高考一轮复习 光电效应 波粒二象性

高中物理一轮复习 光电效应 波粒二象性考点一 光电效应现象1．定义：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象(逸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.(2014·高考广东卷)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )A ．增大入射光的强度，光电流增大B ．减小入射光的强度，光电效应现象消失C ．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D ．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大[思路点拨] 光电效应现象中，是否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光强度无关；入射光强度越大，光电流越大；根据光电效应方程，入射光频率越大，光电子的最大初动能越大．[解析] 增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A 正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B 错误．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C 错误；根据hν－W 逸＝12m v 2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D 正确．[答案] AD1．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中不正确的是( ) A ．只增大入射光的频率，金属逸出功将减小B ．只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增大C ．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D ．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短E ．只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多解析：选ABD.即便增大入射光的频率，金属逸出功也将不变，故A 错误；根据光电效应方程E k ＝hν－W 0知，光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定，只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变，只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大，故B 错误，C 正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，光电子逸出所经历的时间几乎是瞬间的，故D 错误；光的强弱不影响光电子的能量，只影响单位时间内发出光电子的数目，只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多，故E 正确．2.当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( ) A ．锌板带正电B ．锌板带负电C ．有正离子从锌板逸出D ．有电子从锌板逸出E ．锌板会吸附空气中的正离子解析：选AD.锌板在紫外线的照射下产生了光电效应，说明锌板上有光电子飞出，所以锌板带正电，吸附空气中的负离子，选项A 、D 正确，B 、C 、E 错误．对光电效应规律的解释考点二光电效应方程1．光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν．其中h＝6.63×10－34 J·s.(称为普朗克常量)2．几个概念(1)逸出功W0：使电子脱离某种金属所做功的最小值．(2)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的□3______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．(3)遏止电压：使光电流减小到零时的反向电压U c.(4)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．光电效应方程：光电子的最大初动能E k与入射光光子的能量hν和逸出功W0之间的关系：E k＝hν－W0．4．命题视角1 爱因斯坦光电效应方程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 为电子电量)( )A ．U ＝h νe －W eB ．U ＝2h νe －We C ．U ＝2hν－WD ．U ＝5h ν2e －W eE ．U ＝3h νe －We[思路点拨] 光电效应产生的条件是光子的频率大于金属的极限频率，遏止电压是光电流恰好为零时的反向电压，利用动能定理和光电效应方程联立求解即可．[解析] 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 ＝0－12mv 2m ①由光电效应方程得：nh ν＝12mv 2m＋W (n ＝2，3，4…)②由①②式解得：U ＝nh νe －We (n ＝2，3，4…)，故选项B 、E 正确．[答案] BE命题视角2 图象问题分析(2015·高考全国卷Ⅰ)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示．若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．[思路点拨] 由光电效应方程结合动能定理可得出U c 与频率之间的关系，由图象中的斜率和截距来求解．[解析] 根据光电效应方程E km ＝hν－W 0及E km ＝eU c 得U c ＝h νe －W 0e ，故h e ＝k ，b ＝－W 0e ，得h ＝ek ，W 0＝－eb .[答案] ek －eb3．[视角1]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解析：选ADE.发生光电效应，一个电子获得一个光子的能量，E k＝hν－W0，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，C错误；由E k＝hν－W0＝h cλ－W0可知E k与λ并非成反比关系，B错误；由E k＝hν－W0可知，E k与光的频率成线性关系．若频率不变，E k与W0成线性关系，D、E正确．4．[视角2]美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据．密立根的实验目的是测量金属的遏止电压U c与入射光频率ν，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性．如图所示是根据某次实验作出的U c－ν图象，电子的电荷量为1.6×10－19 C．试根据图象求：(1)这种金属的截止频率νc；(2)普朗克常量h.解析：由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋E k得hν＝hνc＋eU c，变形得U c＝he(ν－νc)．由题图可知，U c＝0对应的频率即为截止频率νc，得νc＝4.21×1014 Hz图线的斜率he＝ΔU cΔν＝3.83×10－15 V·s，代入电子电量计算得h＝6.13×10－34 J·s.答案：(1)4.21×1014 Hz(2)6.13×10－34 J·s1．应用光电效应方程时的注意事项(1)每种金属都有一个截止频率，光频率大于这个截止频率才能发生光电效应．(2)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hν0＝hcλ0＝W0.(3)应用光电效应方程E k＝hν－W0时，注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1 eV＝1.6×10－19J)．(4)作为能量守恒的一种表达式可以定性理解方程hν＝W0＋12m v2的意义：即入射光子的能量一部分相当于转换在金属的逸出功上，剩余部分转化为光电子的动能．对某种金属来说W0为定值，因而光子频率ν决定了能否发生光电效应及光电子的初动能大小．每个光子的一份能量hν与一个光电子的动能12m v2对应.2．光电效应中有关图象问题的解题方法(1)明确图象中纵坐标和横坐标所表示的物理量．(2)明确图象所表示的物理意义及所对应的函数关系，同时还要知道截距、交点等特殊点的意义．例如，①E km－ν图象，表示了光电子的最大初动能E km随入射光频率ν的变化曲线，图甲中横轴上的截距是阴极金属的极限频率，纵轴上的截距表示了阴极金属的逸出功负值，直线的斜率为普朗克常量，图象的函数式：E k＝hν－W0.