2022届高三物理一轮复习疑难突破-光电效应与波粒二象性.pdf

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1、必 备 知 识 1.光 电 效 应：照 射 到 金 属 表 面 的 光，能 使 金 属 中 的 电 子 从 表 面 逸 出 的 现 象。2.光 电 子：光 电 效 应 中 发 射 出 来 的 电 子。3.光 电 效 应 的 实 验 规 律(1)存 在 截 止 频 率：当 入 射 光 的 频 率 低 于 截 止 频 率 时 不 发 生 光 电 效 应。不 同 金 属 的 截 止 频 率 不 同，即 截 止 频 率 与 金 属 自 身 的 性 质 有 关。(2)存 在 饱 和 电 流：在 光 照 条 件 不 变 的 情 况 下，随 着 所 加 电 压 的 增 大，光 电 流 趋 于 一 个 饱 和

2、 值，即 在 一 定 的 光 照 条 件 下，单 位 时 间 阴 极 K 发 射 的 光 电 子 的 数 目 是 一 定 的。实 验 表 明，光 的 频 率 一 定 时，入 射 光 越 强，饱 和 电 流 越 大，单 位 时 间 内 发 射 的 光 电 子 数 越 多。(3)存 在 遏 止 电 压：使 光 电 流 减 小 到 0 的 反 向 电 压”称 为 遏 止 电 压。遏 止 电 压 的 存 在 意 味 着 光 电 子 的 初 动 能 有 最 大 值，称 为 光 电 子 的 最 大 初 动 能。实 验 表 明，遏 止 电 压(或 光 电 子 的 最 大 初 动 能)与 入 射 光 的 强

3、度 无 关，只 随 入 射 光 频 率 的 增 大 而 增 大。(4)光 电 效 应 具 有 瞬 时 性：当 入 射 光 的 频 率 超 过 截 止 频 率 嗫 时，无 论 入 射 光 怎 样 微 弱，光 电 效 应 儿 乎 是 瞬 时 发 生 的。4.爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程(1)光 子 说 光 本 身 就 是 由 一 个 个 不 可 分 割 的 能 量 子 组 成 的，频 率 为 卜 的 光 的 能 量 为 方 心 其 中 方=6.63X10-J s(称 为 普 朗 克 常 量)。这 些 能 量 子 后 来 称 为 光 子。(2)逸 出 功 踞 要 使 电 子 脱 离 某 种

4、 金 属，需 要 外 界 对 它 做 功，做 功 的 最 小 值 叫 作 这 种 金 属 的 逸 出 功。(3)光 电 子 的 最 大 初 动 能 在 光 电 效 应 中，金 属 中 的 电 子 吸 收 光 子 后，除 了 要 克 服 金 属 的 逸 出 功 外，有 时 还 要 克 服 原 子 的 其 他 束 缚 而 做 功，这 时 光 电 子 的 初 动 能 就 比 较 小；当 逸 出 过 程 只 克 服 金 属 的 逸 出 功 而 逸 出 时，光 电 子 的 初 动 能 称 为 最 大 初 动 能。(4)爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 表 达 式：物 理 意 义：金 属 表 面 的

5、 电 子 吸 收 一 个 光 子 获 得 的 能 量 是 h v,在 这 些 能 量 中，一 部 分 大 小 为 例 的 能 量 被 电 子 用 来 脱 离 金 属，剩 下 的 是 逸 出 后 电 子 的 最 大 初 动 能 笈 落(5)对 光 电 效 应 规 律 的 解 释（6）三 个 关 系 式 对 应 规 律 对 规 律 的 解 释 存 在 截 止 频 率 心 电 子 从 金 属 表 面 逸 出，必 须 克 服 金 属 的 逸 出 功 而，则 入 射 光 子 的 能 量 不 能 小 于 他 对 应 的 频 率 必 须 不 小 于 八 二 2 即 截 止 频 率 光 电 子 的 最 大 初

6、 动 能 随 着 入 射 光 频 率 的 增 大 而 增 大，与 入 射 光 的 强 度 无 关 电 子 吸 收 光 子 能 量 后，一 部 分 用 来 克 服 金 属 的 逸 出 功，剩 余 部 分 表 现 为 光 电 子 的 初 动 能，只 有 直 接 从 金 属 表 面 飞 出 的 光 电 子 才 具 有 最 大 初 动 能。对 于 确 定 的 金 属，幅 是 一 定 的，故 光 电 子 的 最 大 初 动 能 只 随 入 射 光 频 率 的 增 大 而 增 大，和 光 强 无 关 光 电 效 应 具 有 瞬 时 性 光 照 射 金 属 时，电 子 一 次 性 吸 收 光 子 的 全 部

