下載地址

資源介紹

2022步步高中物理一輪word題庫第十二章 波粒二象性 原子結構和原子核·專題第1講 波粒二象性.doc
----------------------------------------

[高考導航]
考點內容 要求 全國卷三年考情分析
2017 2018 2019
光電效應 Ⅰ Ⅰ卷·T17：質量虧損與核能的計算
Ⅱ卷·T15：動量守恒、衰變、質量虧損
Ⅲ卷·T19：光電效應方程的應用 Ⅱ卷·T17：光電效應方程的應用
Ⅲ卷·T14：核反應方程 Ⅰ卷·T14：玻爾原子理論和能級躍遷
Ⅱ卷·T15：核反應釋放核能的計算及其相關知識點
愛因斯坦光電效應方程 Ⅰ
氫原子光譜 Ⅰ
氫原子的能級結構、能級公式 Ⅰ
原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期 Ⅰ
放射性同位素 Ⅰ
核力、核反應方程 Ⅰ
結合能、質量虧損 Ⅰ
裂變反應和聚變反應、裂變反應堆 Ⅰ
射線的危害和防護 Ⅰ
第1講　波粒二象性

知識要點
一、光電效應
1.光電效應現象：在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現象，稱為光電效應，發射出來的電子稱為光電子。
2.光電效應的四個規律
(1)每種金屬都有一個極限頻率。
(2)光子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光的頻率增大而增大。
(3)光照射到金屬表面時，光電子的發射幾乎是瞬時的。
(4)光電流的強度與入射光的強度成正比。
3.遏止電壓與截止頻率
(1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc。
(2)截止頻率：能使某種金屬發生光電效應的最小頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)。不同的金屬對應著不同的極限頻率。
二、愛因斯坦光電效應方程
1.光子說
在空間傳播的光是不連續的，而是一份一份的，每一份叫做一個光的能量子，簡稱光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s。(稱為普朗克常量)
2.逸出功W0
使電子脫離某種金屬所做功的最小值。
3.最大初動能
發生光電效應時，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能的最大值。
4.愛因斯坦光電效應方程
(1)表達式：Ek＝hν－W0。
(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現為逸出后光電子的最大初動能Ek＝
12mev2。
三、光的波粒二象性與物質波
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振現象證明光具有波動性。
(2)光電效應說明光具有粒子性。
(3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性。
2.物質波
(1)概率波
光的干涉現象是大量光子的運動遵循波動規律的表現，亮條紋是光子到達概率大的地方，暗條紋是光子到達概率小的地方，因此光波又叫概率波。
(2)物質波
任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應，其波長λ＝hp，p為運動物體的動量，h為普朗克常量。
基礎診斷
1.(多選)[人教版選修3－5·P30·演示實驗改編]如圖1所示，用導線把驗電器與鋅板相連接，當用紫外線照射鋅板時，發生的現象是(　　)

圖1
A.有光子從鋅板逸出
B.有電子從鋅板逸出
C.驗電器指針張開一個角度
D.鋅板帶負電
解析　用紫外線照射鋅板是能夠發生光電效應的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故選項A錯誤，B正確；鋅板與驗電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗電器指針張角越大，故選項C正確，D錯誤。
答案　BC
2.(多選)光電效應實驗中，下列表述正確的是(　　)
A.光照時間越長光電流越大
B.入射光足夠強就可以有光電流
C.遏止電壓與入射光的頻率有關
D.入射光頻率大于極限頻率才能產生光電子
解析　光電流的大小與光照時間無關，A項錯誤；如果入射光的頻率小于金屬的極限頻率，入射光再強也不會發生光電效應，B項錯誤；遏止電壓Uc，滿足eUc＝hν－hνc，從表達式可知，遏止電壓與入射光的頻率有關，C項正確；只有當入射光的頻率大于極限頻率，才會有光電子逸出，D項正確。
答案　CD
3.(多選)已知某金屬發生光電效應的截止頻率為νc，則(　　)
A.當用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，一定能產生光電子
B.當用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，所產生的光電子的最大初動能為hνc
C.當照射光的頻率ν大于νc時，若ν增大，則逸出功增大
D.當照射光的頻率ν大于νc時，若ν增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍
解析　該金屬的截止頻率為νc，則可知逸出功W0＝hνc，逸出功由金屬材料的性質決定，與照射光的頻率無關，因此C錯誤；由光電效應的實驗規律可知A正確；由光電效應方程Ek＝hν－W0，將W0＝hνc代入可知B正確，D錯誤。
答案　AB
4.用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間，在膠片上出現的圖象如圖2所示，該實驗表明(　　)

