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2022高中物理第十三章近代物理一輪復(fù)習(xí)第1講 光電效應(yīng)及波粒二象性

更新時間:2021-12-04 文件大小: 3.65 MB 界面語言: 簡體中文 運行環(huán)境: /WinNT/2000/XP 授權(quán)方式: 免費資源 下載次數(shù):

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第1講 光電效應(yīng)及波粒二象性
目標(biāo)要求  1.了解黑體輻射的實驗規(guī)律.2.知道什么是光電效應(yīng),理解光電效應(yīng)的實驗規(guī)律,會利用光電效應(yīng)方程計算逸出功、截止頻率、最大初動能等物理量.3.知道波粒二象性,知道物質(zhì)波的概念.
考點一 黑體輻射 能量子
基礎(chǔ)回扣
1.熱輻射
(1)定義:周圍的一切物體都在輻射電磁波,這種輻射與物體的溫度有關(guān),所以叫熱輻射.
(2)特點:熱輻射強度按波長的分布情況隨物體的溫度不同而有所不同.
2.黑體輻射的實驗規(guī)律
(1)對于一般材料的物體,輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外,還與材料的種類及表面狀況有關(guān).
(2)黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān).隨著溫度的升高,一方面,各種波長的輻射強度都有增加,另一方面,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,如圖1.

圖1
3.能量子
(1)定義:普朗克認為,當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時,以最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收,這個不可再分的最小能量值ε叫做能量子.
(2)能量子大小:ε=hν,其中ν是帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率,h被稱為普朗克常量.h=6.626×10-34 J·s(一般取h=6.63×10-34 J·s).
(3)發(fā)光功率與單個光子能量的關(guān)系:
發(fā)光功率P=n·ε,其中n為單位時間發(fā)出的光子數(shù)目,ε為單個光子的能量.

1.(黑體輻射的實驗規(guī)律)(多選)(2019·江蘇南京市高二檢測)黑體輻射的實驗規(guī)律如圖2所示,以下判斷正確的是(  )

圖2
A.在同一溫度下,波長越短的電磁波輻射強度越大
B.在同一溫度下,輻射強度最大的電磁波波長不是最大的,也不是最小的,而是處在最大與最小波長之間
C.溫度越高,輻射強度的極大值就越大
D.溫度越高,輻射強度最大的電磁波的波長越短
答案 BCD
2.(能量量子化的計算)人眼對綠光最敏感,正常人的眼睛接收到波長為530 nm的綠光時,只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔,眼睛就能覺察,普朗克常量為6.63×10-34 J·s,光速為3.0×108 m/s,則人眼能察覺到綠光時所接收到的最小功率是(  )
A.2.3×10-18 W B.3.8×10-19 W
C.7.0×10-10 W D.1.2×10-18 W
答案 A
解析 綠光光子能量:ε=hν=hcλ≈3.8×10-19 J.每秒最少有6個綠光的光子射入瞳孔,所以P=6ε1 s≈2.3×10-18 W,選項A正確,B、C、D錯誤.
考點二 光電效應(yīng)
基礎(chǔ)回扣
1.光電效應(yīng)及其規(guī)律
(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象
照射到金屬表面的光,能使金屬中的電子從表面逸出,這個現(xiàn)象稱為光電效應(yīng),這種電子常被稱為光電子.
(2)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件
入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率.
(3)光電效應(yīng)規(guī)律
①每種金屬都有一個截止頻率νc,入射光的頻率必須大于或等于這個截止頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng).
②光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān),只隨入射光頻率的增大而增大.
③光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時的,一般不超過10-9 s.
④當(dāng)入射光的頻率大于或等于截止頻率時,入射光越強,飽和電流越大,逸出的光電子數(shù)越多,逸出光電子的數(shù)目與入射光的強度成正比,飽和電流的大小與入射光的強度成正比.
2.愛因斯坦光電效應(yīng)方程
(1)光電效應(yīng)方程
①表達式:hν=Ek+W0或Ek=hν-W0.
②物理意義:金屬中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(xiàn)為逸出后電子的最大初動能.
(2)逸出功W0:電子從金屬中逸出所需做功的最小值,W0=hνc=hcλc.
(3)最大初動能:發(fā)生光電效應(yīng)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.
技巧點撥
光電效應(yīng)的研究思路


光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用

例1  (2020·河北衡水中學(xué)聯(lián)考)如圖3所示為研究光電效應(yīng)的電路圖.開關(guān)閉合后,當(dāng)用波長為λ0的單色光照射光電管的陰極K時,電流表有示數(shù).下列說法正確的是(  )