7、 能 量，不 需 要 积 累 能 量 的 时 间 光 较 强 时 饱 和 电 流 较 大 对 于 同 种 频 率 的 光，光 较 强 时，单 位 时 间 内 照 射 到 金 属 表 面 的 光 子 数 较 多，照 射 金 属 时 产 生 的 叵 光 电 子 较 多，因 而 饱 和 电 流 较 大 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程：&=h v 一 般。最 大 初 动 能 与 遏 止 电 压 的 关 系：逸 出 功 与 极 限 频 率 的 关 系：/u/zYc。（7）两 条 对 应 关 系 光 强 大（频 率 一 定 时）一 光 子 数 目 多 一 发 射 光 电 子 多 一 饱 和 光 电

8、 流 大。光 子 频 率 高 f 光 子 能 量 大 一 光 电 子 的 最 大 初 动 能 大。（8）光 电 效 应 的 图 像 分 析 图 像 名 称 图 线 形 状 由 图 线 可 直 接（或 间 接）得 到 的 物 理 量5.光 的 波 粒 二 象 性 光 电 子 的 最 大 初 动 能 瓦 与 入 射 光 的 频 率 丫 的 关 系 图 线 E k0-E4 极 限 频 率 八：图 线 与 L 轴 交 点 的 横 坐 标 逸 出 功 胎 图 线 与 笈 轴 交 点 的 纵 坐 标 的 绝 对 值，施=|一|=普 朗 克 常 量 A：图 线 的 斜 率 4=力 颜 色 相 同、强 度 不

9、 同 的 光，光 电 流 与 电 压 的 关 系 图 线/n,J-强 光(黄)-弱 光(黄)-U 遏 止 电 压 以：图 线 与 横 轴 的 交 点 的 横 坐 标 的 值 饱 和 光 电 流 入：电 流 的 最 大 值 最 大 初 动 能：颜 色 不 同、强 度 相 同 的 光，光 电 流 与 电 压 的 关 系 图 线 上%一 黄 光 _-蓝 光)U 遏 止 电 压 以 1、42 饱 和 光 电 流 最 大 初 动 能&=e%,&=e z遏 止 电 压 以 与 入 射 光 的 频 率 r 的 关 系 图 线%V 截 止 频 率 嗫：图 线 与 横 轴 的 交 点 的 横 坐 标 的 值 遏

10、 止 电 压 以：随 入 射 光 频 率 的 增 大 而 增 大 普 朗 克 常 量 方：等 于 图 线 的 斜 率 与 电 子 电 荷 量 的 乘 积，即/?=Ae(注：此 时 两 极 之 间 接 反 向 电 压)(1)光 的 干 涉、衍 射、偏 振 现 象 说 明 光 具 有 波 动 性。(2)光 电 效 应 和 康 普 顿 效 应 说 明 光 具 有 粒 子 性。(3)光 既 具 有 波 动 性，又 具 有 粒 子 性，即 光 具 有 波 粒 二 象 性。(4)光 子 的 能 量 e=h v，光 子 的 动 量 6.物 质 波(1)1924年，法 国 物 理 学 家 德 布 罗 意 提

11、出：实 物 粒 子 也 具 有 波 动 性，即 每 一 个 运 动 的 粒 子 都 与 一 个 对 应 的 波 相 联 系，这 种 波 叫 作 物 质 波，也 叫 德 布 罗 意 波。所 以 实 物 粒 子 也 具 有 波 粒 二 象 性。(2)粒 子 的 能 量 和 动 量 p 跟 它 所 对 应 的 波 的 频 率 和 波 长 A 之 间，遵 从 的 关 系 为:v.hp.典 型 例 题 题 型 一：光 电 效 应 现 象 例 1（人 教 版 选 择 性 必 修 第 三 册 P”问 题 改 编）（多 选）如 图 所 示，用 导 线 把 不 带 电 的 验 电 器 与 锌 板 相 连 接，当

12、 用 紫 外 线 照 射 锌 板 时，发 生 的 现 象 是（）A.有 光 子 从 锌 板 逸 出 B.有 电 子 从 锌 板 逸 出 C.验 电 器 指 针 张 开 一 个 角 度 D.锌 板 带 负 电 答 案 BC解 析 用 紫 外 线 照 射 锌 板 时，锌 板 里 的 电 子 吸 收 紫 外 线 的 能 量 从 锌 板 表 面 逸 出，称 之 为 光 电 子，故 A 错 误，B 正 确；锌 板 与 验 电 器 相 连，带 有 相 同 电 性 的 电 荷，锌 板 失 去 电 子 带 正 电，且 失 去 的 电 子 越 多，带 正 电 的 电 荷 量 越 多，验 电 器 指 针 张 角

