1、专题十六 原子物理 考点1光电效应、波粒二象性 420考向1考查光电效应中截止频率的计算1.2018全国,17,6分用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810-19 J.已知普朗克常量为6.6310-34 Js,真空中的光速为3.00108 ms-1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A.11014 HzB.81014 HzC.21015 HzD.81015 Hz必备知识:爱因斯坦光电效应方程,波长与频率的关系.关键能力:计算能力.解题指导:W0=hvc.考向2考查光电效应实验、爱因斯坦光电效应方程的应用2.2019北京高考,19,6分光电管是一种利
2、用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流.表中给出了6次实验的结果.组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.94566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9由表中数据得出的论断中不正确的是()A.两组实验采用了不同频率的入射光B.两组实验所用的金属板材质不同C.若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eVD.若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大必备知识:光子能量与频率成正比,不同金属的逸出功不同.关键能力:光电效应实验相关
3、物理量关系的应用能力,从表格中提取信息的能力.解题指导:爱因斯坦光电效应方程,光强对光电效应实验的影响.考法1 对光电效应现象的考查1某同学研究光电效应现象,分别用a、b、c三束单色光照射光电管的阴极,得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图所示,其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同,均为Ua,则下列论述正确的是A.a、c两束光的光强相同B.a、c两束光的频率相同C.b光束光子的能量最小D.b光束的波长最长,遏止电压最大由图可知,a、c两束光的遏止电压相同,则频率相同,a的饱和电流较大,因此a光束照射时单位时间内产生的光电子数量较大,光强较大,故A项错误,B项正确;根据eU=h-W可知
4、,入射光的频率越高,对应的遏止电压U越大,所以b光的频率最大,则其光子能量最大,且对应的波长最短,故C、D项错误.B1.2020安徽合肥高三调研图示电路中所有元件均完好,当一束光照射到光电管上时,灵敏电流计示数为0,其原因可能是()A.光照时间较短B.电源电动势较大C.入射光强度较小D.入射光波长较长考法2 对光电效应实验定律、光电效应方程的考查22016全国,35(1),5分,多选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
5、初动能变大D.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生E.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保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,单位时间内逸出的光电子个数增加,则饱和光电流变大,故A正确;饱和光电流的大小与入射光的频率无直接关系,故B错误;由Ek=h-W0,可知C正确;当入射光的频率小于金属的极限频率时,光电效应不能发生,故D错误;由eU=Ek=h-W0,可知遏止电压U随的增大而增大,与入射光的光强无关,故E正确.ACE2.2020广东六校联考,多选如图所示,在光电效应实验中,用频率为a的单色光a照射到光电管的阴极K上,光电子的最大初动能为Eka,遏止
6、电压为Ua.下列说法正确的是()A.若换用频率小的单色光b做实验,一定不能发生光电效应B.若换用频率大的单色光b做实验,则最大初动能满足EkbEkaC.若实验中增大单色光a的强度,则遏止电压也会增大D.增大单色光a的强度,保持滑片P不动,光电流变大考法3 对波粒二象性的考查32015新课标全国,35(1)改编,5分,多选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.光子和电子发生碰撞后,光的波长变长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
7、入射光的强度无关干涉、衍射现象体现的是波动性,光电效应、康普顿效应体现的是粒子性.光子和电子发生碰撞后,光的波长变长是康普顿效应.电子显微镜观察物质的微观结构利用了电子衍射现象.故A、C、D正确.ACD3.多选关于光的波粒二象性,下列理解正确的是()A.光子静止时有粒子性,光子传播时有波动性B.光是一种宏观粒子,但它按波的方式传播C.光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述D.大量光子出现的时候表现出波动性,个别光子出现的时候表现出粒子性E.不仅光具有波粒二象性,微观粒子也具有波粒二象性重难突破光电效应图象问题分析42015新课标全国,35(1),5分在某次光电效应实验中,得
8、到的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图所示.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.ek-eb感悟反思对光电效应现象的深刻理解,就是要读懂两个图象(Ekm-图象和I-U图象)和三个关系(Ekm=h-W0,W0=h0,Ekm=eUc).4.用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色(频率)等物理量间的关系,电流计G测得的光电流I随光电管两端电压U的变化如图乙所示,则()A.通过电流计G的电流方向由d到cB.电压U增大,光电流I一定增大C.用同频率的光照射K极,光电子的最大初动能与光的强弱无关D.光电管两
9、端电压U为零时一定不发生光电效应考点1光电效应、波粒二象性1.B根据爱因斯坦光电效应方程可得W0=h-Ek=hc,又=c,代入数据解得c81014 Hz,B正确.2.B由于光子的能量E=h,又入射光子的能量不同,故入射光子的频率不同,A项正确;由爱因斯坦光电效应方程得h=W+Ek,可求出两组实验的逸出功均为3.1 eV,故两组实验所用的金属板材质相同,B项错误;由h=W+Ek,逸出功W=3.1 eV可知,若入射光子能量为5.0 eV,则逸出光电子的最大动能为1.9 eV,C项正确;相对光强越强,单位时间内射出的光子数越多,单位时间内逸出的光电子数越多,形成的光电流越大,D项正确.1.D光电效应
10、的产生是瞬时的,光电管中有无电流与光照时间长短无关,A项错误;光电管中的电场为加速电场,如果发生光电效应,产生的光电子可以在电场力的作用下向右运动形成光电流,B项错误;入射光强度较小,产生光电子数较少,形成的光电流较弱,灵敏电流计应有示数,C项错误;当入射光波长较长,光子能量较低,不足以发生光电效应时,光电管中无光电子产生,此时灵敏电流计示数一定为零,D项正确.2.BD只要入射光的频率大于被照射金属的极限频率,就能发生光电效应,A项错误;根据爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0,可知B项正确;增大单色光强度即增加单位时间内入射光子的个数,而光电子的最大初动能不变,由eU=Ek可知遏止电压不变,C
11、项错误;频率不变,增大单色光强度即增加单位时间内入射光子的个数,参与形成光电流的光子数也会相应增加,光电流变大,D项正确.3.CDE光子不可能静止,故A错误.光是一种微观粒子,是一种概率波.故B错误,C正确.大量光子显波动性,个别光子显粒子性,故D正确.根据德布罗意物质波的理论,一切微粒子都具有波粒二象性,故E正确.4.C电流方向与逃逸出来的光电子运动方向相反,所以通过电流计G的电流方向由c到d,故A错误;在光照条件不变的情况下,随着所加电压U增大,光电流先增大,后趋于饱和值不变,故B错误;用同频率的光照射K极,根据爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0可知,光电子的最大初动能与光的频率有关,与光的强弱无关,故C正确.光电管两端电压U为零时,光电效应也会发生,故D错误.
