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1、第1节光电效应波粒二象性1.在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是(C)A.光电效应是瞬时发生的B.所有金属都存在极限频率C.光电流随着入射光增强而变大D.入射光频率越大,光电子最大初动能越大解析:按照光的波动理论,电子通过波动吸收能量,若波的能量不足以使得电子逸出,那么就需要多吸收一些,需要一个能量累积的过程,而不是瞬时的,选项A与波动理论矛盾.根据波动理论,能量大小与波动的振幅有关,而与频率无关,即使光的能量不够大,只要金属表面的电子持续吸收经过一个能量累积过程,都可以发生光电效应,选项B与波动理论矛盾;光电子逸出后的最大初动能与入射光的能量有关,即与入射光的波动振幅有关,与频率
2、无关,选项D与波动理论矛盾.对于光电流大小,根据波动理论,入射光增强,能量增大,所以光电流增大,选项C与波动理论并不矛盾,选项C正确.2.(2019安徽六安模拟)下列说法中正确的是(B)A.光电效应实验中,只有入射光频率小于极限频率时才能产生光电子B.若某材料的逸出功是W0,则它的极限频率c=C.大量光子的效果往往表现出粒子性,个别光子的行为往往表现出波动性D.在光电效应现象中,增大入射光的频率一定能增大光电流解析:光电效应实验中,只有入射光频率大于等于金属的极限频率时才能发生光电效应,从而产生光电子,选项A错误;若某材料的逸出功是W0,则它的极限频率c=,选项B正确;大量光子的效果往往表现出
3、波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性,选项C错误;在光电效应现象中,增大入射光的频率一定能增大光电子的最大初动能,不一定能增大光电流的大小,选项D错误.3.(2019四川成都模拟)如图为研究光电效应规律的实验电路图.若用频率略大于阴极材料的极限频率的光照射,电流表指针未发生偏转,要使电流表指针发生偏转,采用的措施应为(A)A.增大入射光的频率B.增大入射光的强度C.使入射光由K改照AD.使变阻器的滑片P向左移动解析:由题意可知,入射光的频率略大于阴极材料的极限频率,会发生光电效应但电流表示数为零,说明阴极K与阳极A间所加的电压为反向电压且大于遏止电压;增大入射光的频率,即增大光电子的最大初动
4、能,可以使得光电子到达阳极A,电流表指针发生偏转,A正确;入射光的强度与光电子的最大初动能无关,B错误;入射光照射阳极A,不会发生光电效应,C错误;滑片P向左移动,反向电压增大,电流表指针不发生偏转,D错误.4.(2019江西南昌模拟)用某种单色光照射某金属表面,没有发生光电效应,下列做法中有可能发生光电效应的是(D)A.增加照射时间B.改用波长更长的单色光照射C.改用光强更大的单色光照射D.改用频率更高的单色光照射解析:发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于金属的截止频率,与增加光的照射时间和增大光的强度都无关,故A,C错误.改用波长更长的光照射时,其频率小于原光的频率,则不可能发生光电
5、效应,而当改用频率更高的光时,可能发生光电效应,所以B错误,D正确.5.(2019陕西汉中模拟)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光照射时有光电流产生.下列说法正确的是(A)A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和电流变大B.入射光的频率变高,饱和电流变大C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变小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 产生解析:保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和电流变大,故A正确;饱和电流与入射光的频率无关,故B错误;根据光电效应的规律,光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,所以入射光的频率变高,光电子的最大初动能变
6、大,故C错误;如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应,不会有光电流产生,故D错误.6.(2019福建泉州模拟)对爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0,下面的理解正确的是(C)A.用相同频率的光照射同一金属,逸出的所有光电子都具有相同的初动能EkB.遏止电压与逸出功的关系是eUc=W0C.逸出功W0和极限频率c之间满足关系式W0=hcD.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比解析:根据光电效应方程Ek=h-W0知,同种频率的光照射同一种金属,光电子从金属中逸出的情况不一定相同,则光电子的初动能不一定相同,故A错误;根据eUc=Ek=h-W0可知eUcW0,故B错误;根据光电效应方程Ek=h
7、-W0知,当最大初动能为零时,入射频率即为极限频率,则有W0=hc,故C正确;根据光电效应方程Ek=h-W0知,最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不是正比关系,故D错误.7.(2019湖南怀化模拟)如图所示为光电管工作原理图,当有波长(均指真空中的波长,下同)为的光照射阴极板K时,电路中有光电流,则(B)A.换用波长为1(1)的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流B.换用波长为2(2)的光的频率有可能大于极限频率,电路中可能有光电流,故A错误;波长为2(2c,bc ,增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转,B错误;发生光电效应时,电子从光电管左端运动到右端,而电流的方向与电子定向移动
8、的方向相反,所以流过电流计G的电流方向是c流向d,故C正确;将电源正负极反接时,即加反向电压,当反向电压增大到一定程度,可以使逸出的光电子到不了阳极,即不能形成回路,即电流计没有电流,故D错误.13.(多选)研究光电效应实验电路图如图(a)所示,其光电流与电压的关系如图(b)所示.则下列说法中正确的是(BC)A.若把滑动变阻器的滑动触头向右滑动,光电流一定增大B.图线甲与乙是同一种入射光,且甲的入射光强度大于乙光C.由图(b)可知,乙光的频率小于丙光频率D.若将甲光换成丙光来照射锌板,其逸出功将减小解析:滑动变阻器的滑片右移,光电流可能增大,也可能已达到饱和电流而不变,故A错误;遏止电压相同,
9、说明最大初动能相同,即入射频率相同,但饱和电流不同,说明入射光强度不同,饱和电流越大,入射光强度越大,B正确;遏止电压越大,最大初动能越大,说明入射光频率越大,C正确;逸出功只由金属本身性质决定,与入射光频率无关,D错误.14.(2018湖北黄石模拟)下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压Uc和入射光的频率的几组数据.Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878/1014 Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上数据描点连线,可得直线方程Uc=0.397 3-1.702 4,如图所示.则这种金属的截止频率约为(B)A.3.51014 H
10、zB.4.31014 HzC.5.51014 HzD.6.01014 Hz解析:根据光电效应方程得Ek=h-W0=h-hc=Uce,解得Uc=-=-.与直线方程Uc=0.397 3-1.702 4比较可知,图线的斜率为=,同时=1.702 4,联立得c4.31014 Hz,故B正确,A,C,D错误.15.现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构.为满足测量要求,将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为,其中n1.已知普朗克常量h,电子质量m和电子电荷量e,电子的初速度不计,则显微镜工作时电子的加速电压应为(D)A.B.C.D.解析:设显微镜工作时电子的加速电压为U,根据动能定理得,eU=m
11、v2,又p=,mv2=,=,联立解得U=,故D正确.16.A,B两种光子的能量之比为21,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA,EB.则下列说法正确的是(C)A.A,B两种光子的频率之比为12B.A,B两种光子的动量之比为12C.该金属的逸出功为W0=EA-2EBD.该金属的极限频率为c=解析:光子的能量=h,则A,B两种光子的频率之比为21,故A错误;动量p=,=,A,B两种光子的动量之比为21,故B错误;光电子的最大初动能Ekm=h-W0,有EA=A-W0,EB=B-W0,又A=2B,联立解得,W0=EA-2EB,故C正确;该金属的极限频率为c=,故D错误.