圖2
A.光的本質是波
B.光的本質是粒子
C.光的能量在膠片上分布不均勻
D.光到達膠片上不同位置的概率相同
解析　用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間在膠片出現的圖樣，說明光有波粒二象性，故A、B項錯誤；說明光到達膠片上的不同位置的概率是不一樣的，也就說明了光的能量在膠片上分布不均勻，故C項正確，D項錯誤。
答案　C

　光電效應現象和光電效應方程的應用
1.四點提醒
(1)能否發生光電效應，不取決于光的強度而取決于光的頻率。
(2)光電效應中的“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。
(4)光電子不是光子，而是電子。
2.定量分析時應抓住三個關系式
(1)愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν－W0。
(2)最大初動能與遏止電壓的關系：Ek＝eUc。
(3)逸出功與極限頻率的關系：W0＝hνc。
3.兩條對應關系
(1)光的強度大→光子數目多→發射光電子多→光電流大。
(2)光子頻率高→光子能量大→產生光電子的最大初動能大→遏止電壓大。
【例1】 (2019·北京卷，19)光電管是一種利用光照射產生電流的裝置，當入射光照在管中金屬板上時，可能形成光電流。表中給出了6次實驗的結果。
組 次 入射光子
的能量/eV 相對
光強 光電流大
小/mA 逸出光電子的最大動能/eV
第一組 1
2
3 4.0
4.0
4.0 弱
中
強 29
43
60 0.9
0.9
0.9
第二組 4
5
6 6.0
6.0
6.0 弱
中
強 27
40
55 2.9
2.9
2.9
由表中數據得出的論斷中不正確的是(　　)
A.兩組實驗采用了不同頻率的入射光
B.兩組實驗所用的金屬板材質不同
C.若入射光子的能量為5.0 eV，逸出光電子的最大初動能為1.9 eV
D.若入射光子的能量為5.0 eV，相對光強越強，光電流越大
解析　光子的能量E＝hν，入射光子的能量不同，故入射光子的頻率不同，A正確；由愛因斯坦的光電效應方程Ek＝hν－W0，可求出兩組實驗的逸出功W0均為3.1 eV，故兩組實驗所用的金屬板材質相同，B錯誤；由Ek＝hν－W0，W0＝3.1 eV；當hν＝5.0 eV時，Ek＝1.9 eV，C正確；光強越強，單位時間內射出的光子數越多，單位時間內逸出的光電子數越多，形成的光電流越大，D正確。
答案　B

1.(2018·全國Ⅱ卷，17)用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10－19 J。已知普朗克常量為6.63×10－34 J·s，真空中的光速為3.00×108 m·s－1。能使鋅產生光電效應的單色光的最低頻率約為(　　)
A.1×1014 Hz B.8×1014 Hz
C.2×1015 Hz D.8×1015 Hz
解析　根據愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0＝hcλ－hν0，代入數據解得ν0≈8×1014 Hz，B正確。
答案　B
2.(多選)(2017·全國Ⅲ卷，19)在光電效應實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為Ua和Ub，光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是(　　)
A.若νa＞νb，則一定有Ua＜Ub
B.若νa＞νb，則一定有Eka＞Ekb
C.若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb
D.若νa＞νb，則一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb
解析　由愛因斯坦光電效應方程得Ekm＝hν－W0，由動能定理得Ekm＝eU，若用a、b單色光照射同種金屬時，逸出功W0相同。當νa＞νb時，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，故選項A錯誤，B正確；若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb，故選項C正確；因逸出功相同，有W0＝ hνa－ Eka＝ hνb－ Ekb，故選項D錯誤。
答案　BC
3.如圖3，在研究光電效應的實驗中，保持P的位置不變，用單色光a照射陰極K，電流計G的指針不發生偏轉；改用另一頻率的單色光b照射K，電流計的指針發生偏轉，那么(　　)

