2018届高考物理一轮复习专题光电效应波粒二象性检测题

光电效应课后练习(1)1．已知铯的极限频率为4.55×1014Hz，钠的极限频率为6.00×1014Hz，银的极限频率为1.15×1015Hz，铂的极限频率为1.53×1015Hz，当用波长为0.375μm的光照射它们时，可发生光电效应的是 ( )A．铯 B．钠 C．银 D．铂2．用某一频率的绿光照射某金属时恰好能产生光电效应，则改用强度相同的蓝光和紫光分别照射该金属，下列说法正确的是 ( )A．用蓝光照射时，光电子的最大初动能比用紫光照射时小B．用蓝光和紫光照射时，在相同时间内逸出的电子数相同C．用蓝光照射时，在同样时间内逸出的电子数目较多D．用紫光照射时，在同样时间内逸出的电子数目较多3．用某一频率的伦琴射线照射某一金属板时，能发生光电效应，则（）A．用紫外线照射这块金属板，一定不能发生光电效应B．用γ射线照射该金属板，一定能发生光电效应C．若使伦琴射线的温度升高，光电子的最大初动能也增大D．若使伦琴射线的频率增大，光电流的饱和值也增大4．下列说法正确的是（）A．用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象B．用X光机透视人体是利用光电效应C．光导纤维传输信号是利用光的干涉现象D．门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象5．某单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出。

如果入射光的频率不变而强度减弱，则（）A．单位时间内逸出的光电子数将减少B．有可能不发生光电效应C．光电子的最大初动能将变小D．从入射光照射到金属表面到光电子开始逸出所经历的时间将延长6．三种不同的入射光A、B、C分别射在三种不同的金属a，b，c表面，均可使金属中逸出光子，若三种入射光的波长λA >λB >λ C ，则 ( )A．用入射光A照射金属b或c，金属b，c均可发生光电效应现象B．用入射光A与B同时照射金属c，金属c可发生光电效应现象C．用入射光C照射金属a或b，金属a，b均可发生光电效应现象D．用入射光B或C照射金属a，金属a不会发生光电效应现象7．下列哪些现象说明光具有波动性（）A．光的干涉 B.光的衍射 C.光的反射 D.光电效应8．下列说法正确的是（）A．光是一种电磁波 B.光是一种概率波C．光子相当于高速运动的质点 D.光的直线传播只是宏观近似规律9．下列说法正确的是（）A．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大动能越大B．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须大于此波长，才能产生光电效应C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小D．原子发射光谱都是线状光谱，不同原子特征谱线不同E．原子核的比结合能越大表示该原子核越稳定10．用一束绿光照射光电管金属时不能产生光电效应，则下述措施可能使该金属产生光电效应的是（）参考答案：1．答案： AB解析：2．答案： AB解析：3．答案： AB解析：4．答案： A解析：5．答案： A解析：入射光的频率越大，光电子的能量越大6．答案： C7．答案： AB解析：考点：光的波粒二象性．分析：干涉和衍射是波特有的特性，光电效应是实物粒子的特性．解答：解：光的干涉或衍射现象说明光具有波动性，光的反射和光电效应说明光具有粒子性．故选：AB点评：本题考查了光既有波动性，又有粒子性，注意宏观与微观不同观念．8．答案： ABD解析：考点：光的电磁本性．分析：光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义．波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量．个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．频率越大的光，光子的能量越大，粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著．解答：解：A、光是一种电磁波，故A正确；B．光波是一种概率波，在光的衍射条纹中，明条纹是光子到达概率大的地方，故B正确．C．光子静止质量为零，速度为光速，不是普通意义中的物体，C错误D．光的直线传播只是宏观近似规律，故D正确．故选：ABD．点评：关于物质的波粒二象性，高考一直不难，关键熟悉教材，牢记这些知识点，即可轻松解决．9．答案： C10．答案： C解析：考点：光电效应．专题：光电效应专题．分析：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．解答：解：用一束绿光照射某金属时不能产生光电效应，知绿光的频率小于金属的极限频率，要能发生光电效应，需改用频率更大的光照射（如蓝光）．能否发生光电效应与入射光的强度和照射时间无关．故选：C．点评：解决本题的关键知道光电效应的条件，知道能否发生光电效应与入射光的强度和照射时间无关．。

