)0.6eV(2)1.9eV10、太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能、如下图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)假设电流表读数是10μA ，那么每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是________个、解析：(3)q ＝It ＝10×10－6×1C ＝10－5C而n ＝q e ，所以含有6.25×1013个光电子、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)6.25×1013。