13、越 大，故 C 正 确，D错 误。题 型 二：光 电 效 应 实 验 电 路 与 Ue-v图 像 例 2 利 用 如 图 甲 所 示 的 电 路 完 成 光 电 效 应 实 验，金 属 的 遏 止 电 压 以 与 入 射 光 频 率，的 关 系 如 图 乙 所 示，图 乙 中，、乙、人 均 已 知，电 子 电 荷 量 用 e 表 示。下 列 说 法 正 确 的 是（）A.入 射 光 频 率 为 心 时，光 电 子 的 最 大 初 动 能 笈 小 U、eB.由 图 像 可 求 得 普 朗 克 常 量 h=C.滑 动 变 阻 器 的 滑 片 P 向“端 移 动 过 程 中 电 流 表 示 数 一

14、定 一 直 增 加 D.把 电 源 正 负 极 对 调 之 后，滑 动 变 阻 器 的 滑 片 P 向/V端 移 动 过 程 中 电 流 表 示 数 一 直 增 加 答 案：选 B。解 析：当 入 射 光 频 率 为 也 时，依 题 得，光 电 子 的 最 大 初 动 能 为 氏=，e,故 A 错 误；根 据 光 电 效 应 方 程 结 合 图 乙 有：笈=方 乙 一 股 其 中%=/人，根 据 动 能 定 理 有 一 e=0一 区，联 U、e立 可 得 普 朗 克 常 量 为 h=，故 B 正 确；滑 动 变 阻 器 的 滑 片 P 向 N 端 移 动 过 程 中，光 电 管 两 端 的 反

15、 向 电 压 增 大，则 电 流 表 示 数 逐 渐 减 小，若 反 向 电 压 足 够 大，则 可 减 小 至 零，C 错 误；把 电 源 正 负 极 对 调 之 后，滑 动 变 阻 器 的 滑 片 P 向 N 端 移 动 过 程 中，光 电 管 两 端 的 正 向 电 压 增 大，由 于 存 在 饱 和 光 电 流，故 电 流 表 示 数 可 能 先 增 加 后 不 变，D 错 误。题 型 三：光 电 效 应 实 验 电 路 与 ITJ图 像例 3.（多 选）如 图 甲 为 研 究 光 电 效 应 的 实 验 装 置，用 频 率 为 v 的 单 色 光 照 射 光 电 管 的 阴 极 K,

16、得 到 光 电 流/与 光 电 管 两 端 电 压。的 关 系 图 线 如 图 乙 所 示，已 知 电 子 电 荷 量 的 绝 对 值 为 e,普 朗 克 常 量 为 力，贝 M）A.测 量 遏 止 电 压 4 时 开 关 S 应 扳 向“1”一 B.C.只 增 大 光 照 强 度 时，图 乙 中 的 值 会 增 大 只 增 大 光 照 强 度 时，图 乙 中 Z）的 值 会 减 小 阴 极 K 所 用 材 料 的 极 限 频 率 为 答 案 AD解 析 测 量 遏 止 电 压 时 应 在 光 电 管 两 端 加 反 向 电 压，即 开 关 S 应 扳 向“1”，故 A 正 确；由 动 能 定

17、 理 得 e=笈，由 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 笈=方 L一%可 知，图 乙 中 以 的 值 与 光 照 强 度 无 关，故 B 错 误；图 乙 中 人 的 值 表 示 饱 和 光 电 流，只 增 大 光 照 强 度 时，饱 和 光 电 流 增 大，故 C 错 误；由 动 能 定 理 得 一 e=0-A,由 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 笈=/?-他 可 得 g h v 也,则 阴 极 K 所 用 材 料 的 极 限 频 率 为 故 D 正 确。n n题 型 四：E v 图 像 例 4.爱 因 斯 坦 提 出 光 电 效 应 理 论 获 得 诺 贝 尔 物 理 学 奖

18、已 近 100年。用 金 属 钙 做 实 验 时，得 到 的 光 电 子 的 最 大 初 动 能 氏 与 入 射 光 频 率 的 关 系 如 图 所 示。用 其 他 金 属 做 实 验，得 到 的 笈-图 线 也 为 直 线。表 中 列 出 了 几 种 金 属 的 截 止 频 率 和 逸 出 功，下 列 判 断 正 确 的 是（）截 止 频 率 KO/X 1 01 4 Hz逸 出 功/VeVA.如 用 金 属 铝 做 实 验，得 到 的 氏-r 图 线 的 斜 率 比 图 中 直 线 的 斜 率 大 B.如 用 金 属 鸽 做 实 验，得 到 的 好 图 线 的 斜 率 比 图 中 直 线 的

