高中物理一輪復(fù)習(xí)專題近代物理第1講光電效應(yīng)講義

高中物理一輪復(fù)習(xí)專題近代物理第1講光電效應(yīng)講義高中物理一輪復(fù)習(xí)專題近代物理第1講光電效應(yīng)講義/高中物理一輪復(fù)習(xí)專題近代物理第1講光電效應(yīng)講義第1講光電效應(yīng)[學(xué)生用書P229]【基礎(chǔ)梳理】一、光電效應(yīng)1．定義：在光的照射下從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象(發(fā)射出的電子稱為光電子)．2．產(chǎn)生條件：入射光的頻次大于極限頻次．3．光電效應(yīng)規(guī)律存在著飽和電流：對(duì)于必然顏色的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多．存在著制止電壓和截止頻次：光電子的能量只與入射光的頻次相關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱沒(méi)關(guān)．當(dāng)入射光的頻次低于截止頻次時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)．光電效應(yīng)擁有剎時(shí)性：當(dāng)頻次高出截止頻次時(shí)，不論入射光怎樣稍微，幾乎在照到金屬時(shí)立刻產(chǎn)生光電流，時(shí)間不高出10－9s.二、光電效應(yīng)方程1．基本物理量光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34J·s(稱為普朗克常量)．逸出功：使電子走開(kāi)某種金屬所做功的最小值．最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸取光子后戰(zhàn)勝原子核的引力逸出時(shí)所擁有動(dòng)能的最大值．2．光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0．三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1．光的波粒二象性光的干預(yù)、衍射、偏振現(xiàn)象證明光擁有顛簸性．光電效應(yīng)說(shuō)明光擁有粒子性．光既擁有顛簸性，又擁有粒子性，稱為光的波粒二象性．2．物質(zhì)波概率波：光的干預(yù)現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)恪守顛簸規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子抵達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子抵達(dá)概率小的地方，所以光波又叫概率波．h(2)物質(zhì)波：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，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)λ＝p，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量．【自我診療】判一判(1)只需光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)．( )(2)光電子就是光子．( )(3)極限頻次越大的金屬資料逸出功越大．( )(4)從金屬表面出來(lái)的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越?。? )(5)入射光的頻次越大，逸出功越大．( )提示：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×做一做(多項(xiàng)選擇)(高考廣東卷)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻次為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，以下說(shuō)法正確的是( )．增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C．改用頻次小于ν的光照射，必然不發(fā)生光電效應(yīng)D．改用頻次大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大提示：選AD.增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光電子數(shù)增加，則光電流將增大，應(yīng)選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)可否發(fā)生取決于照射光的頻次，而與照射強(qiáng)度沒(méi)關(guān)，應(yīng)選項(xiàng)B錯(cuò)誤．用頻次為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻次較小的光照射時(shí)，若光的頻次仍大于極限頻次，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選12可知，增加照射光頻次，光電子的最大初動(dòng)能也增大，應(yīng)選項(xiàng)D正確．項(xiàng)C錯(cuò)誤；依照hν－W逸＝mv2對(duì)光電效應(yīng)現(xiàn)象的理解[學(xué)生用書P230]【知識(shí)提煉】1．與光電效應(yīng)相關(guān)的五組見(jiàn)解比較光子與光電子：光子指光在空間流傳時(shí)的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面碰到光照射時(shí)發(fā)射出來(lái)的電子，其實(shí)質(zhì)是電子．光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果．