专题13.1 光电效应 波粒二象性1.（2017新课标Ⅲ 19）19．在光电效应试验中，分别用频率为a v ，b v 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a U 和b U 、光电子的最大初动能分别为ka E 和kb E 。

h 为普朗克常量。

下列说法正确的是 A ．若a b v v >，则一定有a b U U < B ．若a b v v >，则一定有ka kb E E > C ．若a b U U <，则一定有ka kb E E <D ．若a b v v >，则一定有a ka b kb hvE hv E ->- 【答案】BC【考点定位】光电效应【名师点睛】本题主要考查光电效应。

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，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；准备判断光电效应中的最大初动能、频率和遏止电压之间的关系，逸出功由金属本身决定，与光的频率无关。

2．（2017海南，7）（多选）三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1>λ2>λ3）。

分别用着三束光照射同一种金属。

已知用光束2照射时，恰能产生光电子。

下列说法正确的是A ．用光束1照射时，不能产生光电子B ．用光束3照射时，不能产生光电子C ．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D ．用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大 【答案】AC【解析】依据波长与频率的关系：，因λ1＞λ2＞λ3，那么γ1＜γ2＜γ3；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而光束3照射时，一定能产生光电子，故A 正确，B 错误；用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程：E km =h γ﹣W ，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C 正确，D 错误。

3．（2017海南，7）（多选）三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1>λ2>λ3）。

时间:45分钟满分:100分一、选择题(本题共11小题，每小题6分，共66分.其中1～7为单选，8~11为多选）1．下列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（）答案A解析随着温度的升高,辐射强度增加，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，A正确。

2．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答案B解析根据光电效应的条件ν〉ν0,要产生光电效应，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。

3．用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属，均能使该金属发生光电效应.下列判断正确的是（)A．用红光照射时,该金属的逸出功小，用蓝光照射时该金属的逸出功大B．用红光照射时，该金属的截止频率低，用蓝光照射时该金属的截止频率高C．用红光照射时，逸出光电子所需时间长,用蓝光照射时逸出光电子所需时间短D．用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光照射时逸出的光电子最大初动能大答案D解析同种金属的逸出功、截止频率是相同的,A、B错误；只要金属能发生光电效应，逸出光电子的时间一样，C错误；蓝光的频率比红光大，由E k＝hν－W知,用蓝光时逸出的光电子最大初动能大，D正确。

4．一个德布罗意波波长为λ1的中子和另一个德布罗意波波长为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波长为( ）A。

λ1λ2λ1＋λ2B。

错误!C.错误!D。

错误!答案A解析中子的动量p1＝错误!，氘核的动量p2＝错误!,同向对撞后形成的氚核的动量p3＝p2＋p1，所以氚核的德布罗意波波长λ3＝hp3＝错误!，A正确。

5．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz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．动量答案A解析由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0,金属钙的逸出功大,则逸出的光电子的最大初动能小，即能量小，频率低，波长长,动量小,选项A正确。

专题50 光电效应波粒二象性1．（多选）某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m，功率为5.0×10-3W的连续激光。

已知可见光波长的数量级为10-7m，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，该激光器发出的是：（）A．是紫外线B．是红外线C．光子能量约为1.3×10-18J D．光子数约为每秒3.8×1016个【答案】BD【名师点睛】解决本题的关键熟悉电磁波谱中波长的大小关系，以及掌握光子能量与波长的大小关系cE hλ=。

2．（多选）研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为v的光照射光电管电极K时，有光电子产生。

光电管K、A极间所加的电压U可由图中的电压表测出，光电流I由图中电流计测出，下列关于光电效应实验规律的说法中，正确的是：（）A．降低入射光的频率有可能光电管电极K上无光电子放出B．当滑片P位于P′右端时,电极K、A间所加电压使从电极K发出的光电子加速C．保持入射光频率不变，当增大入射光光强时，图中电流计示数不变D．保持入射光频率、光强不变，若只增大光电管K、A极间所加的加速电压，光电流会趋于一个饱和值【答案】AD【名师点睛】本题考查了光电效应的应用，涉及到的知识点也较多，要仔细分析，注意理解光电子在电场中加速还是减速是解题的关键3．（多选）黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知： （ ）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 【答案】ACD【解析】由图可知，随着温度的升高，各种波动的辐射强度都有增加，且随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故A 、C 、D 正确，B 错误。

