第1課時(shí)光電效應(yīng)波粒二象性1.(2017合肥三模)我國科學(xué)家潘建偉院士預(yù)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(xué)家做出了卓越的貢獻(xiàn),下列有關(guān)說法正確的是(B)A.玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué),破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念B.愛因斯坦最早認(rèn)識(shí)到了能量子的意義,提出光子說,并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象C.德布羅意第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,提出了定態(tài)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(shí)物粒子,預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性解析:普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué),破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念,故A錯(cuò)誤;愛因斯坦最早認(rèn)識(shí)到了能量子的意義,為解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出了光子說,并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象,故B正確;玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,提出了定態(tài)和躍遷的概念,故C錯(cuò)誤;德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子,預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性,故D錯(cuò)誤.2.(2017東城區(qū)二模)如圖所示,把一塊不帶電的鋅板連接在驗(yàn)電器上.當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí),發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針偏轉(zhuǎn)一定角度,則(B)A.鋅板帶正電,驗(yàn)電器帶負(fù)電B.若改用強(qiáng)度更小的紫外線照射鋅板,驗(yàn)電器的指針也會(huì)偏轉(zhuǎn)C.若改用紅外線照射鋅板,驗(yàn)電器的指針仍然會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.這個(gè)現(xiàn)象可以說明光具有波動(dòng)性解析:用紫外線照射鋅板,鋅板失去電子帶正電,驗(yàn)電器與鋅板相連,則驗(yàn)電器的金屬指針帶正電,故A錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)的條件可知發(fā)生光電效應(yīng)與光的強(qiáng)度無關(guān),若改用強(qiáng)度更小的紫外線照射鋅板,驗(yàn)電器的指針也會(huì)偏轉(zhuǎn),故B正確;根據(jù)光電效應(yīng)的條件可知若改用紅外線照射鋅板,不一定能發(fā)生光電效應(yīng),所以驗(yàn)電器的指針不一定會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C錯(cuò)誤;光電效應(yīng)說明光具有粒子性,故D錯(cuò)誤.3.(2017虹口區(qū)二模)圖示為光電管的工作電路,要使電路中形成較強(qiáng)的光電流,須在A,K兩電極間加一直流電壓,則(A)A.電源正極應(yīng)接在P點(diǎn),光電子從電極K發(fā)出B.電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn),光電子從電極K發(fā)出C.電源正極應(yīng)接在P點(diǎn),光電子從電極A發(fā)出D.電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn),光電子從電極A發(fā)出解析:光照射到陰極K,產(chǎn)生光電子,需加速到達(dá)陽極,則A點(diǎn)接正極,即電源的正極接在P點(diǎn).故A正確,B,C,D錯(cuò)誤.4.(2017江蘇徐州三模)下列說法正確的是(A)A.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性B.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,改用強(qiáng)光可以增大逸出光電子的最大初動(dòng)能C.在一定的光照條件下,增大所加正向電壓的值,一定可以增大飽和電流D.實(shí)驗(yàn)時(shí),若用弱光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),可以改用強(qiáng)光照射使實(shí)驗(yàn)成功解析:為解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象愛因斯坦提出了光子說,說明光具有粒子性;康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性,它表明光子不僅具有能量而且具有動(dòng)量,故A正確;根據(jù)光電效應(yīng)方程h=mv2+W可知光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān),還與金屬的逸出功有關(guān),與入射光的強(qiáng)度無關(guān),故B錯(cuò)誤;飽和電流與入射光的強(qiáng)度有關(guān),在一定的光照條件下,增大所加正向電壓的值,不一定增大飽和電流,故C錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的截止頻率,與光的強(qiáng)弱無關(guān),故D錯(cuò)誤.5.