光電子的初動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能：光照射到金屬表面時(shí)，電子吸取光子的所有能量，可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，需戰(zhàn)勝原子核和其他原子的阻截而損失一部分能量，節(jié)余部分為光電子的初動(dòng)能；只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)，只需戰(zhàn)勝原子核的引力做功的情況，才擁有最大初動(dòng)能．光電子的初動(dòng)能小于等于光電子的最大初動(dòng)能．光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子抵達(dá)陽(yáng)極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在必然的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無(wú)關(guān)．入射光強(qiáng)度與光子能量：入射光強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量．光的強(qiáng)度與飽和光電流：飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對(duì)頻次同樣的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的，對(duì)于不同樣頻次的光，由于每個(gè)光子的能量不同樣，飽和光電流與入射光強(qiáng)度之間沒(méi)有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系．2．光電效應(yīng)的研究思路兩條線索：兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系：光富強(qiáng)→光子數(shù)量多→發(fā)射光電子多→光電流大；光子頻次高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大．典題例析】(多項(xiàng)選擇)(2016·高考全國(guó)卷Ⅰ改編)現(xiàn)用一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻次的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )．保持入射光的頻次不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大．入射光的頻次變高，飽和光電流變大C．入射光的頻次變高，光電子的最大初動(dòng)能變大．保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻次，向來(lái)有光電流產(chǎn)生[剖析]依照光電效應(yīng)規(guī)律，保持入射光的頻次不變，入射光的光強(qiáng)變大，則飽和光電流變大，選項(xiàng)A正確．由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程知，入射光的頻次變高，產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能變大，而飽和光電流與入射光的頻次和光強(qiáng)都相關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確．保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻次，當(dāng)入射光的頻次小于極限頻次時(shí)，就不能夠發(fā)生光電效應(yīng)，沒(méi)有光電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．[答案]AC(多項(xiàng)選擇)1905年是愛(ài)因斯坦的“奇景”之年，這一年他先后公布了三篇擁有劃時(shí)代意義的論文，其中對(duì)于光量子的理論成功的講解了光電效應(yīng)現(xiàn)象．對(duì)于光電效應(yīng)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )．當(dāng)入射光的頻次低于極限頻次時(shí)，不能夠發(fā)生光電效應(yīng)．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻次成正比C．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比．某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長(zhǎng)較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng)剖析：選AD.依照光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，只有入射光頻次大于極限頻次才能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D正確．依照光電效應(yīng)方程，最大初動(dòng)能與入射光頻次為線性關(guān)系，但非正比關(guān)系，B錯(cuò)誤；依照光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度沒(méi)關(guān)，C錯(cuò)誤．光電效應(yīng)方程[學(xué)生用書P230]【知識(shí)提煉】1．三個(gè)關(guān)系愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0.光電子的最大初動(dòng)能Ek能夠利用光電管用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)得，即(3)光電效應(yīng)方程中的W0為逸出功，它與極限頻次ν的關(guān)系是c2．四類圖象