19、 斜 率 小 C.如 用 金 属 钠 做 实 验，得 到 的 K-v 图 线 延 长 线 与 纵 轴 交 点 的 坐 标 为（0,一 氏），则 瑜 D.如 用 金 属 钠 做 实 验，得 到 的 K-v 图 线 延 长 线 与 纵 轴 交 点 的 坐 标 为（0,一 蜃），则%答 案 D解 析 根 据 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 瓦=力 一 幽，笈-丫 图 线 的 斜 率 等 于 普 朗 克 常 量/?,因 此 各 种 不 同 金 属 的 E-r 图 线 的 斜 率 相 同，A、B 错 误；&-v 图 线 的 延 长 线 与 纵 轴 交 点 的 坐 标 绝 对 值 等 于 逸 出

20、功，则&=3.20 eV,尻=2.29 eV,因 此 笈 2 反，C 错 误，D 正 确。题 型 五：光 电 流 的 计 算 例 5.（2021 八 省 联 考 江 苏 卷）（1 5 分）我 国 中 微 子 探 测 实 验 利 用 光 电 管 把 光 信 号 转 换 为 电 信 号。如 图 所 示，A 和 K 分 别 是 光 电 管 的 阳 极 和 阴 极，加 在 A、K 之 间 的 电 压 为&现 用 发 光 功 率 为 的 激 光 器 发 出 频 率 为 r 的 光 全 部 照 射 在 K 上，回 路 中 形 成 电 流。已 知 阴 极 K 材 料 的 逸 出 功 为 跖，普 朗 克 常

21、量 为 力，电 子 电 荷 量 为 e。海 小（1）求 光 电 子 到 达 A 时 的 最 大 动 能 星；（2）若 每 入 射 N 个 光 子 会 产 生 1个 光 电 子，所 有 的 光 电 子 都 能 到 达 A,求 回 路 的 电 流 强 度 Zo ipeI；I答 案 Ue+h v%（2）-7Nn v解 析（1）根 据 光 电 效 应 方 程 有 力 一 屈=氏）逸 出 的 电 子 在 电 场 中 加 速 向 A 运 动，根 据 动 能 定 理 有 Ue=EM-联 立 解 得 用=Ue+h v-龈（2）设 每 秒 钟 到 达 K 极 的 光 子 数 量 为 n,则 成=P设 每 秒 钟

22、 逸 出 电 子 个 数 为 a 个，则 a=,回 路 的 电 流 强 度 I=+a e联 立 解 得/=含。题 型 六：波 粒 二 象 性 与 物 质 波 例 6.波 粒 二 象 性 是 微 观 世 界 的 基 本 特 征，以 下 说 法 正 确 的 是（）A.黑 体 辐 射 规 律 可 用 光 的 波 动 性 解 释 B.光 电 效 应 现 象 揭 示 了 光 的 粒 子 性 C.电 子 束 射 到 晶 体 上 产 生 衍 射 图 样 说 明 电 子 具 有 波 动 性 D.动 能 相 等 的 质 子 和 电 子，它 们 的 德 布 罗 意 波 波 长 也 相 等 答 案 BC解 析 黑

23、体 辐 射 的 实 验 规 律 不 能 用 光 的 波 动 性 解 释，而 普 朗 克 借 助 于 能 量 子 假 说，完 美 地 解 释 了 黑 体 辐 射 规 律，破 除 了“能 量 连 续 变 化”的 传 统 观 念，故 A 错 误；光 既 有 波 动 性 又 有 粒 子 性，光 电 效 应 现 象 揭 示 了 光 的 粒 子 性，故 B 正 确；德 布 罗 意 提 出 了 实 物 粒 子 同 样 具 有 波 动 性，电 子 束 射 到 晶 体 上 产 生 的 衍 射 图 样 是 波 的 特 征，证 明 了 电 子 具 有 波 动 性，故 C 正 确；根 据 德 布 罗 意 波 长 公

24、式 入=*,又 p=5 嬴 则 若 一 个 电 子 和 一 个 质 子 的 动 能 氏 相 等，由 于 质 子 质 量 比 电 子 质 量 大 得 多，则 其 德 布 罗 意 波 波 长 不 相 等，故 D 错 误。例 7.任 何 一 个 运 动 着 的 物 体，小 到 电 子、质 子，大 到 行 星、太 阳，都 有 一 种 波 与 之 对应，波 长 入 2,式 中 方 为 普 朗 克 常 量，0 为 运 动 物 体 的 动 量，人 们 把 这 种 波 叫 作 德 布 罗 意 p波。现 有 一 德 布 罗 意 波 波 长 为 心 的 中 子 和 一 个 德 布 罗 意 波 波 长 为（的 笊