圖3
A.若只讓滑片P向D端移動,則電流表的示數(shù)一定增大
B.若只增加該單色光的強度,則電流表示數(shù)一定增大
C.若改用波長小于λ0的單色光照射光電管的陰極K,則陰極K的逸出功變大
D.若改用波長大于λ0的單色光照射光電管的陰極K,則電流表的示數(shù)一定為零
答案 B
解析 電路所加電壓為正向電壓,如果電流達到飽和電流,增加電壓,電流也不會增大,故A錯誤;只增加該單色光的強度,相同時間內(nèi)逸出的光子數(shù)增多,電流增大,故B正確;金屬的逸出功只與陰極材料有關(guān),與入射光無關(guān),故C錯誤;改用波長大于λ0的單色光照射,雖然光子能量變小,但也有可能發(fā)生光電效應(yīng),可能有光電流,故D錯誤.
例2  (2020·黑龍江哈爾濱市三中模擬)在研究光電效應(yīng)實驗中,某金屬的逸出功為W,用波長為λ的單色光照射該金屬發(fā)生了光電效應(yīng).已知普朗克常量為h,真空中光速為c,下列說法正確的是(  )
A.光電子的最大初動能為hcλ-W
B.該金屬的截止頻率為cλ
C.若用波長為λ2的單色光照射該金屬,則光電子的最大初動能變?yōu)樵瓉淼?倍
D.若用波長為2λ的單色光照射該金屬,一定可以發(fā)生光電效應(yīng)
答案 A
解析 根據(jù)光電效應(yīng)可知,光電子的最大初動能Ekm=hcλ-W,故A正確;金屬的逸出功為W,則截止頻率為νc=Wh,故B錯誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ekm=hcλ-W,若用波長為λ2的單色光照射該金屬,則光電子的最大初動能大于原來的2倍,故C錯誤;若用波長為2λ的單色光照射該金屬,光子的能量減小,根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生的條件可知,不一定能發(fā)生光電效應(yīng),故D錯誤.




光電效應(yīng)圖象

圖象名稱 圖線形狀 獲取信息
最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線
①截止頻率(極限頻率)νc:圖線與ν軸交點的橫坐標(biāo)
②逸出功W0:圖線與Ek軸交點的縱坐標(biāo)的絕對值W0=|-E|=E
③普朗克常量h:圖線的斜率k=h
遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線
①截止頻率νc:圖線與橫軸的交點的橫坐標(biāo)
②遏止電壓Uc:發(fā)生光電效應(yīng)時,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(注:此時兩極之間接反向電壓)
顏色相同、強度不同的光,光電流與電壓的關(guān)系
①遏止電壓Uc:圖線與橫軸的交點的橫坐標(biāo)
②飽和電流:電流的最大值
③最大初動能:Ek=eUc
顏色不同時,光電流與電壓的關(guān)系
①遏止電壓Uc1、Uc2
②飽和電流
③最大初動能Ek1=eUc1,Ek2=eUc2

例3  (多選)(2019·海南卷·7)對于鈉和鈣兩種金屬,其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系如圖4所示.用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量,則(  )

圖4
A.鈉的逸出功小于鈣的逸出功
B.圖中直線的斜率為he
C.在得到這兩條直線時,必須保證入射光的光強相同
D.若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動能,則照射到鈉的光頻率較高
答案 AB
解析 根據(jù)Uce=Ek=hν-W0,即Uc=heν-W0e,則由題圖可知鈉的逸出功小于鈣的逸出功,選項A正確;題圖中直線的斜率為he,選項B正確;在得到這兩條直線時,與入射光的光強無關(guān),選項C錯誤;根據(jù)Ek=hν-W0,若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動能,則照射到鈉的光頻率較低,選項D錯誤.
例4  (多選)(2020·寧夏石嘴山市第三中學(xué)月考)圖5甲是光電效應(yīng)的實驗裝置圖,圖乙是光電流與加在陰極K和陽極A上的電壓的關(guān)系圖象,下列說法正確的是(  )

圖5
A.只要增大電壓,光電流就會一直增大
B.遏止電壓越大,說明從該金屬中逸出的光電子的最大初動能越大
C.由圖線①、②、③可知對某種確定的金屬來說,其遏止電壓只由入射光的頻率決定
D.由圖線①、③可知在光的顏色不變的情況下,入射光越強,飽和光電流越大
答案 BCD
解析 由題圖乙可知,當(dāng)電壓增大到一定程度時,再增大電壓,光電流基本不變,故A錯誤;根據(jù)eUc=Ek可知,遏止電壓越大,從該金屬中逸出的光電子的最大初動能越大,故B正確;黃光(強)和黃光(弱)照射時遏止電壓相同,黃光和藍光照射時遏止電壓不相同,說明對某種確定的金屬來說,其遏止電壓只由入射光的頻率決定,故C正確;由圖線①、③可知在光的顏色不變的情況下,入射光越強,飽和光電流越大,故D正確.