(2018江西南昌模擬)用某種單色光照射某金屬表面,沒有發(fā)生光電效應(yīng),下列做法中有可能發(fā)生光電效應(yīng)的是(D)A.增加照射時(shí)間B.改用波長更長的單色光照射C.改用光強(qiáng)更大的單色光照射D.改用頻率更高的單色光照射解析:發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率,與增加光的照射時(shí)間和增大光的強(qiáng)度都無關(guān),故A,C錯(cuò)誤.改用波長更長的光照射時(shí),其頻率小于原光的頻率,則不可能發(fā)生光電效應(yīng),而當(dāng)改用頻率更高的光時(shí),可能發(fā)生光電效應(yīng),所以B錯(cuò)誤,D正確.6.(2018陜西漢中模擬)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),當(dāng)用某一頻率的光照射時(shí)有光電流產(chǎn)生.下列說法正確的是(A)A.保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)變大,飽和電流變大B.入射光的頻率變高,飽和電流變大C.入射光的頻率變高,光電子的最大初動(dòng)能變小D.保持入射光的光強(qiáng)不變,不斷減小入射光的頻率,始終有光電流 產(chǎn)生解析:保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)變大,飽和電流變大,故A正確;飽和電流與入射光的頻率無關(guān),故B錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律,光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大,所以入射光的頻率變高,光電子的最大初動(dòng)能變大,故C錯(cuò)誤;如果入射光的頻率小于極限頻率將不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),不會(huì)有光電流產(chǎn)生,故D錯(cuò)誤.7.(2018泉州模擬)對(duì)愛因斯坦光電效應(yīng)方程h=mv2+W,下面的理解正確的有(C)A.用相同頻率的光照射同一金屬,逸出的所有光電子都具有相同的初動(dòng)能mv2B.遏止電壓與逸出功的關(guān)系是eUc=WC.逸出功W和極限頻率0之間滿足關(guān)系式W=h0D.光電子的最大初動(dòng)能和入射光的頻率成正比解析:根據(jù)光電效應(yīng)方程h=mv2+W知,同種頻率的光照射同一種金屬,光電子從金屬中逸出的情況不一定相同,則光電子的初動(dòng)能不一定相同,故A錯(cuò)誤;根據(jù)eUc=mv2=h-W可知eUcW,故B錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程mv2=h-W知,當(dāng)最大初動(dòng)能為零時(shí),入射頻率即為極限頻率,則有W=h0,故C正確;根據(jù)光電效應(yīng)方程mv2=h-W知,最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系,不是正比關(guān)系,故D錯(cuò)誤.8.導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826246(2018湖南懷化模擬)如圖所示為光電管工作原理圖,當(dāng)有波長(均指真空中的波長,下同)為的光照射陰極板K時(shí),電路中有光電流,則(B)A.換用波長為1(1>)的光照射陰極K時(shí),電路中一定沒有光電流B.換用波長為2(2<)的光照射陰極K時(shí),電路中一定有光電流C.增加電路中電源的端電壓,電路中的光電流一定增大D.將電路中電源的極性反接,電路中一定沒有光電流解析:波長為1(1>)的光的頻率有可能大于極限頻率,電路中可能有光電流,故A錯(cuò)誤;波長為2(2<)的光的頻率一定大于極限頻率,電路中一定有光電流,故B正確;光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度有關(guān),故C錯(cuò)誤;將電路中電源的極性反接,逸出的光電子雖受到電場阻力,但可能到達(dá)A極,從而形成光電流,故D錯(cuò)誤.9.(2018湖南永州模擬)一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,由靜止開始經(jīng)加速電場加速后(加速電壓為U),該粒子的德布羅意波長為(C)A. B.C. D.解析:加速后的速度為v,根據(jù)動(dòng)能定理可得qU=mv2所以v=,由德布羅意波長公式可得=,所以選項(xiàng)C正確.10.導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826247(2018寧波模擬)一個(gè)德布羅意波長為1的中子和另一個(gè)德布羅意波長為2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個(gè)氚核,該氚核的德布羅意波長為(A)A. B. C. D.解析:中子的動(dòng)量p1=,氘核的動(dòng)量p2=,同向正碰后形成的氚核的動(dòng)量p3=p2+p1,所以氚核的德布羅意波長3=,A正確.11.導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826248(2017渭南二模)如圖,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),用光子能量為3.0 eV的一束光照射陰極P,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零,合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.80 V時(shí),電流表讀數(shù)仍不為零;當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.80 V時(shí),電流表讀數(shù)為零,由此可知陰極材料的逸出功為(B)A.0.8 eV B.2.2 eVC.3.0 eV D.3.8 eV解析:由題意知,光電子的最大初動(dòng)能為Ek=eUc=0.8 eV,根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,陰極材料的逸出功為W=h-Ek=3.0 eV-0.8 eV=2.2 eV,故B正確,A,C,D錯(cuò)誤.12.