1、课时规范练37光电效应波粒二象性课时规范练第72页基础对点练1.(对光电效应的理解)(2018江西五校模拟)下列有关光电效应的说法正确的是()A.光电效应现象证明了光是电磁波B.普朗克为了解释光电效应现象,提出了光子说C.只要增大入射光的强度,就可以产生光电效应D.入射光的频率低于金属的截止频率时不发生光电效应答案D解析光电效应显示了光的粒子性,但不能证明光是电磁波,选项A错误;爱因斯坦为了解释光电效应现象,提出了光子说,选项B错误;根据光电效应产生的条件可知,只有当入射光的频率大于金属的极限频率(或截止频率)时,才能发生光电效应,选项C错误,D正确。2.(多选)(光电效应现象)(2018湖北
2、黄冈中学模拟)如图所示为研究光电效应规律的实验电路,电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。用一定频率的单色光a照射光电管时,灵敏电流计G的指针会发生偏转,而用另一频率的单色光b照射该光电管时,灵敏电流计G的指针不偏转。下列说法正确的是()A.a光的频率一定大于b光的频率B.电源正极可能与c接线柱连接C.用b光照射光电管时,一定没有发生光电效应D.若灵敏电流计的指针发生偏转,则电流方向一定是由eGf答案ABD解析由于电源的接法不知道,所以有两种情况:(1)c接负极,d接正极。用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转,知a光频率大于金属的极限频率。用另一频率的单色光b照射光电管
3、阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,知b光的频率小于金属的极限频率,所以a光的频率一定大于b光的频率。(2)c接正极,d接负极。用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转,知a光产生的光电子能到达负极d端。用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,知b光产生的光电子不能到达负极d端,所以a光产生的光电子的最大初动能大,所以a光的频率一定大于b光的频率,故选项A、B正确;由以上的分析可知,不能判断出用b光照射光电管时,一定没有发生光电效应,故选项C错误;电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,若灵敏电流计的指针发生偏转,则电流方向一定是由eGf,故选项D正
4、确。3.(光电效应方程的应用)(2018福建泉州三模)光电效应实验装置如图所示。用频率为的光源照射阴极K产生了光电效应,已知逸出功为W,普朗克常量为h,电子电荷量为e。调节变阻器滑动片,使光电流逐渐减小;当电流表示数恰好减小到零时,电压表的示数U可能是下列的()A.U=B.U=C.U=2h-WD.U=答案A解析根据光电效应方程可知光电子的最大初动能为:Ek=h-W根据动能定理可得电压表示数至少为:eUc=Ek=h-W解得:Uc=,故A正确,BCD错误;故选A。4.(光电效应方程的应用)(2108四川“联测促改”)如图所示,用波长为0的单色光照射某金属,调节变阻器,当电压表的示数为某值时,电流表
5、的示数恰好减小为零;再用波长为的单色光重复上述实验,当电压表的示数增加到原来的3倍时,电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常数为h,真空中光速为c。该金属的逸出功为()A.B.C.D.答案C解析接通开关,当电压表读数大于或等于U时,电流表读数为零,遏止电压为U,根据光电效应方程,则光电子的最大初动能为:E km=eU=h-W0;用波长为的单色光照射时,Ekm=3eU=h-W0;联立解得:W0=,故C正确,ABD错误。故选C。5.(光电效应图象问题)(2018河南濮阳三模)用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调,电源的正负极
6、也可以对调,分别用a、b、c三束单色光照射,调节A、K间的电压U,得到光电流I与电压U的关系如图乙所示,由图可知()A.单色光a和c的频率相同,且a光更弱些,b光频率最大B.单色光a和c的频率相同,且a光更强些,b光频率最大C.单色光a和c的频率相同,且a光更弱些,b光频率最小D.单色光a和c的频率不同,且a光更强些,b光频率最小答案B解析a、c两光照射后遏止电压相同,根据Ekm=eUc,可知产生的光电子最大初动能相等,可知a、c两光的频率相等,光子能量相等,由于a光的饱和电流较大,则a光的强度较大,单色光b照射后遏止电压较大,根据Ekm=eUc,可知b光照射后产生的光电子最大初动能较大,根据
7、光电效应方程Ekm=h-W0得,b光的频率大于a光的频率,故ACD错误,B正确。6.(光电效应图象问题)(2018广东潮州模拟)用如图甲所示的装置研究光电效应现象。用频率为的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象,图线与横轴的交点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为(0,-b),下列说法中正确的是()A.普朗克常量为h=B.仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大C.保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,电流表G的示数保持不变D.保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,电流表G的示数增大答案A解析根据Ekm=h-W0可得,纵轴截
