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1、第十二章第十二章 近代物理初步近代物理初步第第1 1講光電效應(yīng)波粒二象性講光電效應(yīng)波粒二象性過好雙基關(guān)一、光電效應(yīng)及其規(guī)律一、光電效應(yīng)及其規(guī)律1.光電效應(yīng)現(xiàn)象在光的照射下，金屬中的 從表面逸出的現(xiàn)象，發(fā)射出來的電子叫 .2.光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率金屬的極限頻率.電子光電子大于等于3.光電效應(yīng)規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須 這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng).(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的 無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而 .(3)光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過109 s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流的大小與入射光的強(qiáng)度成 .大于等于強(qiáng)度增大正比
2、答案自測(cè)自測(cè)1教材P36第2題改編(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是A.增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C.改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大解析解析解析增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)增加，則光電流增大，故選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于入射光的頻率，而與入射光強(qiáng)度無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的光照射時(shí)，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)hW逸Ek可知，增大入射光
3、頻率，光電子的最大初動(dòng)能也增大，故選項(xiàng)D正確.二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程1.光子說：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能量 .2.逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的 .3.最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的 吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值.h最小值電子4.光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：hEkW0或Ek .(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的 .hW0最大初動(dòng)能答案自測(cè)自測(cè)2(多選)如圖1是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大
4、初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖象.由圖象可知A.該金屬的逸出功等于EB.該金屬的逸出功等于h0C.入射光的頻率為20時(shí)，產(chǎn)生的電子的最大初動(dòng)能為ED.入射光的頻率為 時(shí)，產(chǎn)生的電子的最大初動(dòng)能為圖1 三、光的波粒二象性與物質(zhì)波三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有 性.(2)光電效應(yīng)說明光具有 性.(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的 性.波動(dòng)粒子波粒二象2.物質(zhì)波(1)概率波：光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率 的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率 的地方，因此光波又叫概率波.(2)物質(zhì)波：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，
5、小到微觀粒子，大到宏觀物體，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng) ，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量.大小答案自測(cè)自測(cè)3(多選)下列說法中正確的是A.光的波粒二象性學(xué)說徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說B.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，暗條紋的地方是光子永遠(yuǎn)不能到達(dá)的地方C.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，大量光子打在光屏上的落點(diǎn)是有規(guī)律的，暗紋 處落下光子的概率小D.單個(gè)光子具有粒子性，大量光子具有波動(dòng)性研透命題點(diǎn)1.四點(diǎn)提醒四點(diǎn)提醒(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率.(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光.(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān).(4)光電子不是光子，而是電子
6、.2.兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)光強(qiáng)大光子數(shù)目多發(fā)射光電子多光電流大；(2)光子頻率高光子能量大光電子的最大初動(dòng)能大. 命題點(diǎn)一光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用基礎(chǔ)考點(diǎn)自主悟透基礎(chǔ)考點(diǎn)自主悟透3.三個(gè)關(guān)系式三個(gè)關(guān)系式(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：EkhW0.(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：EkeUc.(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系W0hc.例例1(多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生.下列說法正確的是A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)度變大，飽和光電流變大B.入射光的頻率變高，飽和光電流變大C.入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D.保持入射光的
7、光強(qiáng)度不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生答案解析解析解析在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，飽和光電流大小由光照強(qiáng)度來決定，與頻率無關(guān)，光照強(qiáng)度越大飽和光電流越大，因此A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)EkhW0可知，對(duì)于同一光電管，逸出功W0不變，入射光頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能Ek變大，因此C正確；由光電效應(yīng)規(guī)律可知，當(dāng)頻率低于截止頻率時(shí)無論光照強(qiáng)度多大，都不會(huì)有光電流產(chǎn)生，因此D錯(cuò)誤.例例2(多選)(2017全國(guó)卷19)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為a、b的單色光a、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub，光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量.下列說法正確的是A.若ab，則