25、核 相 向 对 撞 后 结 合 成 一 个 旅 核，该 氟 核 的 德 布 罗 意 波 波 长 为（）I 九+小|4 I+/2|答 案 A解 析 中 子 与 气 核 相 向 运 动 发 生 碰 撞 的 过 程，满 足 动 量 守 恒 定 律，则|一=,结 合 人,W l-y FH-T解 得 所 以 A正 确，B、C、D错 误。三.举 一 反 三，巩 固 练 习 1.黑 体 辐 射 的 研 究 表 明：辐 射 强 度、波 长 分 布 与 辐 射 体 的 温 度 有 密 切 关 系。此 研 究 对 冶 金 工 业 的 迅 速 发 展 有 巨 大 贡 献。如 图 所 示，图 中 画 出 了 四 种

26、温 度 下 黑 体 辐 射 的 强 度 与 波 长 的 关 系，从 中 可 以 看 出（）A.温 度 越 高，辐 射 电 磁 波 的 波 长 越 短 B.温 度 越 低，辐 射 电 磁 波 的 波 长 越 长 c.同 一 波 长 的 辐 射 强 度 随 着 温 度 的 升 高 而 增 强 D.不 同 温 度 时 辐 射 强 度 的 最 大 值 变 化 无 规 律 可 循 惇 二*哭？0 2 p m 4 1 i m 油 长 答 案 C解 析 无 论 温 度 高 低，黑 体 都 会 辐 射 各 种 波 长 的 电 磁 波，故 A、B错 误；同 一 波 长 的 辐 射 强 度 随 着 温 度 的 升

27、 高 而 增 强，故 C 正 确；温 度 升 高，辐 射 强 度 的 最 大 值 向 波 长 短、频 率 高 的 方 向 移 动，故 D错 误。2.下 列 说 法 中 正 确 的 是（）A.物 质 波 属 于 机 械 波 B.只 有 像 电 子、质 子、中 子 这 样 的 微 观 粒 子 才 具 有 波 动 性 C.德 布 罗 意 认 为 任 何 一 个 运 动 的 物 体，小 到 电 子、质 子、中 子，大 到 行 星、太 阳 都 有 一 种 波 与 之 相 对 应，这 种 波 叫 物 质 波 D.宏 观 物 体 运 动 时，看 不 到 它 的 衍 射 和 干 涉 现 象，所 以 宏 观 物

28、 体 运 动 时 不 具 有 波 动 性 答 案 C解 析 物 质 波 是 描 述 实 物 粒 子 运 动 的 波，而 机 械 波 是 由 质 点 做 周 期 性 机 械 运 动 形 成 的，二 者 不 同，故 A 错 误；不 论 是 微 观 粒 子，还 是 宏 观 物 体，只 要 它 们 运 动，就 有 与 之 对 应 的 物 质 波，故 B、D错 误，C正 确。3.用 图 1 装 置 研 究 光 电 效 应，分 别 用 a 光、b 光、c 光 照 射 阴 极 K得 到 图 2 中 三 条 光 电 流/与 A、K间 的 电 压 如 的 关 系 曲 线，则 下 列 说 法 正 确 的 是（）A

29、.开 关 S扳 向 1时 测 得 的 数 据 得 到 的 是/轴 左 侧 的 图 线 B.b 光 的 光 子 能 量 大 于 a 光 的 光 子 能 量 C.用 a 光 照 射 阴 极 K时 阴 极 的 逸 出 功 大 于 用 c 光 照 射 阴 极 K时 阴 极 的 逸 出 功 D.用 b 光 照 射 阴 极 K时 逸 出 的 光 电 子 的 最 大 初 动 能 小 于 用 a 光 照 射 阴 极 K时 逸 出 的 光 电 子 的 最 大 初 动 能 答 案 B解 析 当 开 关 S 扳 向 1 时，光 电 子 在 光 电 管 中 加 速，此 时 所 加 的 电 压 是 正 向 电 压，测

30、得 的 数 据 得 到 的 是/轴 右 侧 的 图 线，故 A 错 误；根 据 e U S v f,同 种 金 属 用 相 同，则 入 射 光 的 频 率 越 高，对 应 的 遏 止 电 压 以 越 大，由 题 图 2 可 知，b 光 的 遏 止 电 压 大 于 a 光 的 遏 止 电 压，所 以 b 光 的 频 率 高 于 a 光 的 频 率，依 据 E=h v 可 知，b 光 的 光 子 能 量 大 于 a 光 的 光 子 能 量，故 B 正 确；某 种 金 属 的 逸 出 功 是 一 定 的，与 入 射 光 无 关，故 C 错 误；b 光 的 遏 止 电 压 大 于 a 光 的 遏 止

31、电 压，根 据 e=E=/卜 一 可 知 用 b 光 照 射 阴 极 K时 逸 出 的 光 电 子 的 最 大 初 动 能 大 于 用 a 光 照 射 阴 极 K时 逸 出 的 光 电 子 的 最 大 初 动 能，D错 误。4.利 用 图 甲 所 示 的 实 验 装 置 观 测 光 电 效 应，己 知 实 验 中 测 得 某 种 金 属 的 遏 止 电 压 与 入 射 光 频 率 之 间 的 关 系 如 图 乙 所 示，电 子 的 电 荷 量 为 e=L 6X l()T 9 C,则()A.电 源 的 右 端 为 正 极 P V IB.普 朗 克 常 量 为 蟹 C.该 金 属 的 逸 出 功