3.(光電效應(yīng)方程)(多選)(2020·山西運城市期末)用如圖6所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象,當(dāng)用光子能量為2.5 eV的光照射到光電管上時,電流表G的讀數(shù)為0.2 mA.移動滑動變阻器的觸點c,當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7 V時,電流表G的讀數(shù)為0.則(  )

圖6
A.光電管陰極的逸出功為1.8 eV
B.開關(guān)K斷開后,沒有電流流過電流表G
C.光電子的最大初動能為0.7 eV
D.改用能量為1.5 eV的光子照射,電流表G也有電流通過,但電流較小
答案 AC
解析 該裝置所加的電壓為反向電壓,當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7 V時,電流表的讀數(shù)為0,可知光電子的最大初動能為0.7 eV,根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,可得W0=1.8 eV,故A、C正確;開關(guān)K斷開后,用光子能量為2.5 eV的光照射到光電管上時會發(fā)生光電效應(yīng),有光電子逸出,則有電流流過電流表,故B錯誤;改用能量為1.5 eV的光子照射,由于光電子的能量小于逸出功,不能發(fā)生光電效應(yīng),無光電流,故D錯誤.
4.(光電效應(yīng)方程)(多選)(2019·江西九江市期末)如圖7是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖象,由圖象可知(  )

圖7
A.該金屬的逸出功等于E
B.該金屬的逸出功等于hνc
C.圖線的斜率與普朗克常量無關(guān)
D.入射光的頻率為2νc時,產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E
答案 ABD
解析 根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ek=hν-W0,由此結(jié)合圖象可知,該金屬的逸出功為E,W0=hνc,圖線的斜率表示普朗克常量,當(dāng)入射光的頻率為2νc時,代入方程可知產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E,故A、B、D正確,C錯誤.
考點三 波粒二象性及物質(zhì)波
基礎(chǔ)回扣
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動性.
(2)光電效應(yīng)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(zhì)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(yīng),其波長λ=hp,p為運動物體的動量,h為普朗克常量.
3.概率波
光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵循波動規(guī)律的表現(xiàn),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.
例5  (2020·浙江7月選考·5)下列說法正確的是(  )
A.質(zhì)子的德布羅意波長與其動能成正比
B.天然放射的三種射線,穿透能力最強的是α射線
C.光電效應(yīng)實驗中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)
D.電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動性
答案 D
解析 德布羅意波長λ=hp,而動能與動量關(guān)系p=2mEk,所以λ=h2mEk,可以看出波長與動能不成正比,故A錯誤;天然放射的α、β、γ射線中,α射線電離作用最強,γ射線的穿透能力最強,故B錯誤;在光電效應(yīng)實驗中,當(dāng)入射光頻率低于截止頻率時不能發(fā)生光電效應(yīng),截止頻率與金屬的逸出功有關(guān),而與入射光的頻率無關(guān),故C錯誤;電子束的衍射現(xiàn)象說明電子(實物粒子)具有波動性,故D正確.

5.(波粒二象性)(多選)(2019·甘肅天水市調(diào)研)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性
C.黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋
D.動能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波的波長也相等
答案 AB
6.(波粒二象性)下列說法中正確的是(  )
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.γ射線具有顯著的粒子性,而不具有波動性
答案 C
課時精練

1.黑體輻射的強度與波長的關(guān)系如圖1所示,由圖可知下列說法錯誤的是(  )