【名师点睛】根据黑体辐射的实验规律图分析辐射强度与温度的关系，以及辐射确定的极大值随着温度变化的关系。

一、光电效应1．光电效应现象光电效应：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．光电效应规律（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．爱因斯坦光电效应方程（1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的,是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6。

63×10－34 J·s.（2）光电效应方程：E k＝hν－W0．其中hν为入射光的能量，E k为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功．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．(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．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＝错误!,p为运动物体的动量，h 为普朗克常量．1．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应．（×) 2．光电效应中的“光”指的是可见光．（×)3．能否发生光电效应，取决于光的强度．（×)4．光电子不是光子．（√)5．逸出功的大小与入射光无关．(√）6．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．（×)7．光电子的最大初动能与入射光的频率有关．(√）8．入射光的频率越大，逸出功越大．(×)1．(2014·江苏卷）已知钙和钾的截止频率分别为7。

光电效应与波粒二象性一、选择题1．(多选)关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是( )A．光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显B．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C．光电效应现象揭示了光的粒子性D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性答案ABC解析A项，光子既有波动性又有粒子性，光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显，故A项正确；B项，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．故B项正确；C项，光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性，故C项正确；D项，一切运动的微粒都具有波粒二象性，故D项错误．2．(2018·济南一模)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．改用强度更大的原紫外线照射B．改用X射线照射C．延长原紫外线的照射时间D．改用红外线照射答案 B解析用紫外线照射某金属时不能产生光电效应，说明紫外线的频率小于该金属的极限频率，要产生光电效应必须增大入射光的频率，符合条件的只有X射线．故A、C、D三项错误，B项正确．3．用一束红光和一束紫光分别照射金属甲和乙，它们逸出的光电子的最大初动能相等．则金属甲和金属乙比较( )A．甲的逸出功较大B．乙的逸出功较大C．相同时间内甲逸出的光电子数较多D．相同时间内乙逸出的光电子数较多答案 B解析A、B两项，紫光的频率比红光大，由E K＝hν－W知，用紫光照射的乙金属的逸出功大，故A项错误，B项正确；C、D两项，因紫光和红光的强度关系未知，无法比较两种色光在相同时间内逸出的光电子数的多少，故C、D两项错误．4．(2018·广东模拟)已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，1 eV＝1.6×10－19 J．在光电效应实验中，金属钯的逸出功为1.9 eV，要使钯表面发出的光电子的最大初动能为1.0 eV，入射光的频率约为( )A ．2.2×1014 HzB ．4.6×1014 HzC ．4.6×1015 HzD ．7.0×1014 Hz 答案 D解析 由公式E K ＝hν－W 知，入射光的频率为：ν＝（1＋1.9）×1.6×10－196.7×10－34≈7.0×1014Hz ，故A 、B 、C 三项错误，D 项正确．5．(2018·浙江模拟)(多选)如图，用导线将验电器与某种金属板连接，用绿光照射金属板，验电器指针将发生偏转，下列判断正确的是( )A ．改用红光照射金属板，验电器指针仍会发生偏转B ．减绿光的强度，验电器指针仍会发生偏转C ．