32、为 D.若 电 流 表 的 示 数 为 10 U A,则 每 秒 内 从 阴 极 发 出 的 光 电 子 数 的 最 小 值 为 6.25X1()12答 案 A C解 析 只 有 施 加 反 向 电 压，也 就 是 光 电 管 阴 极 接 电 源 正 极、阳 极 接 电 源 负 极，在 光 电 管 两 极 间 形 成 使 电 子 减 速 的 电 场，这 时 光 电 流 才 有 可 能 为 零，使 光 电 流 减 小 到 零 的 反 向 电 压 以 称 为 遏 止 电 压，A 正 确；由 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 可 知 由 动 能 定 理 有 一 e=0一 反，联 立 并 整 理

33、 得“=一%,可 知 题 图 乙 中 图 线 的 斜 率 为 9=2 纵 截 距 为 一=一,e e y e e则 普 朗 克 常 量 为 力=生，该 金 属 的 逸 出 功 为 侮=e，B错 误，C正 确；若 电 流 表 的 示 数 为/=v I10 U A,则 每 秒 内 从 阴 极 发 出 的 光 电 子 数 的 最 小 值 为=g=&=*=6.2 5 X l（A De e 1.6X 10错 误。5.用 一 束 波 长 为 A 的 绿 光 照 射 某 极 限 波 长 为 人 的 金 属,能 产 生 光 电 效 应，下 列 说 法 正 确 的 是（）A.该 金 属 的 逸 出 功 为 脩=

34、/U。B.把 这 束 绿 光 遮 住 一 半，则 光 电 流 强 度 减 小 C.若 改 用 一 束 红 光 照 射，则 不 可 能 产 生 光 电 效 应 D.要 使 光 电 流 为 0,光 电 管 两 极 至 少 需 要 加 大 小 力 气：一；）的 电 压 答 案 B D解 析 该 金 属 逸 出 功 为：施=方 人=小，故 A 错 误；将 这 束 绿 光 遮 住 一 4 0半，单 位 时 间 内 入 射 的 光 子 数 目 减 小，则 单 位 时 间 内 逸 出 的 光 电 子 数 目 减 小，则 光 电 流 强 度 减 小，故 B 正 确；若 改 用 一 束 红 光 照 射，因 为

35、红 光 的 频 率 小 于 绿 光 的 频 率，则 可 能 不 发 生 光 电 效 应，也 可 能 发 生 光 电 效 应，故 C 错 误；光 电 效 应 方 程 为：&=h v f,且 y=,根 据 A动 能 定 理 可 得 光 电 流 恰 为。时 有：-e以=0一 区，联 立 解 得：=气:一 七），故 D正 确。板 上 时，可 能 形 成 光 电 流。表 中 给 出 了 6 次 实 验 的 结 果。6.（2019 北 京 高 考）光 电 管 是 一 种 利 用 光 照 射 产 生 电 流 的 装 置，当 入 射 光 照 在 管 中 金 属 组 次 入 射 光 子 的 能 量/eV相 对

36、光 强 光 电 流 大 小/mA逸 出 光 电 子 的 最 大 动 能/eV1 4.0 弱 29 0.9第 一 组 2 4.0 中 43 0.93 4.0 强 60 0.94 6.0 弱 27 2.9第 二 组 5 6.0 中 40 2.96 6.0 强 55 2.9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 e V,逸 出 光 电 子 的 最 大 动 能 为 1.9 eVD.若 入 射 光 子 的 能

37、 量 为 5.0 e V,相 对 光 强 越 强，光 电 流 越 大 答 案 B解 析 光 子 的 能 量=力 七 两 组 实 验 中 入 射 光 子 的 能 量 不 同，故 入 射 光 的 频 率 不 同，A正 确；由 爱 因 斯 坦 的 光 电 效 应 方 程 方=叶 瓦，可 求 出 两 组 实 验 中 金 属 板 的 逸 出 功 用 均 为 3.1 eV,故 两 组 实 验 所 用 的 金 属 板 材 质 相 同，B 错 误；由 A v=lf+笈，中=3.1 eV,当 hv=5.0 e V 时，区=1.9 eV,C 正 确；相 对 光 强 越 强，单 位 时 间 内 射 出 的 光 子