8、距的绝对值等于金属的逸出功等于b。当最大初动能为零时,入射光的频率等于截止频率,所以金属的截止频率为0=a,那么普朗克常量为h=,故A正确;根据光电效应方程可以知道,入射光的频率与最大初动能有关,与光的强度无关,故B错误;若保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,则光子数目减小,那么电流表G的示数会减小,故CD错误。所以A正确,BCD错误。7.(多选)(光电效应图象问题)(2018湖南长沙雅礼中学二模)如图甲所示,在光电效应实验中,某同学用相同频率的单色光,分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管,结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压Ue随入射光频率变化的函数关系图象。对于这两
9、个光电管,下列判断正确的是()A.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压Ue不同B.光电子的最大初动能不同C.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,饱和光电流也可能相同D.两个光电管的Ue-图象的斜率可能不同答案ABC解析根据光电效应方程Ekm=h-W0和eUc=Ekm得出,相同频率,不同逸出功,则遏止电压也不同,A正确;根据光电效应方程Ekm=h-W0得,相同的频率,不同的逸出功,则光电子的最大初动能也不同,B正确;虽然光的频率相同,但光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,而饱和光电流可能相同,C正确;因为Uc=知图线的斜率为,即只与h和e有关,为常数,一定相同,D错误
10、;故选ABC。8.(波粒二象性)(2018山东济南模拟)关于波粒二象性,下列说法中正确的是()A.图甲中紫光照射到锌板上可以发生光电效应,则其他可见光照射到锌板上也一定可以发生光电效应B.图乙中入射光的强度越大,则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大C.图丙说明光子既有粒子性也有波动性D.戴维孙和汤姆孙利用图丁证明了电子具有波动性答案D解析在可见光中,紫光的频率最大,故紫光光子的能量最大,紫光照射到锌板上可以发生光电效应,但其他可见光照射到锌板上不一定发生光电效应,A错误;入射光的强度只能改变单位时间内逸出光电子的数量,但不能增大逸出光电子的最大初动能,B错误;光的散射揭示了光的粒子性,没有
11、揭示光的波动性,C错误;衍射是波特有的现象,故电子束衍射实验证明了电子具有波动性,D正确。素养综合练9.(2018天津和平一模)美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压Uc与入射光频率,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Uc与入射光频率关系图象,两金属的逸出功分别为W甲、W乙,如果用0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E乙B.W甲W乙,E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:Ekm=h-W0=h-h0又Ekm=qUc解得:
12、Uc=-;知Uc-图线;当Uc=0,=0;由图象可知,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E乙,故A正确,BCD错误;故选A。10.(多选)(2018山西太原二模)如图的实验中,分别用波长为1、2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U1和U2,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12,则U1U2B.用1照射时,光电子的最大初动能为eU1C.普朗克常量等于D.阴极K金属的极限频率为答案BD解析A.根据光电效应方程,则有:-W0=Ekm=eU0,因此若12,则U1U2,故A错误;B.光电子在电场中做减速运动,根据动能定
13、理得:-eU1=0-Ekm,则得光电子的最大初动能Ekm=eU1,故B正确;C.根据爱因斯坦光电效应方程得:h1=eU1+W,h2=eU2+W,得金属的逸出功为:W=h1-eU1。联立得:h=。故C错误;D.阴极K金属的极限频率0=,故D正确。故选BD。11.(2018江苏徐州考前打靶)如图所示的光电管实验中,当用波长3.010-7 m的光照射在阴极K上时,电流表有示数。调节滑动变阻器,当电压表读数为3.0 V时,电流表读数恰好为零;改用波长为1.510-7 m的光照射在阴极K上时,调节滑动变阻器,当电压表读数为7.1 V时,电流表读数也恰好为零。由此可得普朗克常量为Js,该阴极的逸出功为J。
14、已知电子电荷量为1.610-19 C,光速c为3108 m/s,结果保留两位有效数字。答案6.610-341.810-19解析用波长3.010-7 m的光子照射光电管,当光电管上反向电压达3 V时,光电流恰好为零,表明光电子的最大初动能为Ek=3 eV,根据光电效应方程W=h-Ek=h-Ek可知阴极材料的逸出功为W=1.9 eV。波长1.510-7 m的光照,当电压表读数为7.1 V时,灵敏电流表读数为零;则有:eU1=Ekm1=h1-W=h-W,eU2=Ekm2=h2-W=h-W代入数据可解得:h=6.610-34,W=1.810-19。12.(2018河南新乡月考)为了解释光电效应现象,爱
15、因斯坦提出了“光子”的概念,并给出了光电效应方程,但这一观点一度受到质疑,密立根通过下述实验来验证其理论的正确性,实验电路如图1所示。(1)为了测量遏止电压U0与入射光频率的关系,实验中双刀双掷开关应向闭合。(选填“上”或“下”)(2)如果实验所得U0-图象如图2所示,其中U1、1、0为已知量,元电荷带电荷量为e,那么:只需将与普朗克常量h进行比较,若在误差许可的范围内二者相等,则证明“光电效应方程”是正确的。该实验所用光电管的K极材料的逸出功为。答案(1)下(2)0解析(1)测量遏止电压需要将阴极K接电源的正极,可知实验中双刀双掷开关应向下闭合。(2)根据爱因斯坦光电效应方程:Ek=h-W0由动能定理:eU=Ek得:U1=1-0,结合图象知:k=;解得,普朗克常量:h=;截止频率为0,则该金属的逸出功:W0=h0=0。