②光电效应中的I－U图象，是光电流强度I随两极板间电压U的变化曲线，图乙中的I m是饱和光电流，U c为遏止电压．考点三 波粒二象性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．(2015·高考全国卷Ⅱ)实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )A ．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C ．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D ．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E ．光电效应实验中，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[思路点拨] 光的干涉、衍射、偏振等现象均体现光的波动性；光的直线传播体现光的粒子性，光电效应实验也体现光的粒子性．[解析] 电子束具有波动性，通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，选项A 正确．β射线在云室中高速运动时，径迹又细又直，表现出粒子性，选项B 错误．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，体现出波动性，选项C 正确．电子显微镜是利用电子束工作的，体现了波动性，选项D 正确．光电效应实验，体现的是波的粒子性，选项E 错误．[答案] ACD5．(2015·高考江苏卷)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：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p 2＝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．6．(2016·太原质检)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 ．运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越长解析：选ABC.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，光的频率越高，粒子性越明显．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，D 项不正确．物质波的波长与运动物体的动量有关，动量越小波长越长，E 项不正确．光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：(1)从数量上看：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．(2)从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．(3)从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性．(4)波动性与粒子性的统一：由光子的能量E ＝hν，光子的动量p ＝hλ表达式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ.(5)理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观概念中的波，也不可把光当成宏观概念中的粒子．一、选择题(每小题至少有一个选项正确)1．1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是 ( )A ．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C ．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D ．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应E ．极限频率越大的金属材料逸出功越大[导学号76070645] 解析：选ADE.根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故A 、D 正确．根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，B 错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C 错误；金属的逸出功W 0＝hν，E 正确．2．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们相等的物理量是( ) A ．速度 B ．动能C ．动量D ．总能量[导学号76070646] 解析：选C.根据λ＝hp，知电子和中子的动量相等，选项C 正确．3．(2016·济南模拟)如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 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ν02时，产生的光电子的最大初动能为E2E ．由该图象可得出普朗克常量h ＝ν0E[导学号76070647] 解析：选ABC.由爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0知，当ν＝0时－W 0＝E k ，故W 0＝E ，A 项对；而E k ＝0时，h ν＝W 0即W 0＝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ν02时，不会发生光电效应，D 错；普朗克常量就是E k －ν图象的斜率h ＝Eν0，E 错．4．(2014·高考江苏卷)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[导学号76070648] 解析：选A.根据爱因斯坦光电效应方程12m v 2m＝hν－W .由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝hλ和c ＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．5．(2016·北京朝阳模拟)用绿光照射一个光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以( )A ．改用红光照射B ．改用紫光照射C ．改用蓝光照射D 增加绿光照射时间E ．增加绿光照射强度[导学号76070649] 解析：选BC.光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，而与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能．6．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝．实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹．对这个实验结果下列认识正确的是( )A ．曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子B ．单个光子的运动没有确定的轨道C ．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D ．只有大量光子的行为才表现出波动性E ．实验表明光不是一种概率波[导学号76070650] 解析：选BCD.单个光子通过双缝后的落点无法预测，大量光子的落点出现一定的规律性，落在某些区域的可能性较大，这些区域正是波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域．光具有波粒二象性，少数光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性．所以正确选项为B 、C 、D.7．(2016·陕西师大附中检测)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E ．增大b 光的强度，指针仍不偏转[导学号76070651] 解析：选CDE.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．b 光照射时指针不偏转说明b 光的频率没有达到极限频率，与b 光的强度无关，则E 正确．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．8．(2016·沈阳模拟)研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν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间所加的加速电压，光电流会趋于一个饱和值E．