8、一定有UaUbB.若ab，則一定有EkaEkbC.若UaUb，則一定有EkaEkbD.若ab，則一定有haEkahbEkb答案解析解析解析由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得，EkmhW0，由動(dòng)能定理得，EkmeU，若用a、b單色光照射同種金屬時(shí)，逸出功W0相同.當(dāng)ab時(shí)，一定有EkaEkb，UaUb，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若UaUb，則一定有EkaEkb，故選項(xiàng)C正確；因逸出功相同，有W0ha Eka hb Ekb，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.變式變式1(多選)(2017山東濰坊中學(xué)一模)下列說法中正確的是A.用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初 動(dòng)能大B.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較
9、小的軌道躍遷到半徑較大的 軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，但原子的能量增大C.光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率增大而增大D.在光照條件不變的情況下，對(duì)發(fā)射出來的光電子加上正向電壓對(duì)光電 子加速，所加電壓不斷增大，光電流也不斷增大答案變式變式2光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖2所示.用頻率為的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng).換用同樣頻率為的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng).逐漸增大U，光電流會(huì)逐漸減?。划?dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電荷量)
10、圖2答案解析解析解析由題意知，一個(gè)電子吸收一個(gè)光子不能發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻率為的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)，即吸收的光子能量為nh(n2,3,4)由光電效應(yīng)方程可知：nhW mv2(n2,3,4) 在減速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理得eU0 mv2 四類圖象四類圖象命題點(diǎn)二光電效應(yīng)圖象能力考點(diǎn)師生共研能力考點(diǎn)師生共研圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖線極限頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)c逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值的絕對(duì)值W0|E|E普朗克常量：圖線的斜率kh顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)飽和光電流Im
11、：光電流的最大值最大初動(dòng)能：EkeUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓Uc1、Uc2飽和光電流最大初動(dòng)能Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率的關(guān)系圖線極限頻率c：圖線與橫軸的交點(diǎn)遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即hke.(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)例例3用如圖3甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流大小與照射光的強(qiáng)弱、頻率等物理量的關(guān)系.圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào)，電源的正負(fù)極也可以對(duì)調(diào).分別用a、b、c三束單色光照射，調(diào)節(jié)A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示.由圖可知A.單色光a和c的頻率相同，但
12、a更強(qiáng)些B.單色光a和c的頻率相同，但a更弱些C.單色光b的頻率小于a的頻率D.改變電源的極性不可能有光電流產(chǎn)生答案解析圖3解析解析由題圖乙知，a、c的遏止電壓相同，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知單色光a和c的頻率相同，但a產(chǎn)生的光電流大，說明a光的強(qiáng)度大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；b的遏止電壓大于a、c的遏止電壓，所以單色光b的頻率大于a的頻率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；只要光的頻率不變，改變電源的極性，仍可能有光電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.變式變式3(多選)如圖4所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5).由圖可知A.該金屬的截止頻率為4.
13、271014 HzB.該金屬的截止頻率為5.51014 HzC.該圖線的斜率表示普朗克常量D.該金屬的逸出功為0.5 eV答案解析圖4解析解析圖線與橫軸的交點(diǎn)為截止頻率，A正確，B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程EkhW0，可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；變式變式4(2015全國(guó)卷35(1)在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關(guān)系如圖5所示.若該直線的斜率和縱截距分別為k和b，電子電荷量的絕對(duì)值為e，則普朗克常量可表示為_，所用材料的逸出功可表示為_.答案解析圖5ekeb1.從數(shù)量上看：從數(shù)量上看：個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性.2.從頻率上
14、看：從頻率上看：頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象.3.從傳播與作用上看：從傳播與作用上看：光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性. 命題點(diǎn)三光的波粒二象性和物質(zhì)波基礎(chǔ)考點(diǎn)基礎(chǔ)考點(diǎn)自主悟透自主悟透4.波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一：波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一：由光子的能量Eh、光子的動(dòng)量表達(dá)式p 也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量頻率和波長(zhǎng).例例4(多選)(2015全國(guó)卷35(1)改編)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性.下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波
15、動(dòng)性的是A.電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B.射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D.人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)答案解析解析解析電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣，說明電子是一種波，故A正確；射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡，可以說明射線是一種粒子，故B錯(cuò)誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射說明中子是一種波，故C正確；人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子束的衍射現(xiàn)象，說明電子束是一種波，故D正確.變式變式5下列各組現(xiàn)象能說明光具有波粒二象性的是A.光的色散和光的干涉 B.光的干涉和光的衍射C.泊松亮斑和光電效應(yīng)