圖3
A.增加a的強度一定能使電流計的指針發生偏轉
B.用b照射時通過電流計的電流由d到c
C.只增加b的強度一定能使通過電流計的電流增大
D.a的波長一定小于b的波長
解析　用單色光a照射陰極K，電流計G的指針不發生偏轉，說明a光的頻率小于陰極K的截止頻率，增加a的強度也無法使電流計的指針發生偏轉，A錯誤；電子通過電流計的運動方向從d到c，電流方向從c到d，B錯誤；只增加b的強度可以使光電流增大，使通過電流計的電流增大，C正確；b光能使陰極K發生光電效應，b光的頻率大于陰極K的截止頻率也就大于a光的頻率，b的波長一定小于a的波長，D錯誤。
答案　C
　光電效應的圖象分析
光電效應中常見的四類圖象
圖象名稱 圖線形狀 讀取信息
最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖線 ①截止頻率(極限頻率)：橫軸截距
②逸出功：縱軸截距的絕對值W0＝|－E|＝E
③普朗克常量：圖線的斜率k＝h
遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖線 ①截止頻率νc：橫軸截距
②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大
③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke
顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關系 ①遏止電壓Uc：橫軸截距
②飽和光電流Im：電流的最大值
③最大初動能：
Ekm＝eUc
顏色不同時，光電流與電壓的關系 ①遏止電壓Uc1、Uc2
②飽和光電流
③最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
【例2】 用如圖4甲所示的裝置研究光電效應現象。閉合開關S，用頻率為ν的光照射光電管時發生了光電效應。圖乙是該光電管發生光電效應時光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖象，圖線與橫軸的交點坐標為(a，0)，與縱軸的交點坐標為(0，－b)，下列說法中正確的是(　　)

圖4
A.普朗克常量為h＝ab
B.斷開開關S后，電流表G的示數不為零
C.僅增加照射光的強度，光電子的最大初動能將增大
D.僅增加照射光的強度，電流表G的示數保持不變
解析　由Ek＝hν－W0，可知圖線的斜率為普朗克常量，即h＝ba，故A錯誤；斷開開關S后，光電子勻速運動到陽極，所以電流表G的示數不為零，故B正確；只有增大入射光的頻率，才能增大光電子的最大初動能，與照射光的強度無關，故C錯誤；僅提高照射光強度，單位時間內發出的光電子增多，電流表G的示數增大，故D錯誤。
答案　B

解決光電效應圖象問題的幾個關系式
(1)光電效應方程：Ek＝hν－W0。
(2)發生光電效應的臨界條件：Ek＝0，νc＝W0h。
(3)反向遏止電壓與入射光極限頻率的關系：
－eUc＝0－Ek，Uc＝heν－W0e。

1.(多選)某金屬在光的照射下產生光電效應，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖象如圖5所示。則由圖象可知(　　)

圖5
A.該金屬的逸出功等于hν0
B.遏止電壓是確定的，與入射光的頻率無關
C.入射光的頻率為2ν0時，產生的光電子的最大初動能為hν0
D.入射光的頻率為3ν0時，產生的光電子的最大初動能為hν0
解析　當遏止電壓為零時，最大初動能為零，則入射光的能量等于逸出功，所以W0＝hν0，故選項A正確；根據光電效應方程Ekm＝hν－W0和－eUc＝0－Ekm得，Uc＝heν－W0e，可知當入射光的頻率大于極限頻率時，遏止電壓與入射光的頻率成線性關系，故選項B錯誤；從圖象上可知， 逸出功W0＝hν0。根據光電效應方程Ekm＝h·2ν0－W0＝hν0，故選項C正確；Ekm＝h·3ν0－W0＝2hν0，故選項D錯誤。
答案　AC
2.用如圖6甲所示的電路研究光電效應中光電流與照射光的強弱、頻率等物理量的關系。圖中A、K兩極間的電壓大小可調，電源的正負極也可以對調，分別用a、b、c三束單色光照射，調節A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關系如圖乙所示，由圖可知(　　)