如果验电器原来带负电，指针偏角先变小后变大D ．如果验电器原来带正电，指针偏角先变小后变大答案 BC解析 A 项，改用红光照射锌板，因其频率小于绿光的频率，则不一定会发生光电效应，验电器指针偏角不一定会偏转，故A 项错误．B 项，即使减绿光的强度，验电器指针仍会发生偏转，原因是入射光的频率没变，故B 项正确．C 、D 两项，因为发生光电效应时，锌板失去电子带正电，用验电器与锌板接触，则验电器也带正电，如果验电器原来带负电，指针偏角先变小后变大；如果验电器原来带正电，指针偏角一直变大，故C 项正确，D 项错误．6．(2018·汕头二模)紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A 为阳极，K 为阴极，只有当明火中的紫外线照射到K 极时，c 、d 端才会有信号输出．已知地球表面太阳光中紫外线波长主要在315 nm ～400 nm 之间，而明火中的紫外线波长主要在200 nm ～280 nm 之间，下列说法正确的是( )A ．要实现有效报警，照射光电管的紫外线波长应大于280 nmB ．明火照射到的时间要足够长，c 、d 端才有输出电压C ．仅有太阳光照射光电管时，c 、d 端输出的电压为零D ．火灾报警时，照射光电管的紫外线波长越大，逸出的光电子最大初动能越大答案 C解析A项，由题意可知，要实现有效报警，照射光电管的紫外线波长应小于280 nm，则入射光的频率大于截止频率，会发生光电效应，故A项错误．B项，c、d端有信号输出，与明火的照射时间无关，与紫外线的频率有关，故B项错误．C项，仅有太阳光照射光电管时，入射光的频率小于金属的截止频率，不会发生光电效应，c、d端的输出电压为零，故C项正确．D项，火灾报警时，根据光电效应方程E km＝hν－W0知，照射的紫外线波长越短，频率越大，逸出的光电子最大初动能越大，故D项错误．7.(2018·山东二模)(多选)某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系如图所示，E、ν0为已知量．由图线信息可知( )A．逸出功W0＝EB．图像的斜率表示普朗克常量的倒数C．图中E与ν0的值与入射光的强度、频率均无关D．若入射光频率为3ν0，则光电子的最大初动能为3E答案AC解析A项，根据光电效应方程：E K＝hν－W0，E K＝0时有hν0－W0＝0，所以逸出功W0＝hν0，由图，当ν＝0时可得：－E＝0－W0所以：W0＝E.故A项正确；B项，根据爱因斯坦光电效应方程E K＝hν－W0，任何一种金属的逸出功W0一定，说明E K随频率ν的变化而变化，直线的斜率等于普朗克恒量，故B项错误；C项，根据A项的分析可知，E等于金属的逸出功，所以图中E与ν0的值与入射光的强度、频率均无关，故C项正确；D项，根据爱因斯坦光电效应方程E K＝hν－W0，若入射光频率为3ν0，则光电子的最大初动能为2E.故D项错误．8．(多选)N为钨板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属钨的逸出功为 4.5 eV.现分别用不同能量的光子照射钨板(各光子的能量已在图上标出)，那么如图中，没有光电子到达金属网的是( )答案 AC解析 加反向电压时，只要入射光子的能量hν≥W 0＋eU ，即有光电子到达金属网，将各数值代入上式可判D 项中光电子能到达金属网；B 项加正向电压，且入射光电子能量大于逸出功，所以有光电子到达金属网．综上所述，A 、C 两项符合题意．9．(2018·东城区一模)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．如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关系图像，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 乙答案 A解析 根据光电效应方程得：E km ＝hν－W 0＝hν－hν0又E km ＝qU c解得：U c ＝h q ν－W 0q； 知U c －ν图线；当U c ＝0，ν＝ν0；由图像可知，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ν0频率的光照射两种金属，根据光电效应方程，当相同的频率入射光时，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，故A 项正确，B 、C 、D 三项错误．10．(2018·海滨区模拟)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解析光电流恰为零，此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，对应的截止电压U截越大，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的饱和电流大于b的饱和电流．故A项正确、B、C、D三项错误．故选A项．11．(2018·上海一模)(多选)研究光电效应的实验装置如图1所示，阴极K和阳极A封闭在真空管中，光通过小窗照射到阴极K上，在光的作用下，电子从阴极K逸出．