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1、第 1 页共 7 页课时跟踪检测 (四十五 ) 波粒二象性对点训练：光电效应现象及规律1(2016 茂名一模 )用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是() A改用红光照射B改用 X 射线照射C改用强度更大的原紫外线照射D延长原紫外线的照射时间解析： 选 B根据光电效应的条件 0，要产生光电效应，必须用能量更大，即频率更高的粒子。能否发生光电效应与光的强度和照射时间无关。X 射线的频率大于紫外线的频率。故A、C、D 错误， B 正确。2关于光电效应的规律，下列说法中正确的是() A发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内从金属内逸出的光
2、电子数目增多B光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C发生光电效应的反应时间一般都大于107 s D只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生解析： 选 A发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内打到金属上的光子个数增加，则从金属内逸出的光电子数目增多，选项A 正确；光电子的最大初动能跟入射光强度无关，随入射光的频率增大而增大，选项B 错误；发生光电效应的反应时间一般都不超过109s，选项 C 错误；只有入射光的频率大于该金属的极限频率时，即入射光的波长小于该金属的极限波长时，光电效应才能产生，选项D 错误。3(2016 邢台模拟 )用强度相同的红光和蓝光分别
3、照射同一种金属，均能使该金属发生光电效应。下列判断正确的是() A用红光照射时，该金属的逸出功小，用蓝光照射时该金属的逸出功大B用红光照射时，该金属的截止频率低，用蓝光照射时该金属的截止频率高C用红光照射时，逸出光电子所需时间长，用蓝光照射时逸出光电子所需时间短D用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光照射时逸出的光电子最大初动能大解析： 选 D同种金属的逸出功是相同的，A 错误；同种金属的截止频率是相同的，B错误；只要金属能发生光电效应，逸出光电子的时间一样，C 错误；蓝光的频率比红光大，由 Ekh W 知，用蓝光时逸出的光电子最大初动能大，D 正确。对点训练：光的波粒二象性物质波第
4、2 页共 7 页4(多选 )(2016 唐山调研 )下列说法正确的是() A卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型B宏观物体的物质波波长非常大，极易观察到它的波动性C爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说D对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应解析： 选 ACD卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故A 正确。根据 h p，知宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性，故B 错误。受普朗克量子论的启发，爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说，故C 正确。对于任何一种金属都存在一个“最大波长 ” ，入射光的波长必须小于
5、这个波长，才能产生光电效应，故 D 正确。5 (多选 )(2013 上海高考 )某半导体激光器发射波长为1.5106 m， 功率为 5.0103 W的连续激光。已知可见光波长的数量级为107 m，普朗克常量h6.631034J s，该激光器发出的 () A是紫外线B是红外线C光子能量约为1.31018 J D光子数约为每秒3.8 1016个解析： 选 BD由于该激光器发出的光波波长比可见光长，所以发出的是红外线，A 错误， B 正确。光子能量E h hc1.31019J，C 错误。每秒发射的光子数nP1 E3.81016个， D 正确。6 (2015 宁波期末 )一个德布罗意波波长为1的中子和
6、另一个德布罗意波波长为2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为() A12 1 2B12 12C1 2 2D12 2解析： 选 A中子的动量p1h 1，氘核的动量p2h 2，同向正碰后形成的氚核的动量p3p2p1，所以氚核的德布罗意波波长3h p312 12，A 正确。对点训练：光电效应方程的应用7(2014 江苏高考 )已知钙和钾的截止频率分别为7.731014Hz 和 5.441014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光第 3 页共 7 页电子，钙逸出的光电子具有较大的() A波长B频率C能量D动量解析： 选 A金属的逸出
7、功Wh0，根据爱因斯坦光电效应方程Ekh W 可知，从金属钾表面飞出的光电子的最大初动能较金属钙的大，金属钙表面飞出的光电子能量E小，因 hc E，所以从钙表面逸出的光电子具有较大的波长，选项A 正确。8(多选 )(2016 渭南质检 )分别用波长为 和 2 的光照射同一种金属，产生的速度最快的光电子速度之比为21，普朗克常量和真空中光速分别用h 和 c 表示，那么下列说法正确的有 () A该种金属的逸出功为hc 3B该种金属的逸出功为hc C波长超过2 的光都不能使该金属发生光电效应D波长超过4 的光都不能使该金属发生光电效应解析： 选 AD由 h W0Ek知 hcW01 2mv12， hc
8、 2 W01 2mv22，又 v 12v2，得W0hc 3，A 正确， B 错误。 光的波长小于或等于3 时都能发生光电效应，C 错误， D 正确。9(2013 北京高考 )以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图1。用频率为 的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应。换用同样频率的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K 接