16、 D.光的反射和光電效應(yīng)答案變式變式6(多選)1927年戴維孫和湯姆孫分別完成了電子衍射實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的重大近代物理實(shí)驗(yàn)之一.如圖6所示的是該實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)化圖，下列說法正確的是A.亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方B.該實(shí)驗(yàn)說明物質(zhì)波理論是正確的C.該實(shí)驗(yàn)再次說明光子具有波動(dòng)性D.該實(shí)驗(yàn)說明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性答案圖6變式變式7(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性C.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等答案課時(shí)作業(yè)1.有一束紫外線照射某金
17、屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是A.改用頻率更小的紫外線照射B.改用X射線照射C.改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射D.延長(zhǎng)原紫外線的照射時(shí)間答案12345678910111213雙基鞏固練雙基鞏固練14152.(多選)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是A.光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大B.入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C.遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D.入射光頻率大于極限頻率時(shí)一定能產(chǎn)生光電子答案解析1234567891011121314151234567891011121314解析解析光電流的大小只與單位時(shí)間流過單位面積的光電子數(shù)目有關(guān)，而與光照時(shí)間的長(zhǎng)短無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；無論光照強(qiáng)度多強(qiáng)，光
18、照時(shí)間多長(zhǎng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；遏止電壓即反向截止電壓，eUchW0，與入射光的頻率有關(guān)，超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大，則遏止電壓越大，故選項(xiàng)C正確；無論光照強(qiáng)度多弱，光照時(shí)間多短，只要光的頻率大于極限頻率就能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)D正確.153.下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中，正確的是A.有的光是波，有的光是粒子B.光子與電子是同樣的一種粒子C.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著D.大量光子的行為往往顯示出粒子性答案解析1234567891011121314151234567891011121314解析
19、解析光具有波粒二象性，故A錯(cuò)誤；電子是組成原子的基本粒子，有確定的靜止質(zhì)量，是一種物質(zhì)實(shí)體，速度可以低于光速.光子代表著一份能量，沒有靜止質(zhì)量，速度永遠(yuǎn)是光速，故B錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波動(dòng)性越明顯，波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著，故C正確；大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，故D錯(cuò)誤.154.(多選)已知某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率為c，則A.當(dāng)用頻率為2c的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子B.當(dāng)用頻率為2c的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能 為hcC.當(dāng)照射光的頻率大于c時(shí)，若增大，則逸出功增大D.當(dāng)照射光的頻率大于c時(shí)，若增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也 增大一倍答案解析123
20、4567891011121314151234567891011121314解析解析該金屬的截止頻率為c，則可知逸出功W0hc，逸出功由金屬自身的性質(zhì)決定，與照射光的頻率無關(guān)，因此C錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可知A正確；由光電效應(yīng)方程EkhW0，將W0hc代入可知B正確，D錯(cuò)誤.155.用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強(qiáng)度，則A.逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能不變B.逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能減小C.逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動(dòng)能減小D.光的強(qiáng)度減弱到某一數(shù)值，就沒有光電子逸出了答案1234567891011121314解析解析解
21、析光的頻率不變，表示光子能量不變，光的強(qiáng)度減弱，仍會(huì)有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動(dòng)能也不變；而減弱光的強(qiáng)度，逸出的光電子數(shù)就會(huì)減少，選項(xiàng)A正確.156.(多選)如圖1所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過，其原因可能是A.入射光太弱B.入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)C.光照時(shí)間短D.電源正、負(fù)極接反圖1解析解析入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)，入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B正確；電路中電源反接，對(duì)光電管加了反向電壓，即使該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確.答案12345678910111213解析14157.用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，把
22、入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在，如圖2所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片.這些照片說明A.光只有粒子性沒有波動(dòng)性B.光只有波動(dòng)性沒有粒子性C.少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性D.少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性圖2123456789101112131415答案解析解析解析光具有波粒二象性，這些照片說明少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，故D正確.1234567891011121314158.(多選)如圖3甲所示為實(shí)驗(yàn)小組利用100多個(gè)電子通過雙縫后的干涉圖樣，可以看出每一個(gè)電子都是一個(gè)點(diǎn)；如圖乙所示