把单刀双掷开关S分别接到1、2位置，移动滑动变阻器的滑片，得到如图2所示的电流随电压的变化关系图线，下列各种判断中正确的是( )A．图2中的乙图是开关S接1时的图线B．图2中的乙图是开关S接2时的图线C．光电子的最大初动能E k＝eU1D．入射光的频率越大，图2中的电压U2越大答案BD解析A项，开关接1时，光电管所加的电压为正向电压，结合加正向电压时电流的特点可知，图2中的甲图是开关S接1时的图线．故A项错误；B项，开关接2时，光电管所加的电压为反向电压，结合加反向电压时电流的特点可知，图2中的乙图是开关S接2时的图线．故B项正确；C项，图2中的乙图是开关S接2光电管所加的电压为反向电压时的图线，可知截止电压为U2，所以光电子得最大初动能为eU2.故C项错误；D项，根据光电效应方程：E km＝hν－W＝eU截止，结合图2中的乙图的特点可知，入射光的频率越大，图2中的电压U 2越大．故D 项正确．12．(2018·太原二模)(多选)如图的实验中，分别用波长为λ1、λ2的单色光照射光电管的阴极K ，测得相应的遏止电压分别为U 1和U 2设电子的质量为m ，带电荷量为e ，真空中的光速为c ，下列说法正确的是( )A ．若λ1＞λ2，则U 1＞U 2B ．用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU 1C ．普朗克常量等于e （U 1－U 2）c （λ2－λ1）D ．阴极K 金属的极限频率为c （U 1λ1－U 2λ2）λ1λ2（U 1－U 2） 答案 BD解析 A 项，根据光电效应方程，则有：hc λ－W 0＝E km ，因此若λ1＞λ2，则U 1＜U 2，故A 项错误；B 项，光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：－eU 1＝0－E km ，则得光电子的最大初动能E km ＝eU 1，故B 项正确；C 项，根据爱因斯坦光电效应方程得：h ν1＝eU 1＋W ，h ν2＝eU 2＋W ，得金属的逸出功为：W ＝hν1－eU 1.联立得：h ＝e （U 1－U 2）ν1－ν2＝eλ1λ2（U 1－U 2）c （λ2－λ1）.故C 项错误； D 项，阴极K 金属的极限频率ν0＝W h ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2＝c （U 1λ1－U 2λ2）λ1λ2（U 1－U 2），故D 项正确． 13．(2018·辽宁模拟)某同学用如图(甲)所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与光照强度、光的频率等物理量之间的关系．阴极K 和阳极A 是密封在真空玻璃中的两个电极，K 在受到光照射时能够发射光电子．K 、A 之间的电压大小可以调节，电源极性也可以对调．当分别用a 、b 、c 三束不同的光照射阴极K ，得到的I －U 关系分别如图(乙)中a 、b 、c 三条曲线所示．下列关于三束光的频率ν、三束光的强度E 大小关系，正确的是( )A ．νa ＞νb ＞νc ，E a ＞E b ＞E cB ．νa ＞νb ＞νc ，E a ＝E c ＜E bC ．νb ＞νa ＝νc ，E a ＞E b ＞E cD ．νa ＜νb ＜νc ，E a ＜E b ＜E c答案 C解析 由图可知，a 的饱和电流最大，因此a 光束照射时单位时间内产生的光电子数量大，光强大，而c 光的强度最小，b 光的强度介于其中，即有E a ＞E b ＞E c ；当光电流为零时，光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，根据eU ＝hν－W ，入射光的频率越高，对应的遏止电压U 越大，a 光、c 光的遏止电压相等，所以a 光、c 光的频率相等，而b 光的频率大，综上所述，故C 项正确，A 、B 、D 三项错误．14．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－ν1ν·ν1) D.S d(ν－ν1) 答案 D解析 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∝S d ，而Q ＝CU ，所以Q∝S d(ν－ν1)，故D 项正确．二、非选择题15．(2018·江苏)光电效应实验中，用波长为λ0的单色光A 照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出．当波长为λ02的单色光B 照射该金属板时，光电子的最大初动能为________，A 、B 两种光子的动量之比为________．(已知普朗克常量为h 、光速为c) 答案 hc λ01∶2 解析 由题知，金属板的逸出功为为：W 0＝hν0＝c λ0当波长为λ02的单色光B 照射该金属板时，根据爱因斯坦光电效应方程得： E k ＝h c λ02－W 0＝hc λ0根据p ＝h λ得A 、B 两种光子的动量之比为： p A ∶p B ＝λ02∶λ0＝1∶2.。