38、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 正 确。7.用 如 图 的 装 置 研 究 光 电 效 应 现 象，当 用 光 子 能 量 为 2.5 e V 的 光 照 射 到 光 电 管 上 时，电 流 表 G 的 读 数 为 0.2 mA,移 动 变 阻 器 的 滑 片 C,当 电 压 表 的 示 数 大 于 或 等 于 0.7 V 时;电 流 表 读 数 为 0。则（）A.光 电 管 阴 极 的 逸 出 功 为 1.8 eV 光;A 餐 管 B.开 关 S 断 开 后，没 有 电 流 流 过 电 流 表 G 匚 一 C.光 电 子

39、 的 最 大 初 动 能 为 0.7 eV L_ QD.改 用 能 量 为 1.5 eV的 光 子 照 射，电 流 表 G 也 有 电 流，但 电 流 较 _小 I 一 q一-J答 案 ACE解 析 由 题 图 可 知，光 电 管 两 端 所 加 的 电 压 为 反 向 电 压，由 电 压 表 的 示 数 大 于 或 等 于 0.7 V 时，电 流 表 示 数 为 0,可 知 光 电 子 的 最 大 初 动 能 为 0.7 eV,根 据 光 电 效 应 方 程 笈=力 rf,可 得 他=1.8 eV,故 A、C 正 确；开 关 S 断 开 后，用 光 子 能 量 为 2.5 eV的 光 照 射

40、 到 光 电 管 上 时 发 生 了 光 电 效 应，有 光 电 子 逸 出，则 有 电 流 流 过 电 流 表，故 B 错 误；改 用 能 量 为 1.5 e V 的 光 子 照 射，由 于 光 子 的 能 量 小 于 逸 出 功，不 能 发 生 光 电 效 应，无 光 电 流，故 D 错 误。8.（2018 全 国 卷 H）用 波 长 为 300 n m 的 光 照 射 锌 板，电 子 逸 出 锌 板 表 面 的 最 大 初 动 能 为 1.28X10-9 J。己 知 普 朗 克 常 量 为 6.63X 10-34 J s,真 空 中 的 光 速 为 3.00X 108 m-s-能 使 锌

41、 产 生 光 电 效 应 的 单 色 光 的 最 低 频 率 约 为（）A.1X10 Hz B.8X10 HzC.2X1015 Hz D.8X105 Hz答 案 B解 析 由 光 电 效 应 方 程 E h v f,得 用=/；y一 笈=/冷 一 笈。刚 好 发 生 光 电 效 应 的 临 A界 条 件 是 最 大 初 动 能 笈=0 时，入 射 光 的 频 率 为 人，则 他=力 入，代 入 数 据 可 得：人 弋 8X10 Hz,故 B 正 确。9.（2017 全 国 卷 HD（多 选）在 光 电 效 应 实 验 中，分 别 用 频 率 为 嗫、口 的 单 色 光 a、b照 射 到 同 种

42、 金 属 上，测 得 相 应 的 遏 止 电 压 分 别 为 和 以 光 电 子 的 最 大 初 动 能 分 别 为 几 和 儿。力 为 普 朗 克 常 量。下 列 说 法 正 确 的 是（）A.若 仁 心，则 一 定 有 B.若 V Vb,则 一 定 有 星 儿 C.若 原 4,则 一 定 有 区 人 蜃 D.若 嗅 L，则 一 定 有 h 九 一 几答 案 BC解 析 光 电 效 应 中 遏 止 电 压 与 最 大 初 动 能 之 间 的 关 系 为 eU=反,根 据 光 电 效 应 方 程 笈=可 知，若 九，贝 I 儿 儿，UUb,A 错 误，B 正 确；若“”，贝 IJ儿 友，C 正

43、 确；由 光 电 效 应 方 程 可 得 限=h V 区，则 h Va kA v b 一 区 6,D 错 误。10.（2017 北 京 高 考）2017年 年 初，我 国 研 制 的“大 连 光 源”一 一 极 紫 外 自 由 电 子 激 光 装 置，发 出 了 波 长 在 100 nm（l nm=10*m）附 近 连 续 可 调 的 世 界 上 最 强 的 极 紫 外 激 光 脉 冲，“大 连 光 源”因 其 光 子 的 能 量 大、密 度 高，可 在 能 源 利 用、光 刻 技 术、雾 霾 治 理 等 领 域 的 研 究 中 发 挥 重 要 作 用。一 个 处 于 极 紫 外 波 段 的

44、光 子 所 具 有 的 能 量 可 以 电 离 一 个 分 子，但 又 不 会 把 分 子 打 碎。据 此 判 断，能 够 电 离 一 个 分 子 的 能 量 约 为（取 普 朗 克 常 量 力=6.6X10-M j.s,真 空 光 速 c=3X10 m/s）（）A.10-21 J B.10-18 JC.10-5 J D.10-12 J答 案 B解 析 一 个 处 于 极 紫 外 波 段 的 光 子 所 具 有 的 能 量=力-=吟=6.6X10-3，x 年，JIO_18 J,B 正 确。11.（2019 天 津 高 考）第 26届 国 际 计 量 大 会 决 定，质 量 单 位“千 克”用