Ek＝eUc，其中Uc是制止電壓．W＝hν.0c圖象名稱圖象形狀由圖象直接(間接)獲得的物理量(1)極限頻次：圖象與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc最大初動(dòng)能Ek與入射光頻次(2)逸出功：圖象與Ek軸交點(diǎn)的縱坐ν的關(guān)系圖象標(biāo)的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E(3)普朗克常量：圖象的斜率k＝h(1)制止電壓Uc：圖象與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)的絕對(duì)值顏色同樣、強(qiáng)度不同樣的光，光(2)飽和光電流Im：電流的最大值是電流與電壓的關(guān)系強(qiáng)光大于弱光(3)最大初動(dòng)能：Ekm＝eUc(1)制止電壓Uc1、Uc2顏色不同樣時(shí)，光電流與電壓的(2)最大初動(dòng)能：Ek1＝eUc1、Ek2＝關(guān)系eUc2(1)截止頻次νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)；(2)制止電壓Uc：隨入射光頻次的增制止電壓Uc與入射光頻次ν大而增大；的關(guān)系圖線(3)普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即h＝ke(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)【典題例析】(多項(xiàng)選擇)(2017·高考全國(guó)卷Ⅲ)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻次為ν、ν的單色光aba、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的制止電壓分別為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．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()＞ν，則必然有U＜UbA．若νaba＞ν，則必然有Eka＞EkbB．若νabC．若Ua＜Ub，則必然有Eka＜Ekb＞ν，則必然有hν－E＞hν－EkbD．若νabakab[剖析]設(shè)該金屬的逸出功為W，依照愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek＝hν－W，同種金屬的W不變，則逸出光電子的最大初動(dòng)能隨ν的增大而增大，B項(xiàng)正確；又Ek＝eU，則最大初動(dòng)能與制止電壓成正比，C項(xiàng)正確；依照上述有eU＝hν－W，制止電壓U隨ν增大而增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；又有hν－Ek＝W，W同樣，則D項(xiàng)錯(cuò)誤．[答案]BC1．應(yīng)用光電效應(yīng)方程時(shí)的注意事項(xiàng)每種金屬都有一個(gè)截止頻次，光頻次大于這個(gè)截止頻次才能發(fā)生光電效應(yīng)．c(2)截止頻次是發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻次，對(duì)應(yīng)著光的極限波長(zhǎng)和金屬的逸出功，即hν0＝hλ0＝W0.(3)應(yīng)用光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0時(shí)，注意能量單位電子伏和焦耳的換算(1eV＝1.6×10－19J)．(4)作為能量守恒的一種表達(dá)式能夠定性理解方程hν＝W0＋1mv2的意義：即入射光子的能量一部分相當(dāng)于2變換在金屬的逸出功上，節(jié)余部分轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娮拥膭?dòng)能．對(duì)某種金屬來(lái)說(shuō)W0為定值，所以光子頻次ν決定了可否發(fā)生光電效應(yīng)及光電子的初動(dòng)能大小．每個(gè)光子的一份能量hν與一個(gè)光電子的動(dòng)能12對(duì)應(yīng)．mv22．光電效應(yīng)中相關(guān)圖象問(wèn)題的解題方法明確圖象中縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)所表示的物理量．明確圖象所表示的物理意義及所對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，同時(shí)還要知道截距、交點(diǎn)等特別點(diǎn)的意義．比方，①Ekm－ν圖象，表示了光電子的最大初動(dòng)能Ekm隨入射光頻次ν的變化曲線，圖甲中橫軸上的截距是陰極金屬的極限頻次，縱軸上的截距表示了陰極金屬的逸出功負(fù)值，直線的斜率為普朗克常量，圖象的函數(shù)式：Ek＝hν－W0.②光電效應(yīng)中的I－U圖象，是光電流強(qiáng)度I隨兩極板間電壓U的變化曲線，圖乙中的Im是飽和光電流，Uc為制止電壓．【遷移題組】遷移1對(duì)Ek－ν圖象的理解1．(多項(xiàng)選擇)以以下列圖是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻次的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)．由圖可知( )A．該金屬的截止頻次為144.27×10HzB．該金屬的截止頻次為5.5×1014HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功為0.5eV剖析：選AC.圖線在橫軸上的截距為截止頻次，A正確、B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為：－34×4.27×1014W＝hν＝6.63×10－19eV≈1.77eV，D錯(cuò)001.6×10誤．遷移2對(duì)I－U圖象的理解2．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電管在不同樣實(shí)驗(yàn)條件下獲得三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，以以下列圖．則可判斷出( )．甲光的頻次大于乙光的頻次．乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C．乙光對(duì)應(yīng)的截止頻次大于丙光的截止頻次．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能剖析：選B.由圖象知，甲、乙光對(duì)應(yīng)的制止電壓相等，由eUc＝Ek和hν＝W0＋Ek得甲、乙光頻次相等，A錯(cuò)誤；丙光的頻次大于乙光的頻次，則丙光的波長(zhǎng)小于乙光的波長(zhǎng)，B正確；由hνc＝W0得甲、乙、丙光對(duì)應(yīng)的截止頻次同樣，C錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程知，甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能，D錯(cuò)誤．遷移3對(duì)Uc－ν圖象的理解3．(2015·考全國(guó)卷高Ⅰ)在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，獲得的制止電壓Uc與入射光的頻次該直線的斜率和截距分別為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逸出功可表示為_(kāi)_______．