圖1
A.隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都增加
B.隨著溫度的升高,輻射強度的極大值向著波長較短的方向移動
C.任何溫度下,黑體都會輻射各種波長的電磁波
D.不同溫度下,黑體只會輻射相對應(yīng)的某些波長的電磁波
答案 D
解析 由題圖可以看出,隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都增加,故A正確;隨著溫度的升高,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,故B正確;任何溫度下,黑體都會輻射各種波長的電磁波,故C正確,D錯誤.
2.關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是(  )
A.截止頻率越大的金屬材料逸出功越大
B.只要光照射的時間足夠長,任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)
C.從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大,這種金屬的逸出功越小
D.入射光的光強一定時,頻率越高,單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多
答案 A
解析 逸出功W0=hνc,W0∝νc,A正確;只有照射光的頻率ν大于或等于金屬的截止頻率νc,才能產(chǎn)生光電效應(yīng),B錯誤;由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知,入射光頻率ν不確定時,無法確定Ek與W0的關(guān)系,C錯誤;頻率一定,入射光的光強越大,單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多,D錯誤.
3.(2020·河南洛陽市月考)下列有關(guān)波粒二象性的說法中,正確的是(  )
A.大量光子的行為往往表現(xiàn)出光的粒子性
B.光電效應(yīng)現(xiàn)象說明了光具有波粒二象性
C.康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性
D.實物粒子不具有波粒二象性
答案 C
解析 光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律,大量光子運動的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動性,而單個光子或少數(shù)光子的運動表現(xiàn)出光的粒子性,故A錯誤;光電效應(yīng)說明光具有粒子性,故B錯誤;康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性,故C正確;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,故D錯誤.
4.(2020·北京市人大附中高三質(zhì)檢)頻率為ν的光照射某金屬時,產(chǎn)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(chǎn)生光電子的最大初動能為(h為普朗克常量)(  )
A.Ekm-h(huán)ν B.2Ekm
C.Ekm+hν D.Ekm+2hν
答案 C
解析 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ekm=hν-W0,若入射光頻率變?yōu)?ν,則Ekm′=h·2ν-W0=2hν-(hν-Ekm)=hν+Ekm,故選項C正確.
5.(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2甲所示是該實驗裝置的簡化圖,如圖乙所示為電子束的衍射圖樣,下列說法正確的是(  )

圖2
A.亮條紋是電子到達概率大的地方
B.該實驗說明物質(zhì)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
解析 電子屬于實物粒子,電子衍射實驗說明電子具有波動性,說明物質(zhì)波理論是正確的,與光的波動性無關(guān),B、D正確,C錯誤;物質(zhì)波也是概率波,亮條紋是電子到達概率大的地方,A正確.
6.(2021·廣東高三調(diào)研試題)如圖3所示,用a、b、c三種色光照射光電管陰極K進行光電效應(yīng)的實驗,a、c為紅光且a光較強,b為藍光且光強介于a光和c光之間,某次實驗先用c光入射時,有光電流產(chǎn)生,下列說法錯誤的是(  )

圖3
A.當(dāng)換用a光入射時,入射光的光強變大,飽和光電流變大
B.當(dāng)換用b光入射時,光電子的最大初動能變大,飽和光電流變大
C.若保持光的光強不變,不斷減小入射光的頻率,則始終有光電流產(chǎn)生
D.遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān),與入射光的光強無關(guān)
答案 C
解析 飽和光電流與入射光的強度成正比,當(dāng)換用a光入射時,入射光的頻率不變,入射光的光強變大,飽和光電流變大,故A正確;根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律,光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大,當(dāng)換用b光入射時,入射光的頻率變大,光電子的最大初動能變大,光強變強(光子個數(shù)增大),則飽和光電流變大,故B正確;如果入射光的頻率小于截止頻率將不會發(fā)生光電效應(yīng),不會有光流產(chǎn)生,故C錯誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得Ek=hν-W0=eUc,分析可知遏止電壓Uc及最大初動能Ek與入射光的頻率有關(guān),與入射光的強度無關(guān),故D正確.
7.(多選)(2017·全國卷Ⅲ·19)在光電效應(yīng)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(yīng)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
答案 BC
解析 由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得,Ek=hν-W0,由動能定理得,Ek=eU,用a、b單色光照射同種金屬時,逸出功W0相同.當(dāng)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.
8.(2018·全國卷Ⅱ·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(chǎn)生光電效應(yīng)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
答案 B
解析 設(shè)單色光的最低頻率為νc,由光電效應(yīng)方程得:
Ek=hν1-W0,0=hνc-W0,又知ν1=cλ,
整理得νc=cλ-Ekh,解得νc≈8×1014 Hz,選B.