45、普 朗 克 常 量 分 定 义，“国 际 千 克 原 器”于 2019年 5 月 2 0 日 正 式“退 役”。人 的 数 值 为 6.6 3 X 1 0-*根 据 能 量 子 定 义，入 的 单 位 是,该 单 位 用 国 际 单 位 制 中 的 力 学 基 本 单 位 表 示，则 为 答 案 J s kg m7s解 析 普 朗 克 常 量 力 的 单 位 为 J s；由/夕=/7 及 尸=侬 可 推 导：1 J s=l N m s=lkg m s-m,s=1 kg,m/so12.（2018 江 苏 高 考）光 电 效 应 实 验 中，用 波 长 为 人 的 单 色 光 力 照 射 某 金

46、属 板 时，刚 好 有 光 电 子 从 金 属 表 面 逸 出。当 波 长 为 中 的 单 色 光 6 照 射 该 金 属 板 时，光 电 子 的 最 大 初 动 能 为.4、6 两 种 光 子 的 动 量 之 比 为,（已 知 普 朗 克 常 量 为 反 光 速 为 c）答 案 牛 1：2c hr 9 hr解 析 根 据 光 电 效 应 方 程 氏=方 丫 一 他 又 所 以 有 o=-j 笈=丁 一 屈，解 得 区=牛;又 光 子 动 量 P=，所 以 4 8 两 种 光 子 的 动 量 之 比 为 1：2。13.（2019 江 苏 高 考）在“焊 接”视 网 膜 的 眼 科 手 术 中，

47、所 用 激 光 的 波 长 4=6.4X10-7m,每 个 激 光 脉 冲 的 能 量=1.5X10-2 j。求 每 个 脉 冲 中 的 光 子 数 目。（已 知 普 朗 克 常 量 h=6.63X10-34 J s,光 速 c=3X 10 m/s。计 算 结 果 保 留 一 位 有 效 数 字）答 案 5X10,6解 析 光 子 能 量 e=7,AE光 子 数 目 n=；，联 立 并 代 入 数 据 得 七 5义 10,14.（2021高 考 江 苏 物 理 卷）如 图 所 示，分 别 用 1、2 两 种 材 料 作 K 极 进 行 光 电 效 应 探 究，其 截 止 频 率 外 彩，保 持

48、 入 射 光 不 变,则 光 电 子 到 达 A 极 时 动 能 的 最 大 值 随 电 压 U变 化 关 系 的 图 像 是（）【答 案】C【解 析】根 据 动 能 定 理，eU=Ekm-EK，根 据 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程，&二 hv-Wo，W0=hv0,可 得 E/,“=eU+hvo。由 于 截 止 频 率 W V V 2,所 以 图 像 正 确 的 是 C。15.（2021年 1月 浙 江 选 考）下 列 说 法 正 确 的 是 A.光 的 波 动 性 是 光 子 之 间 相 互 作 用 的 结 果 B.玻 尔 第 一 次 将“量 子”入 原 子 领 域，提 出 了 定

49、 态 和 跃 迁 的 概 念 C.光 电 效 应 揭 示 了 光 的 粒 子 性，证 明 了 光 子 除 了 能 量 之 外 还 具 有 动 量 D.a射 线 经 过 置 于 空 气 中 带 正 电 验 电 器 金 属 小 球 的 上 方，验 电 器 金 属 箔 的 张 角 会 变 大【答 案】.B【解 析】光 的 波 动 性 是 由 于 微 观 粒 子 的 特 性 决 定 的，不 是 光 子 之 间 相 互 作 用 的 结 果，选 项 A错 误；波 尔 第 一 次 将“量 子”引 入 原 子 领 域，提 出 了 定 态 和 跃 迁 到 概 念，选 项 B 正 确；光 电 效 应 揭 示 了

50、光 的 粒 子 性，证 明 了 光 子 具 有 能 量，康 普 顿 效 应 证 明 了 光 子 具 有 动 量，选 项 C 错 误；a 射 线 经 过 置 于 空 气 中 带 正 电 验 电 器 金 属 小 球 的 上 方，由 于 a 射 线 的 电 离 作 用 强，可 以 使 空 气 电 离，产 生 的 电 子 运 动 到 验 电 器 金 属 球，中 和 带 正 电 的 验 电 器，所 以 验 电 器 金 属 箔 的张 角 会 变 小，选 项 D 错 误。16.（2021年 6 月 浙 江 选 考 物 理）据 自 然 杂 志 2021年 5月 17日 报 道，中 国 科 学 家 在 稻 城“