ν的關(guān)系以以下列圖．若________，所用資料的hνW0hW0剖析：依照光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0及Ekm＝eUc得Uc＝e－e，故e＝k，b＝－e，得h＝ek，W0＝－eb.答案：ek－eb光的波粒二象性物質(zhì)波[學(xué)生用書P232]【知識(shí)提煉】光既擁有顛簸性，又擁有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的一致體，其表現(xiàn)規(guī)律為：1．從數(shù)量上看：個(gè)別光子的作用收效經(jīng)常表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用收效經(jīng)常表現(xiàn)為顛簸性．2．從頻次上看：頻次越低顛簸性越顯然，越簡(jiǎn)單看到光的干預(yù)和衍射現(xiàn)象；頻次越高粒子性越顯然，越不簡(jiǎn)單看到光的干預(yù)和衍射現(xiàn)象，貫串本領(lǐng)越強(qiáng)．3．從流傳與作用上看：光在流傳過(guò)程中經(jīng)常表現(xiàn)為顛簸性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)經(jīng)常表現(xiàn)為粒子性．4．顛簸性與粒子性的一致：由光子的能量E＝hν，光子的動(dòng)量h表達(dá)式也能夠看出，光的顛簸性和粒p＝λ子性其實(shí)不矛盾：表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特點(diǎn)的物理量——頻次ν和波長(zhǎng)λ.5．理解光的波粒二象性時(shí)不能把光看作宏觀見(jiàn)解中的波，也不能把光看作宏觀見(jiàn)解中的粒子．【跟進(jìn)題組】1．(多項(xiàng)選擇)(2015高·考全國(guó)卷Ⅱ改編)實(shí)物粒子和光都擁有波粒二象性．以下事實(shí)中突出表現(xiàn)顛簸性的是( )．電子束經(jīng)過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后能夠形成干預(yù)圖樣．β射線在云室中穿過(guò)會(huì)留下清楚的徑跡．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻次相關(guān)，與入射光的強(qiáng)度沒(méi)關(guān)剖析：選AC.電子束擁有顛簸性，經(jīng)過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后能夠形成干預(yù)圖樣，選項(xiàng)A正確；β射線在云室中高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，徑跡又細(xì)又直，表現(xiàn)出粒子性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的構(gòu)造，表現(xiàn)出顛簸性，選項(xiàng)C正確；光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)的是波的粒子性，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．2．德布羅意認(rèn)為，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，波長(zhǎng)是λ＝h，式中p是運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)p量，h是普朗克常量．已知某種紫光的波長(zhǎng)是440nm，若將電子加快，使它的德布羅意波長(zhǎng)是這種紫光波長(zhǎng)的1×10－4倍．求：(1)電子的動(dòng)量大?。?2)試推導(dǎo)加快電壓跟德布羅意波長(zhǎng)的關(guān)系，并計(jì)算加快電壓的大?。?電子質(zhì)量－31m＝9.1×10kg，電子電荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，加快電壓的計(jì)算結(jié)果取一位有效數(shù)字)hh－346.6×10kg·m/s剖析：(1)由λ＝得p＝＝－4440×10－9pλ1×10×＝1.5×10－23kg·m/s.(2)eU＝Ek＝p2h，又λ＝p2m聯(lián)立解得U＝h2U＝8×2V.λ2，代入數(shù)據(jù)解得102em答案：(1)1.5×10－23kg·m/s(2)U＝h228×102V2emλ[學(xué)生用書P232]1．(2017·考北京卷高)2017年年初，我國(guó)研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100nm(1nm＝10－9大連光源因其光子的能量大、密度高，m)周邊連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖．可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用．一個(gè)處于極紫外波段的光子所擁有的能量能夠電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打壞．據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)()－21JB．10－18JA．10－15JD．10－12JC．10剖析：選B.由題意知，電離一個(gè)分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝hc≈2×10－18J，應(yīng)選項(xiàng)λB正確．2．(高考江蘇卷)已知鈣和鉀的截止頻次分別為7.73×101414Hz和5.44×10Hz，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擁有最大初動(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子擁有較大的( )A．波長(zhǎng)B．頻次C．能量D．動(dòng)量剖析：選A.依照愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程12>W，所以鈣逸出的光電子的最大初2mvm＝hν－W.由題知W鈣鉀動(dòng)能較?。勒誴＝2mE及p＝h和c＝λν知，鈣逸出的光電子的特點(diǎn)是：動(dòng)量較小、波長(zhǎng)較長(zhǎng)、頻次較?。xkλ項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤．3．(多項(xiàng)選擇)(2018·河北保定模擬)以以下列圖，這是一個(gè)研究光電效應(yīng)的電路圖，以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是()A．只調(diào)動(dòng)電源的極性，搬動(dòng)滑片P，當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，電壓表示數(shù)為制止電壓U0的數(shù)值B．保持光照條件不變，滑片P向右滑動(dòng)的過(guò)程中，電流表示數(shù)將素來(lái)增大C．