圖6
A.單色光a和c的頻率相同，且a光更弱些，b光頻率最大
B.單色光a和c的頻率相同，且a光更強些，b光頻率最大
C.單色光a和c的頻率相同，且a光更弱些，b光頻率最小
D.單色光a和c的頻率不同，且a光更強些，b光頻率最小
解析　a、c兩單色光照射后遏止電壓相同，根據Ekm＝eUc，可知產生的光電子最大初動能相等，則a、c兩單色光的頻率相等，光子能量相等，由于a光的飽和光電流較大，則a光的強度較大，單色光b照射后遏止電壓較大，根據Ekm＝eUc，可知b光照射后產生的光電子最大初動能較大，根據光電效應方程Ekm＝hν－W0得，b光的頻率大于a光的頻率，故A、C、D錯誤，B正確。
答案　B
　光的波粒二象性、物質波
1.從數量上看：個別光子的作用效果往往表現為粒子性；大量光子的作用效果往往表現為波動性。
2.從頻率上看：頻率越低波動性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現象；頻率越高粒子性越顯著，貫穿本領越強，越不容易看到光的干涉和衍射現象。
3.從傳播與作用上看：光在傳播過程中往往表現出波動性；在與物質發生作用時往往表現為粒子性。
4.波動性與粒子性的統一：由光子的能量E＝hν、光子的動量表達式p＝hλ也可以看出，光的波動性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長λ。
【例3】 (多選)關于物質的波粒二象性，下列說法中正確的是(　　)
A.不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性
B.運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道
C.波動性和粒子性，在宏觀現象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現象中是統一的
D.實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性
解析　光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規律，大量光子運動的規律表現出光的波動性，而單個光子的運動表現出光的粒子性。光的波長越長，波動性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯。而宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實際很難觀察到波動性，不是不具有波粒二象性，選項A、B、C正確，D錯誤。
答案　ABC

1.(多選)下列對光的波粒二象性的說法正確的是(　　)
A.光子不僅具有能量，也具有動量
B.光的波粒二象性指光有時表現為波動性，有時表現為粒子性
C.運動的實物粒子也有波動性，波長與粒子動量的關系為λ＝ph
D.光波和物質波，本質上都是概率波
解析　光電效應表明光子具有能量，康普頓效應表明光子除了具有能量之外還具有動量，選項A正確；波粒二象性指光有時表現為波動性，有時表現為粒子性，選項B正確；物質波的波長與粒子動量的關系應為λ＝hp，選項C錯誤；光波中的光子和物質波中的實物粒子在空間出現的概率滿足波動規律，因此二者均為概率波，選項D正確。
答案　ABD
2.(多選)1927年戴維孫和湯姆孫分別完成了電子衍射實驗，該實驗是榮獲諾貝爾獎的重大近代物理實驗之一。如圖7所示的是該實驗裝置的簡化圖，下列說法正確的是(　　)