9、电源正极，阳极A 接电源负极，在 KA 之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中 W 为逸出功， h 为普朗克常量，e 为电子电荷量 )() 图 1 第 4 页共 7 页AUh eW eBU2h eW eCU 2h WDU5h 2eW e解析： 选 B用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应。由题意知最大初动能EkeU，根据光电效应方程有： nh WEkW eU(n2)，得： Unh W e(n 2)，则 B 项正确，其他选项错误。10如图 2甲所示，合上
10、开关，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V 时，电流表计数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V 时，电流表读数为零。把电路改为图乙，当电压表读数为2 V 时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为() 图 2 A 1.5 eV0.6 eV B1.7 eV1.9 eV C 1.9 eV2.6 eV D3.1 eV4.5 eV 解析： 选 C光子能量 h 2.5 eV 的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生光电效应，当电压表读数大于或等于0.6 V 时，电流表读数为零，则电子不能到达阳极，由动能定理 eU1 2
11、mvm2知，最大初动能EkmeU0.6 eV，由光电效应方程h EkmW0知 W01.9 eV 对图乙，当电压表读数为2 V 时，电子到达阳极的最大动能Ekm EkmeU0.6 eV 2 eV2.6 eV。故 C 正确。11(2016 银川模拟 )在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为 _。若用波长为 ( 0)的单色光做该实验，则其遏止电压为_。 已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、 c和 h。解析： 金属的逸出功W0h0 hc 0。根据光电效应方程知：Ekm hchc 0，又 EkmeU，则遏止电压Uhc ehc e0。答案： hc 0hc ehc
12、 e0第 5 页共 7 页12图 3 所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K 是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为0。现将频率为 (大于 0)的光照射在阴极上，则：图 3 (1)_是阴极，阴极材料的逸出功等于_。(2)加在 A、 K 间的正向电压为U 时，到达阳极的光电子的最大动能为_，将 A、K 间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是_。(3)为了阻止光电子到达阳极，在A、K 间应加上U反_的反向电压。(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是() A照射光频率不变，增加光强B照射光强度不变，增加光的频率C增加 A、K 电极间的电压D减小 A、K 电极间的电压解
13、析： (1)被光照射的金属将有光电子逸出，故K 是阴极，逸出功与极限频率的关系为W0h0。(2)根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为h h0，经过电场加速获得的能量为eU，所以到达阳极的光电子的最大动能为h h0eU，随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多。所以，电流表的示数先是逐渐增大，直至保持不变。(3)从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为eUc，如果h h0 eUc，就将没有光电子能够到达阳极，所以Uch h0 e。(4)要增加单位时间
14、内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有A 正确。答案： (1)Kh0(2)h h0eU逐渐增大，直至保持不变(3)h h0 e(4)A 对点训练：与光电效应有关的图像问题13(多选 )如图 4 所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线 (直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)。由图可知 () 第 6 页共 7 页图 4 A该金属的截止频率为4.271014Hz B该金属的截止频率为5.5 1014Hz C该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为0.5 eV 解析： 选 AC图线在横轴上的截距为截止频率，A
15、正确、 B 错误；由光电效应方程Ek h W0，可知图线的斜率为普朗克常量，C 正确；金属的逸出功为：W0 h06.6310344.2710141.61019eV1.77 eV，D 错误。14(2013 浙江高考 )小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图5 甲所示。已知普朗克常量h6.631034 J s。图 5 (1)图甲中电极A 为光电管的 _(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率 c_ Hz，逸出功W0 _ J；(3)如果实验中入射光的频率 7.001014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_ J。解析： (1)题图甲为利用光电管产生光电流的实验电路，光电子从K 极发射出来，故K为光电管的阴极，A 为光电管的阳极。(2)遏制电压对光电子做负功，根据爱因斯坦光电效应方程有eUcEkh W0。结合题图乙可知，当Uc0 时，