不改變光束顏色和電路，增大入射光束強(qiáng)度，電流表示數(shù)會(huì)增大D．陰極K需要預(yù)熱，光束照射后需要必然的時(shí)間才會(huì)有光電流剖析：選AC.只調(diào)動(dòng)電源的極性，搬動(dòng)滑片P，電場(chǎng)力對(duì)電子做負(fù)功，當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，則有eU＝12mvm2，那么電壓表示數(shù)為制止電壓U0的數(shù)值，故A項(xiàng)正確；當(dāng)其他條件不變，P向右滑動(dòng)，加在光電管兩頭q的電壓增加，光電子運(yùn)動(dòng)更快，由I＝t得電流表讀數(shù)變大，若電流達(dá)到飽和電流，則電流表示數(shù)不會(huì)增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；只增大入射光束強(qiáng)度時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)光電子數(shù)變多，電流表示數(shù)變大，C項(xiàng)正確；由于光電效應(yīng)的發(fā)生是剎時(shí)的，陰極K不需要預(yù)熱，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤．4．小明用金屬銣為陰極的光電管，察看光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置表示圖如圖甲所示．已知普朗克常量h－34＝6.63×10J·s.圖甲中電極A為光電管的________(選填“陰極”或“陽(yáng)極”)；(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的制止電壓Uc與入射光頻次ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻次ν＝________Hz，c逸出功W0＝________J；(3)若是實(shí)驗(yàn)中入射光的頻次ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝________J.剖析：(1)在光電效應(yīng)中，電子向A極運(yùn)動(dòng)，故電極A為光電管的陽(yáng)極．由題圖可知，銣的截止頻次νc為5.15×1014Hz，逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014J≈3.4110－19J.當(dāng)入射光的頻次為ν＝7.00×1014Hz時(shí)，由Ek＝hν－h(huán)νc得，光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014J≈1.23×10－19J.答案：(1)陽(yáng)極(2)5.15×1014[(5.12～5.18)×1014均視為正確]3.41×10－19×10－19均視為正確][(3.39～3.43)(3)1.23×－19－19均視為正確]10[(1.21～1.25)×10[學(xué)生用書P353(獨(dú)自成冊(cè))](建議用時(shí)：60分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1．入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻次保持不變，則以下說(shuō)法中正確的是( )．從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將顯然增加．逸出的光電子的最大初動(dòng)能減?。锌赡懿话l(fā)生光電效應(yīng)剖析：選C.光電效應(yīng)剎時(shí)(10－9s)發(fā)生，與光強(qiáng)沒(méi)關(guān)，A錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的頻次有關(guān)，入射光的頻次越大，最大初動(dòng)能越大，B錯(cuò)誤；光電子數(shù)量多少與入射光的強(qiáng)度相關(guān)，光強(qiáng)減弱，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)量減少，C正確；可否發(fā)生光電效應(yīng)，只取決于入射光的頻次可否大于極限頻率，與光強(qiáng)沒(méi)關(guān)，D錯(cuò)誤．2．(2018·原質(zhì)檢太)對(duì)于物質(zhì)的波粒二象性，以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是( )．不只光子擁有波粒二象性，所有運(yùn)動(dòng)的微粒都擁有波粒二象性．運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子同樣，當(dāng)它們經(jīng)過(guò)一個(gè)小孔時(shí)，都沒(méi)有特定的運(yùn)動(dòng)軌道C．顛簸性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)峙的，但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是一致的．實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不擁有波粒二象性剖析：選D.光擁有波粒二象性是微觀世界擁有的特別規(guī)律，大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的顛簸性，而單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出光的粒子性．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，顛簸性越顯然，光的頻次越高，粒子性越顯然．而宏觀物體的德布羅意波的波長(zhǎng)太小，實(shí)質(zhì)很難察看到顛簸性，不是不擁有波粒二象性，D項(xiàng)錯(cuò)誤．3．在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，與光的顛簸理論不矛盾的是( )A．光電效應(yīng)是剎時(shí)發(fā)生的B．所有金屬都存在極限頻次C．光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大D．入射光頻次越大，光電子最大初動(dòng)能越大剖析：選C.依照光的顛簸理論，電子吸取光子的能量需要時(shí)間，所以光電效應(yīng)不能能剎時(shí)發(fā)生，這與光電效應(yīng)擁有剎時(shí)性矛盾；依照光的顛簸理論，只需有足夠長(zhǎng)的時(shí)間，電子會(huì)吸取足夠的能量，戰(zhàn)勝原子的拘束成為光電子，所以所有金屬均能夠發(fā)生光電效應(yīng)，這與光電效應(yīng)有極限頻次矛盾；依照光的顛簸理論，照射光越強(qiáng)，電子獲得的能量越大，打出的光電子的最大初動(dòng)能越大，這與光電效應(yīng)中打出的光子的最大初動(dòng)能與光強(qiáng)沒(méi)關(guān)，而與照射光的頻次相關(guān)矛盾；依照光的顛簸理論也能夠獲得光越強(qiáng)打出的光電子越多，光電流越大，所以