圖7
A.亮條紋是電子到達概率大的地方
B.該實驗說明物質波理論是正確的
C.該實驗再次說明光子具有波動性
D.該實驗說明實物粒子具有波動性
答案　ABD
課時作業
(時間：30分鐘)
基礎鞏固練
1.下列有關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.光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著
D.大量光子的行為往往顯示出粒子性
解析　光具有波粒二象性，故A錯誤；電子是組成原子的基本粒子，有確定的靜止質量，是一種物質實體，速度可以低于光速，光子代表著一份能量，沒有靜止質量，速度永遠是光速，故B錯誤；光的波長越長，波動性越明顯，波長越短，其粒子性越顯著，故C正確；大量光子運動的規律表現出光的波動性，故D錯誤。
答案　C
2.我國科學家潘建偉院士預言十年左右量子通信將“飛”入千家萬戶。在通往量子論的道路上，一大批物理學家做出了卓越的貢獻，下列有關說法正確的是(　　)
A.玻爾在1900年把能量子引入物理學，破除了“能量連續變化”的傳統觀念
B.愛因斯坦最早認識到了能量子的意義，提出光子說，并成功地解釋了光電效應現象
C.德布羅意第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態和躍遷的概念
D.普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預言實物粒子也具有波動性
解析　普朗克在1900年把能量子引入物理學，破除了“能量連續變化”的傳統觀念，故A錯誤；愛因斯坦最早認識到了能量子的意義，提出光子說，并成功地解釋了光電效應現象，故B正確；玻爾第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態和躍遷的概念，故C錯誤；德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子，預言實物粒子也具有波動性，故D錯誤。
答案　B
3.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，而減弱光的強度，則(　　)
A.單位時間內逸出的光電子數減少，光電子的最大初動能不變
B.單位時間內逸出的光電子數減少，光電子的最大初動能減小
C.單位時間內逸出的光電子數不變，光電子的最大初動能減小
D.單位時間內光的強度減弱到某一數值，就沒有光電子逸出了
解析　光的頻率不變，光子能量不變，光的強度減弱，仍會有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動能也不變，而減弱光的強度，單位時間內逸出的光電子數就會減少，選項A正確。
答案　A
4.在光電效應實驗中，用相同的單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能發生光電效應。對于這兩個過程，下列四個物理過程中，一定相同的是(　　)
A.遏止電壓 B.飽和光電流
C.光電子的最大初動能 D.逸出功
解析　同一種單色光照射不同的金屬，入射光的頻率和光子能量一定相同，金屬逸出功不同，根據光電效應方程Ekm＝hν－W0知，最大初動能不同，則遏止電壓不同；相同的單色光照射，入射光的強度相同，所以飽和光電流相同。故選項B正確。
答案　B
5.頻率為ν的光照射某金屬時，產生光電子的最大初動能為Ekm。改為頻率為2ν的光照射同一金屬，所產生光電子的最大初動能為(h為普朗克常量)(　　)
A.Ekm－hν B.2Ekm
C.Ekm＋hν D.Ekm＋2hν
解析　根據愛因斯坦光電效應方程得Ekm＝hν－W0，若入射光頻率變為2ν，則Ekm′＝h·2ν－W0＝2hν－(hν－Ekm)＝hν＋Ekm，故選項C正確。
答案　C
6.下列關于光的波粒二象性的說法中，正確的是 (　　)
A.一束傳播的光，有的光是波，有的光是粒子
B.光子與電子是同一種粒子
C.光的波動性是由于光子間的相互作用而形成的
D.光是一種波，同時也是一種粒子，光子說并未否定波動說，在光子的能量ε＝hν中，頻率ν表示的仍是波的特性
解析　根據光的波粒二象性，光同時具有波動性和粒子性，A錯誤；光子不帶電，沒有靜止質量，而電子帶負電，是實物粒子，有質量，故B錯誤；光的波動性是光本身固有的性質，不是光子之間互相作用引起的，C錯誤；光子的能量與其對應的頻率成正比，而頻率是反映波動特征的物理量，因此ε＝hν揭示了光的粒子性和波動性之間的密切關系，光子說并未否定波動說，故D正確。
答案　D
7.(多選)實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現波動性的是(　　)
A.電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣
B.β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡
C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構
D.人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構
解析　電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，可以說明電子是一種波，故選項A正確；β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡，可以說明β射線是一種粒子，故選項B錯誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構，中子衍射說明中子是一種波，故選項C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構，利用了電子束的衍射現象，說明電子束是一種波，故選項D正確。
答案　ACD
8.(多選)[人教版選修3－5·P36·T2改編]在光電效應實驗中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發生了光電效應，下列說法正確的是(　　)
A.增大入射光的強度，光電流增大
B.減小入射光的強度，光電效應現象消失
C.改用頻率小于ν的光照射，一定不發生光電效應
D.改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動能變大
解析　增大入射光強度，單位時間內照射到單位面積上的光子數增加，則光電流將增大，故選項A正確；光電效應是否發生取決于入射光的頻率，而與入射光強度無關，故選項B錯誤；用頻率為ν的光照射光電管陰極，發生光電效應，用頻率小于ν的光照射時，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會發生光電效應，選項C錯誤；根據hν－W逸＝12mv2可知，增大入射光頻率，光電子的最大初動能也增大，故選項D正確。
答案　AD
9.(多選)用綠光照射一光電管，能產生光電效應。現在用如圖1所示的電路測定遏止電壓，則(　　)

圖1
A.改用紅光照射，遏止電壓會增大
B.改用紫光照射，遏止電壓會增大
C.延長綠光照射時間，遏止電壓會增大
D.增加綠光照射強度，遏止電壓不變
解析　紅光到紫光頻率升高，由光電效應方程Ekm＝hν－W及eUc＝Ekm知遏止電壓Uc與光電子最大初動能有關，由入射光的頻率和金屬材料決定，與入射光的強度無關，故B、D正確。
答案　BD
10.在研究光電效應的實驗中，兩個實驗小組用相同頻率的單色光，分別照射鋅和銀的表面，結果都能發生光電效應。下列說法中正確的是(　　)
A.光電子的最大初動能相同
B.飽和光電流一定不同
C.因為材料不同逸出功不同，所以遏止電壓Uc不同
D.分別用不同頻率的光照射之后繪制Uc－ν圖象的斜率可能不同
解析　由愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W可知，由于鋅和銀的逸出功W不相同，光電子的最大初動能也不同，故A錯誤；飽和光電流與入射光的強度有關，故B錯誤；由eUc＝Ek＝hν－W，可知由于鋅和銀的逸出功W不相同，所以遏止電壓Uc不同，故C正確；由eUc＝hν－W可知Uc＝hνe－We， 斜率k＝he不變，故D錯誤。
答案　C
綜合提能練
11.如圖2所示，在研究光電效應的實驗中，發現用一定頻率的A單色光照射光電管時，電流表指針會發生偏轉，而用另一頻率的B單色光照射時不發生光電效應，則下列說法中正確的是(　　)