调整滑片P、P′的位置，可使光电子从K极发射后向A极做减速运动，当电流计的示数恰为零时，电压表的示数称为反向截止电压[导学号76070652]解析：选ADE.降低入射光的频率，当入射光的频率低于金属的极限频率时不发生光电效应，A对；当滑片P位于P′右端时，电极K、A间所加电压为反向电压，此电压使光电子减速，B错；保持入射光频率不变，当增大入射光光强时，光电流增加，图中电流计示数变大，C错；保持入射光频率、光强不变，若增加光电管K、A间所加电压，光电流会趋于一个饱和值，这个电流就是饱和光电流，D对；E所叙述的过程满足E k＝eU，E对．9．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．则可判断出()A．甲光的频率大于乙光的频率B．甲光的频率等于乙光的频率C．乙光的波长大于丙光的波长D．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率E．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[导学号76070653]解析：选BC.由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由eU c＝E k和hν＝W0＋E k得甲、乙光频率相等，A错误，B正确；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长，C正确；由hνc ＝W0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同，D错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，E错误．二、非选择题(要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10．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.(1)图甲中电极A为光电管的________(选填“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νc＝______Hz，逸出功W0＝________J；(3)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E k＝________J.[导学号76070654]解析：(1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的阳极．(2)由题图可知，铷的截止频率νc为5.15×1014Hz，逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014J≈3.41×10－19J.(3)当入射光的频率为ν＝7.00×1014Hz时，由E k＝hν－hνc得，光电子的最大初动能为E k＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014J≈1.23×10－19J.答案：(1)阳极(2)5.15×1014[(5.12～5.18)×1014均视为正确]3.41×10－19[(3.39～3.43)×10－19均视为正确] (3)1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均视为正确]11．紫光在真空中的波长为4.5×10－7 m，问：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射极限频率为ν0＝4.62×1014 Hz的金属钾能否产生光电效应？若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h＝6.63×10－34 J·s)[导学号76070655]解析：(1)E＝hν＝hcλ＝4.42×10－19 J.(2)ν＝cλ＝6.67×1014 Hz ，因为ν>ν0，所以能产生光电效应．光电子的最大初动能为E km ＝hν－W 0＝h (ν－ν0)＝1.36×10－19 J.答案：(1)4.42×10－19 J (2)能 1.36×10－19 J。

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。

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。

第39讲光电效应波粒二象性(解析版)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、极限频率、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．1.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法不正确的是()A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关【答案】B【解析】产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，说法A 正确．饱和光电流大小与入射光的频率无关，说法B 错误．光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，说法C 正确．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与光的强度无关，说法D 正确．2．2017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 ＝6.6×10－34J·s ，真空光速c ＝3×108 m/s)( )A ．10－21 JB ．10－18J C ．10－15J D ．10－12J【答案】B【解析】光子的能量E ＝hν，c ＝λν，联立解得E ≈2×10－18J ，B 项正确．3．(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，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s ，由图可知( )A ．该金属的极限频率为4.27×1014 HzB ．该金属的极限频率为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 eV 【答案】AC【解析】由光电效应方程E k ＝hν－W 0知图线与横轴交点为金属的极限频率，即νc ＝4.27×1014 Hz ，A 正确，B 错误；由E k ＝hν－W 0可知，该图线的斜率为普朗克常量，C 正确；金属的逸出功W 0＝hνc ＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV≈1.8 eV ，D 错误． 4．(多选)如图所示，用某单色光照射光电管的阴板K 会发生光电效应．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，逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U 称为反向遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测得反向遏止电压分别为U 1和U 2，设电子的质量为m 、电荷量为e ，下列说法正确的是( )A ．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为 2eU 1mB ．用频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为 eU 22mC ．阴极K 金属的逸出功为W ＝e U 1ν2－U 2ν1ν1－ν2D ．阴极K 的极限频率是νc ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2【答案】ACD【解析】在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，逃逸出的光电子在反向电场中做减速运动，根据动能定理可得－eU ＝0－12mv m 2，解得光电子的最大初速度为v max ＝2eUm，所以用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为 2eU 1m，用频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为2eU 2m，故A 正确，B 错误；根据光电效应方程可得hν1＝eU 1＋W ，hν2＝eU 2＋W ，联立可得W ＝eU 1ν2－U 2ν1ν1－ν2，h ＝e U 1－U 2ν1－ν2，阴极K 金属的极限频率νc ＝Wh ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2，C 、D 正确．要点一 对光电效应的理解1．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。