C項(xiàng)正確．4．研究光電效應(yīng)電路以以下列圖，用頻次同樣、強(qiáng)度不同樣的光分別照射密封真空管的鈉極板極板發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極A吸取，在電路中形成光電流．以下光電流I與A、K之間的電壓中，正確的選項(xiàng)是( )

(陰極K)，鈉UAK的關(guān)系圖象剖析：選

C.

由于是強(qiáng)度不同樣的光照射同種鈉極板

，則制止電壓同樣

，強(qiáng)度不同樣，飽和光電流不同樣．選項(xiàng)C正確．5．(2017·考上海卷高A．頻次成正比C．速度成正比

)光子的能量與其

(

)

B．波長(zhǎng)成正比D．速度平方成正比剖析：選

A.

由

E＝hν＝hc，可見(jiàn)光子的能量與其頻次成正比、與其波長(zhǎng)成反比λ

，A

正確，B

錯(cuò)誤；由于隨意能量的光子在真空中流傳的速度都是同樣的

，故C、D

皆錯(cuò)誤．6．過(guò)去我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸取到一個(gè)光子而從金屬表面逸出．強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí)，

用強(qiáng)激光照射金屬，

由于其光子密度極大，

一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸取多個(gè)光子成為可能，進(jìn)而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)考證實(shí)．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置表示圖以以下列圖．用頻次為ν的一般光源照射陰極K，沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻次為ν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，立刻陰極

K接電源正極，陽(yáng)極

A接電源負(fù)極，在

KA

之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng)．漸漸增大

U，光電流會(huì)漸漸減小；當(dāng)光電流恰巧減小到零時(shí)，所加反向電壓

U可能是以下的

(其中

W為逸出功，

h為普朗克常量，

e為電子電量

)(

)hνW2hνWA．U＝e－eB．U＝e－e5hνWC．U＝2hν－WD．U＝－2ee剖析：選B.以從陰極K逸出的且擁有最大初動(dòng)能的光電子為研究對(duì)象，由動(dòng)能定理得：12①－Ue＝0－mvm2由光電效應(yīng)方程得：nhν＝1mvm2＋W(n＝2，3，4，)②2nhνW由①②式解得：U＝e－e(n＝2，3，4，)，應(yīng)選項(xiàng)B正確．二、多項(xiàng)選擇題7．以以下列圖，電路中所有元件圓滿，但光照射到光電管上，敏捷電流計(jì)中沒(méi)有電流經(jīng)過(guò)，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)極接反剖析：選BD.入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)，入射光的頻次低于截止頻次時(shí)，不能夠發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)選項(xiàng)路中電源反接，對(duì)光電管加了反向電壓，若該電壓高出了制止電壓，也沒(méi)有光電流產(chǎn)生，應(yīng)選項(xiàng)

B正確；電D正確．8．1927年戴維遜和革末達(dá)成了電子衍射實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的重要近代物理實(shí)驗(yàn)之一．如圖所示的是該實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)化圖，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )．亮條紋是電子抵達(dá)概率大的地方．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)波理論是正確的．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明實(shí)物粒子擁有顛簸性剖析：選ABD.電子屬于實(shí)物粒子，電子衍射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電子擁有顛簸性，說(shuō)明物質(zhì)波理論是正確的，與光的顛簸性沒(méi)關(guān)，B、D正確，C錯(cuò)誤；物質(zhì)波也是概率波，亮條紋是電子抵達(dá)概率大的地方，A正確．9．用極稍微的可見(jiàn)光做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間的增加，在照相底片上先后出現(xiàn)如圖甲、乙、丙所示的圖象，則( )．圖象甲表示光擁有粒子性．圖象乙表示光擁有顛簸性C．用紫外線察看不到近似的圖象．實(shí)驗(yàn)表示光是一種概率波剖析：選ABD.圖象甲曝光時(shí)間短，經(jīng)過(guò)光子數(shù)很少，表現(xiàn)粒子性．圖象乙曝光時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)了大量光子，表現(xiàn)顛簸性，故A、B正確；同時(shí)也表示光波是一種概率波，故D也正確；紫外線實(shí)質(zhì)和可見(jiàn)光實(shí)質(zhì)同樣，也能夠發(fā)生上述現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤．10．(2015高·考江蘇卷)波粒二象性是微觀世界的基本特點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的有( )．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子擁有顛簸性C．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的顛簸性講解．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等剖析：選AB.光電效應(yīng)現(xiàn)象、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律都能夠用光的粒子性講解，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子擁有顛簸性，選項(xiàng)B正確；由德布羅意波長(zhǎng)公式λ＝h和p2＝2mEkp知?jiǎng)幽芟嗟鹊馁|(zhì)子和電子動(dòng)量不同樣，德布羅意波長(zhǎng)不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．11．(2018·京旭日模擬北)用綠光照射一個(gè)光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)．欲使光電子從陰極逸出時(shí)最大初動(dòng)能增大，能夠( )A．改用紅光照射B．改用紫光照射C．改用藍(lán)光照射D．增加綠光照射時(shí)間剖析：選BC.光電子的最大初