9.(2020·安徽淮北市模擬)圖4甲為研究光電效應(yīng)的電路圖,當(dāng)用頻率為ν的光照金屬陰極K時,通過調(diào)節(jié)光電管兩端的電壓U,測量對應(yīng)的光電流強度I,繪制了如圖乙所示的I-U圖象.已知電子所帶電荷量為e,圖象中遏止電壓Uc、飽和光電流Im及入射光的頻率ν、普朗克常量h均為已知量.下列說法正確的是(  )

圖4
A.光電子的最大初動能為hν-eUc
B.陰極金屬的逸出功為eUc
C.若增大原入射光的強度,則Uc和Im均會變化
D.陰極金屬的截止頻率為hν-eUch
答案 D
解析 光電子的最大初動能為Ekm=eUc,選項A錯誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ekm=hν-W0=eUc,則陰極金屬的逸出功為W0=hν-eUc,選項B錯誤;若增大原入射光的強度,則最大初動能不變,則遏止電壓Uc不變,但是飽和光電流Im會變化,選項C錯誤;根據(jù)W0=hνc=hν-eUc可得,陰極金屬的截止頻率為νc=hν-eUch,選項D正確.
10.(2020·新疆烏魯木齊高三一模)我國99式主戰(zhàn)坦克裝有激光眩目系統(tǒng),其激光發(fā)射功率為P,若激光的波長為λ,則該系統(tǒng)每秒發(fā)射的光子數(shù)是(  )
A.hcλ B.λPhc C.hλPc D.Phcλ
答案 B
解析 每個光子的能量E=hν=hcλ,設(shè)每秒(t=1 s)激光器發(fā)出的光子數(shù)是n,則Pt=nE,
即P=nhcλ,所以n=Pλhc,選B.
11.(2020·山東臨沂市高三月考)如圖5所示,某種單色光照射到光電管的陰極上時,電流表有示數(shù),則下列說法不正確的是(  )

圖5
A.入射的單色光的頻率必須大于陰極材料的截止頻率
B.增大單色光的強度,電流表的示數(shù)將增大
C.滑片P向左移,電流表的示數(shù)將增大
D.滑片P向左移,電流表的示數(shù)將減小,甚至為零
答案 C
解析 單色光照射到光電管的陰極上時,電流表有示數(shù),說明發(fā)生了光電效應(yīng),因此入射的單色光的頻率一定大于陰極材料的截止頻率,故A正確;增大單色光的強度,則產(chǎn)生的光電流增大,電流表的示數(shù)增大,故B正確;當(dāng)滑片P向左移時,光電管上加的是反向電壓,電流表的示數(shù)將減小,甚至為0,故C錯誤,D正確.
12.(多選)如圖6所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸交點的橫坐標(biāo)為4.27,與縱軸交點的縱坐標(biāo)為0.5.普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,由圖可知(  )

圖6
A.該金屬的截止頻率為4.27×1014 Hz
B.該金屬的截止頻率為5.5×1014 Hz
C.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 AC
解析 根據(jù)Ek=hν-W0,W0=hνc知,Ek-ν圖線在橫軸上的截距表示截止頻率,斜率表示普朗克常量,A、C正確,B錯誤;該金屬的逸出功為:W0=hνc=6.63×10-34×4.27×10141.6×10-19 eV≈1.77 eV,D錯誤.
13.(2020·山東青島市二模)圖7甲為某實驗小組探究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗裝置,分別使用a、b、c三束單色光在同一光電管中實驗,得到光電流與對應(yīng)電壓之間的關(guān)系圖象如圖乙所示,下列說法正確的是(  )

圖7
A.a光頻率最大,c光頻率最小
B.a光與c光為同種色光,但a光強度大
C.a光波長小于b光波長
D.a光與c光照射同一金屬,逸出光電子的初動能相等
答案 B
解析 由題圖乙可知a、c的遏止電壓相同,小于b的遏止電壓,由Uc·e=Ek=hν-W0可知,νa=νc<νb,所以λa=λc>λb,故A、C錯誤;由νa=νc知a光與c光為同種色光,但a光比c光飽和電流大,所以a光強度大,故B正確;a、c光照射同一金屬,最大初動能相等,但并不是逸出光電子的初動能都相等,故D錯誤.
14.(多選)(2020·安徽六安市高三模擬)利用如圖8甲所示的實驗裝置探究光電效應(yīng)規(guī)律,已知實驗中測得某種金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示,電子的電荷量為e=1.6×10-19 C,則(  )

圖8
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(shù)為10 μA,則每秒內(nèi)從陰極發(fā)出的光電子數(shù)的最小值為6.25×1012個
答案 BC
解析 由愛因斯坦光電效應(yīng)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,電源的左端為負極,右端為正極,選項C正確;每秒內(nèi)發(fā)出的光電子的電荷量為q=It=10×10-6×1 C=10-5 C,n=qe=10-51.6×10-19=6.25×1013個,故每秒內(nèi)至少發(fā)出6.25×1013個光電子,選項D錯誤.

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