23、為該小組利用70 000多個(gè)電子通過雙縫后的干涉圖樣，為明暗相間的條紋.則對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解正確的是A.圖甲體現(xiàn)了電子的粒子性B.圖乙體現(xiàn)了電子的粒子性C.單個(gè)電子運(yùn)動(dòng)軌道是確定的D.圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá)， 只不過到達(dá)的概率小圖3答案解析12345678910111213141512345678910111213解析解析題圖甲中的每一個(gè)電子都是一個(gè)點(diǎn)，說明少數(shù)電子體現(xiàn)粒子性.每個(gè)電子到達(dá)的位置不同，說明單個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)軌道不確定，A正確，C錯(cuò)誤；題圖乙中明暗相間的條紋說明大量的電子表現(xiàn)為波動(dòng)性，B錯(cuò)誤；題圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá)，只不過到達(dá)的概率小，D正確.14159.某光源發(fā)出的光由不同波
24、長(zhǎng)的光組成，不同波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度如圖4所示，表中給出了一些材料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照射表中材料A.僅鈉能產(chǎn)生光電子B.僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C.僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子D.都能產(chǎn)生光電子答案解析圖41234567891011121314綜合提升練綜合提升練材料鈉銅鉑極限波長(zhǎng)(nm)54126819615解析解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只要光源的波長(zhǎng)小于某金屬的極限波長(zhǎng)，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)最小的小于100 nm，小于鈉、銅、鉑三個(gè)的極限波長(zhǎng)，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤.12345678910111213141510.(多選)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73
25、1014 Hz和5.441014 Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子，鉀逸出的光電子具有較大的A.波長(zhǎng) B.頻率C.能量 D.動(dòng)量答案解析12345678910111213141511.(2018甘肅天水質(zhì)檢)用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖5所示.下列說法中正確的是A.a光光子的頻率大于b光光子的頻率，a光的強(qiáng)度小 于b光的強(qiáng)度B.a光光子的頻率小于b光光子的頻率，a光的強(qiáng)度小于b光的強(qiáng)度C.如果使b光的強(qiáng)度減半，則在任何電壓下，b光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度一定 比a光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)
26、度小D.另一個(gè)光電管加一定的正向電壓，如果a光能使該光電管產(chǎn)生光電流， 則b光一定能使該光電管產(chǎn)生光電流圖512345678910111213答案解析1415解析解析由題圖可知b光照射光電管時(shí)遏止電壓大，使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大，所以b光的頻率大，產(chǎn)生的光子的能量大.a光的飽和光電流大于b光的飽和光電流，故a光的強(qiáng)度大于b光的強(qiáng)度，故A、B錯(cuò)誤；如果使b光的強(qiáng)度減半，則只是b光的飽和光電流減半，在特定的電壓下，b光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度不一定比a光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因b光的頻率大于a光的頻率，故另一個(gè)光電管加一定的正向電壓，如果a光能使該光電管產(chǎn)生光電流，則b光一定能使該光電管產(chǎn)生
27、光電流，選項(xiàng)D正確.12345678910111213141512.用如圖6所示的光電管研究光電效應(yīng)，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么A.a光的頻率不一定大于b光的頻率B.只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流計(jì)G的電流增大C.增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.用a光照射光電管陰極K時(shí)通過電流計(jì)G的電流是由d到c答案12345678910111213圖6141513.(多選)(2018福建莆田調(diào)研)按如圖7的方式連接電路，當(dāng)用某種紫光照射光電管陰極K時(shí)，電路中的微安表有示數(shù).則下列敘述正確的
28、是A.如果僅將紫光換成黃光，則微安表一定沒有示數(shù)B.如果僅將紫光換成紫外線，則微安表一定有示數(shù)C.僅將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，則微安表的示數(shù)一定增大D.僅將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，則微安表的示數(shù)可能不變圖712345678910111213答案解析141512345678910111213解析解析當(dāng)換用黃光后，入射光的頻率減小，但入射光的頻率可能仍大于金屬的極限頻率，仍能發(fā)生光電效應(yīng)，電路中可能有光電流，A錯(cuò)誤；當(dāng)換用紫外線后，入射光的頻率增大，一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則微安表一定有示數(shù)，B正確；滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，則光電管兩極間的電壓增大，但電路中的光電流可能已經(jīng)達(dá)到飽和值，保持不變，
29、C錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，則光電管兩極間的電壓減小，但電路中的光電流可能仍為飽和值，保持不變，D正確.141514.一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為1的中子和另一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個(gè)氚核，該氚核的德布羅意波長(zhǎng)為答案解析12345678910111213141515.(多選)某同學(xué)采用如圖8所示的實(shí)驗(yàn)裝置來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象.當(dāng)用某單色光照射光電管的陰極K時(shí)，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象.閉合開關(guān)S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計(jì)中電流恰為零，此電壓表的電壓值U稱為遏止電壓，根據(jù)遏止電壓，可以計(jì)算出光電子的最大初動(dòng)能Ek.現(xiàn)分別用頻率為1和2的單色光照射陰極，測(cè)量到遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e，則下列關(guān)系式中正確的是12345678910111213圖81415答案解析123456789101112131415根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得h1eU1W0 h2eU2W0 由得：金屬的逸出功W0h1eU1.123456789101112131415
物理第十二章 近代物理初步 第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性