圖2
A.A光的頻率小于B光的頻率
B.A光的入射強度大于B光的入射強度
C.A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是a流向b
D.A光照射光電管時流過電流表G的電流大小取決于光照時間的長短
解析　由光電效應實驗規律知A、B錯誤，A光照射光電管時，光電子從陰極射出，光電子從b流過電流表G到a的，所以電流方向是a流向b，而且流過電流表G的電流大小取決于光的入射強度，與光照時間的長短無關，故C正確，D錯誤。
答案　C
12.(2020·江西上饒聯考)愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應的規律而獲得1921年的諾貝爾物理學獎。某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關系如圖3所示，其中ν0為極限頻率。從圖中可以確定的是(　　)

圖3
A.逸出功與ν有關
B.Ekm與入射光強度成正比
C.ν＜ν0時，會逸出光電子
D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關
解析　金屬的逸出功是由金屬自身決定的，與入射光頻率無關，其大小W＝hν0，故A錯誤；根據愛因斯坦光電效應方程Ekm＝hν－W，可知光電子的最大初動能Ekm與入射光的強度無關，只要入射光的頻率不變，則光電子的最大初動能不變，故B錯誤；光電子的最大初動能Ekm＞0，即只有入射光的頻率大于金屬的極限頻率即ν＞ν0時才會有光電子逸出，故C錯誤；根據方程Ekm＝hν－W，可知ΔEkmΔν＝h，故D正確。
答案　D
13.(多選)利用如圖4所示的電路研究光電效應現象，其中電極K由金屬鉀制成，其逸出功為2.25 eV。用某一頻率的光照射時，逸出光電子的最大初動能為1.50 eV，電流表的示數為I。已知普朗克常量約為6.6×10－34 J·s。下列說法中正確的是(　　)

圖4
A.金屬鉀發生光電效應的極限頻率約為5.5×1014 Hz
B.若入射光頻率加倍，光電子的最大初動能變為3.00 eV
C.若入射光頻率加倍，電流表的示數變為2I
D.若入射光頻率加倍，遏制電壓的大小將變為5.25 V
解析　由W0＝hν0可知ν0＝5.5×1014 Hz，故A正確；由愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0，可知入射光頻率加倍，光電子的最大初動能大于3.00 eV，故B錯誤；若入射光的頻率加倍，電流表的示數不一定是原來的2倍，故C錯誤；由愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0，可知入射光頻率加倍，Ek1＝2hν－W0，又最大初動能與遏止電壓的關系Ek1＝eUc，解得Uc＝5.25 V，故D正確。
答案　AD
14.(多選)利用如圖5甲所示的實驗裝置觀測光電效應，已知實驗中測得某種金屬的遏止電壓Uc與入射頻率ν之間的關系如圖乙所示，電子的電荷量為e＝1.6×
10－19 C，則(　　)

圖5
A.普朗克常量為eν1U1
B.該金屬的逸出功為eU1
C.電源的右端為正極
D.若電流表的示數為10 μA，則每秒內從陰極發出的光電子數的最小值為6.25×1012
解析　由愛因斯坦光電效應方程可知，Uc＝hνe－W0e，知題圖乙圖線的斜率U1ν1＝he，則普朗克常量h＝eU1ν1，該金屬的逸出功為W0＝hν1＝eU1，選項A錯誤，B正確；測遏止電壓時，電源左端為負極，右端為正極，選項C正確；每秒內發出的光電子的電荷量為q＝It＝10×10－6×1 C＝10－5 C，而n＝qe，故每秒內至少發出6.25×1013個光電子，選項D錯誤。
答案　BC

發表評論