第47讲光电效应波粒二象性一、选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分。

在每小题给出的四个选项中. 1~6题只有一项符合题目要求；7~8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．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2．关于光电效应，下列表述正确的是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3．如图所示，两束单色光a、b射向一块半圆柱形玻璃砖圆心O，经折射后沿Oc射出玻璃砖。

下列说法正确的是（）A．b在真空中的波长比a短B．b的光子能量比a大C．b穿过玻璃所需的时间比a长D．若b光能使某金属发生光电效应，则a也一定能4．用蓝光照射某种金属表面，发生光电效应。

现将该蓝光的强度减弱，则（）A．单位时间内从金属表面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．从光照至金属表面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5．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是6．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．减小入射光的强度，光电效应现象消失B．增大入射光的强度，光电流增大C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比7．已知钙和钾的截止频率分别为和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8．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4.27，与纵轴交点坐标0.5）。

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．]。

光电效应1．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0（）A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生光电子的最大初动能为hν0C．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν0增大，则逸出功增大D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν0增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍2．用两束频率相同，强度不同的紫外线去照射两种不同金属，都能产生光电效应，则( )A．因入射光频率相同，产生光电子的最大初动能必相同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．从极限波长较长的金属中飞出的光电子的初速度一定大D．由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3．光电效应中，从同一金属逸出的电子动能的最大值（）A．只跟入射光的频率有关B．只跟入射光的强度有关C．跟入射光的频率和强度都有关D．除跟入射光的频率和强度有关外，还和光照时间有关4．下列关于光电效应的说法正确的是（）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，就能从金属表面逸出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的入射光的最低频率也不同5．关于光电效应的下列事实，电磁理论无法解释的是( )A．有时光无论多强都无法使金属发生光电效应B．光电子从金属表面逸出，需要给予能量C．入射光频率大于极限频率时，光电流的大小与入射光强度成正比D．光电子的最大初动能与入射光的频率有关6．紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光．这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为ΔE1和ΔE2.下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是( )A．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE1|＜|ΔE2|B．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE1|＞|ΔE2|C．两次均向高能级跃迁，且|ΔE1|＞|ΔE2|D．两次均向低能级跃迁，且|ΔE1|＜|ΔE2|7．第一个在理论上预言电磁波存在并指出光是一种电磁波的物理学家是_____；第一个在实验上证实电磁波存在的物理学家是_____；提出物质波假说的物理学家是_____；第一个提出量子概念的物理学家是_____；_____提出了_____解释了光电效应现象．8．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，一定不同的是（）9．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，比较不同曝光时间摄得的照片，发现曝光时间不长的情况下，照片上是一些散乱的无规则分布的亮点，若曝光时间较长，照片上亮点分布区域呈现出不均匀迹象；若曝光时间足够长，照片上获得清晰的双缝干涉条纹，这个实验说明了（）A．光只具有粒子性B．光只具有波动性C．光既具有粒子性，又具有波动性D．光的波动性不是光子之间的相互作用引起的10．关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是（）A．光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子B．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率C．对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关D．石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应E.康普顿效应说明光具有粒子性参考答案：1．答案： ABC解析：2．答案： CD解析：3．答案： A解析：根据光电效应的规律知，光电子最大初动能E k只取决于入射光的频率ν，故A选项正确.4．答案： BD解析：5．答案： AD解析：6．答案： B解析：原子首先吸收光子(紫外线)，先向高能级跃迁，后向低能级跃迁，再辐射光子(可见光)，因紫外线频率大于可见光频率，故能量大于可见光的光子能量，所以|ΔE1|＞|ΔE2|，B正确．7．答案：麦克斯韦；赫兹；德布罗意；普朗克；爱因斯坦；光子说．8．答案： ABC解析：考点：光电效应．.专题：光电效应专题．分析：同一束光的光子能量相同，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程E km=hv﹣W0判断光电子最大初动能的大小．解答：解：同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程E km=hv﹣W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一束光照射，光中的光子数目相等，所以饱和光电流是相同的．故选：ABC．点评：解决本题的关键知道不同的金属逸出功不同，以及掌握光电效应方程E km=hv﹣W0．9．答案： CD解析：考点：光的波粒二象性．分析：光既具有粒子性，又具有波动性，少量的光子往往表现为粒子性，大量的光子往往表现为波动性．解答：解：此实验说明了光既具有粒子性，又具有波动性，少量的光子往往表现为粒子性，大量的光子往往表现为波动性．由于只有一个光子，所以说明光的波动性不是光子之间的相互作用引起的．故选：CD点评：解决本题的关键知道光既具有粒子性，又具有波动性，知道什么情况下波动性明显，什么情况下粒子性明显．10．答案： BDE解析：考点：光电效应．专题：光电效应专题．分析：光子与光电子是两个概念；光电效应现象、康普顿效应说明光具有粒子性．光电效应表面光子具有能量，康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量．当入射光的频率大于或等于极限频率时，才会发生光电效应，根据光电效应方程，及遏止电压与最大初动能的关系，从而即可求解．解答：解：A、光电效应中，金属板吸收光子后，向外发射的光电子．故A错误．B．当入射光的频率大于或等于极限频率时，才会发生光电效应．故B正确．C．遏止电压与最大初动能有关，而入射光的频率会影响最大初动能，故C错误；D．石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应．故D正确．E、光电效应现象、康普顿效应说明光具有粒子性，故E正确．故选：BDE．点评：解决本题的关键知道光具有波粒二象性，光电效应、康普顿效应说明光具有什么性，注意理解光电效应的条件，及遏止电压与入射光的频率的关系．。

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。