導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826249(2018湖北黃石模擬)下表是按照密立根的方法進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率的幾組數(shù)據(jù).Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878/1014 Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線,可得直線方程Uc=0.397 3-1.702 4,如圖 所示.則這種金屬的截止頻率約為(B)A.3.51014 Hz B.4.31014 HzC.5.51014 Hz D.6.01014 Hz解析:根據(jù)光電效應(yīng)方程得mv2=h-W=h-h0,解得Uc=-=-.與直線方程Uc=0.397 3-1.702 4,比較可知,圖線的斜率為=,同時(shí)=1.702 4,聯(lián)立得04.31014 Hz,故B正確,A,C,D錯(cuò)誤.13.(2018廣東汕頭模擬)用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí),電流表G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么(D)A.a光的波長一定大于b光的波長B.增加b光的強(qiáng)度可能使電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.用a光照射光電管陰極K時(shí)通過電流表G的電流是由d到cD.只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流表G的電流增大解析:用一定頻率的a光照射光電管時(shí),電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),知a>0,而b光不能使光電管發(fā)生光電效應(yīng),則a光的波長小于b光的波長,所以A錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是>0,增加b光的強(qiáng)度不能使電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電子從光電管左端運(yùn)動(dòng)到右端,而電流的方向與電子定向移動(dòng)的方向相反,所以流過電流表G的電流方向是c流向d,C錯(cuò)誤;增加a光的強(qiáng)度可使通過電流表G的電流增大,故D正確.14.(多選)如圖所示,用某單色光照射光電管的陰極K,會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),在陽極A和陰極K之間加上反向電壓,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大加在光電管上的電壓,直至電流表中電流恰為零,此時(shí)電壓表的電壓值U稱為反向截止電壓,現(xiàn)分別用頻率為1和2的單色光照射陰極,測得反向截止電壓分別為U1和U2,設(shè)電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,下列說法正確的是(ACD)A.頻率為1的光照射時(shí),光電子的最大初速度為B.頻率為2的光照射時(shí),光電子的最大初速度為C.陰極K金屬的逸出功為W=D.普朗克常量h=解析:光電子在電場中做減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理得-eU1=0-m,則得光電子的最大初速度vm1=,vm2=,故A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得h1=eU1+W,h2=eU2+W,聯(lián)立得h=,W=,故C,D正確.15.導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826250(2017濮陽三模)如圖1所示為研究光電效應(yīng)的電路圖,用頻率相同、強(qiáng)度不同的甲、乙兩束光分別照射密封真空管的陰極K,陰極K發(fā)射出的光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流.已知乙光光強(qiáng)為甲光的2倍,當(dāng)用甲光照射時(shí),作出的光電流I與A,K之間的電壓UAK的關(guān)系如圖2所示;若改用乙光照射時(shí),下列光電流I與A,K之間的電壓UAK的關(guān)系圖像中正確的是(C)解析:頻率相同的光照射同一金屬,根據(jù)光電效應(yīng)方程知,光電子的最大初動(dòng)能相等,根據(jù)m=eUc,知遏止電壓相等,光越強(qiáng),飽和電流越大;已知乙光光強(qiáng)為甲光的2倍,飽和電流是原來的2倍.故C正確,A,B,D錯(cuò)誤.16.導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826251(2017南寧二模)某同學(xué)采用如圖(甲)所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象,分別用a,b,c三束單色光照射圖(甲)中的光電管的陰極,得到光電管兩端的電壓與相應(yīng)的光電流的關(guān)系如圖(乙)所示,其中a,c兩束光照射時(shí)對(duì)應(yīng)的遏止電壓相同,均為Ua,則下列論述正確的是(B)A.a,c兩束光的光強(qiáng)相同B.a,c兩束光的頻率相同C.b光束光子的能量最小D.b光束的波長最長,遏止電壓最大解析:由題圖可知,a的飽和電流最大,因此a光束照射時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)量大,光強(qiáng)大,故A錯(cuò)誤;當(dāng)光電流為零時(shí),光電管兩端加的電壓為遏止電壓,對(duì)應(yīng)的光的頻率為截止頻率,根據(jù)eUc=h-W,入射光的頻率越高,對(duì)應(yīng)的遏止電壓Uc越大.a光、c光的遏止電壓相等,所以a光、c光的頻率相等,而b光的頻率大,能量大,且對(duì)應(yīng)的波長最小,故B正確,C,D錯(cuò)誤.