第34課光電效應(yīng)波粒二象性

1、第34課光電效應(yīng)波粒二象性1.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律a.從原理的角度理解光電效應(yīng)（1）（2017興慶區(qū)校級一模，6分）關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是（）A .極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B 只要光照射的時(shí)間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C .從金屬表面出來的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小D 用頻率不同的單色光照射同種金屬表面都能發(fā)生光電效應(yīng)，則頻率越大的飽和電流越大答案：A解析：由金屬材料的逸出功Wo= hv,知截止頻率越大，其逸出功越大，故A項(xiàng)正確。發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬材料的截止頻率，與入射光的強(qiáng)度、照射時(shí)間無關(guān)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。金屬材料的逸出功是材料本身的特性

2、，與光電子的最大初動(dòng)能無關(guān)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。飽和電流的大小與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，與入射光的頻率無光，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。b利用實(shí)驗(yàn)規(guī)律分析光電效應(yīng)問題（2）（多選）（2018改編，6分）現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是 （）A 保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大B .入射光的頻率變高，飽和光電流變大C 入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大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)生答案：AC解析：根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律可知，入射光的光強(qiáng)變大，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子的數(shù)目 增加，則飽和光電流增大，故 A項(xiàng)正確。入

3、射光的頻率與光電子的最大初動(dòng)能有關(guān)，與飽和 光電流無關(guān)，故 B項(xiàng)錯(cuò)誤。入射光的頻率變高，則光電子的最大初動(dòng)能變大，故C項(xiàng)正確。發(fā)生光電效應(yīng)的前提是入射光的頻率大于光電材料的截止頻率，如果入射光的頻率減小到小 于光電材料的截止頻率，就不會(huì)有光電流產(chǎn)生，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。（3）（2017陽東模擬，6分）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，電流計(jì)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)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么 （）A . a光的波長一定大于 b光的波長B .增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C用a光照射光電管陰極 K時(shí)通過電流計(jì)

4、 G的電流是由d到cD.只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流 G的電流增大答案：D解析：用單色光a照射光電管時(shí)，陰極材料能發(fā)生光電效應(yīng)， 根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)前提可知v> v；用單色光b照射光電管時(shí)，陰極材料不能發(fā)生光電效應(yīng)，可知v> v。故v>v,所以單色光a的波長小于單色光 b的波長，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。單色光b不能使陰極材料發(fā)生光電效應(yīng)，增加b光的光照強(qiáng)度不能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。光電子帶負(fù)電，電流的方向與負(fù)電荷的定向移動(dòng)方向相反，故通過電流計(jì)G的電流方向是c到d,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律可知，只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流計(jì)G的電流增大，故 D項(xiàng)正確。2 光電效應(yīng)方

5、程與圖像a.利用光電效應(yīng)方程求解逸出功和遏止電壓相關(guān)問題（4）（經(jīng)典題，5分）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為力，該金屬的逸出功為。若用波長為 圧小的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為 。已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為 e、c和h。答案:h髀分）乎廠為3分）有 Ekm = hj h*,又因?yàn)?Ekm= eUc,解析：金屬的逸出功 Wo= h v=礙。根據(jù)光電效應(yīng)方程,/0則遏止電壓Uc=乎eob 求解光電流一電壓圖像問題的關(guān)鍵是找到遏止電壓和飽和光電流（2018改編，6分）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三 條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線

6、（甲光、乙光、丙光），如圖所示。則可判斷出（ ）甲乙丙A .甲光的頻率大于乙光的頻率B .乙光的波長大于丙光的波長C .乙光照射時(shí)光電管的截止頻率小于丙光照射時(shí)光電管的截止頻率D .甲光對應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能 答案：B解析：根據(jù)題中圖像可知，甲光和乙光的遏止電壓相等，并且甲光和乙光是在同一光電管上得到的圖像，故甲光的頻率等于乙光的頻率，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。丙光的遏止電壓大于乙光的遏止電壓，所以丙光的頻率大于乙光的頻率，乙光的波長大于丙光的波大，故B項(xiàng)正確。同一金屬的截止頻率是相同的，故 C項(xiàng)錯(cuò)誤。丙光對應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于甲光的光電子最大初動(dòng)能，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。c求解Uc圖像

7、問題的關(guān)鍵是理解U尸討琴（6）（2015全國I, 5分）在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率 v的關(guān)系如圖所示，若該直線的斜率和縱截距分別為 k和b，電子電荷量的絕對值為 e，則普朗克常量 可表示為，所用材料的逸出功可表示為 。答案：ek（2分）eb（3分）解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ek= h v Wo，其中Ek = eUc,兩式聯(lián)立，整理得 Uc= h v W0，與e e圖像對應(yīng)，可得h = k， Wo= b，解得h= ek， Wo= eb。eed .求解Ek v圖像冋題的關(guān)鍵是理解Ek= h v WoEk與入射光（7）（多選）（經(jīng)典題，6分）如圖是某金屬在光的照射下逸出的光

8、電子的最大初動(dòng)能頻率V的關(guān)系圖像，由圖像可知 （A.該金屬的逸出功等于E h vB .該金屬的逸出功等于h vC.入射光的頻率為 2v時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為h vD 當(dāng)入射光的頻率 v大于v時(shí)，若V增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍答案：BC解析：將光電效應(yīng)方程 Ek = hv Wo與圖像對應(yīng)，可知 Ek v圖像的斜率為普朗克常量 h，縱 截距的絕對值為金屬的逸出功，即| E|= Wo,橫截距v為金屬的截止頻率， 故金屬的逸出功Wo= h v，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。根據(jù)光電效應(yīng)方程 Ek = h v Wo可知，入射光的頻率為2 v 時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hv，故C項(xiàng)正確。

9、當(dāng) v v時(shí)，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek= hv Wo可知Ek>o，當(dāng)頻率v變?yōu)? v后，其光電子的最大初動(dòng)能E'k= 2hv W°>2（h vWo） = 2Ek，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3 .波粒二象性 物質(zhì)波a.通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了解波粒二象性（8）（多選）（2015全國H, 5分）實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性，下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是（）A 電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B . B射線在云室中穿過會(huì)留下清晰的徑跡C 人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D 人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)答案：ACD解析：干涉是波具有的特性，電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣，說明電子具有波動(dòng)性，故A項(xiàng)正確。B粒子在云室中受洛倫茲力的作用，做的是圓周運(yùn)動(dòng)，與波動(dòng)性無關(guān)，故B項(xiàng)不符合題意。利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)說明中子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，說明具 有波動(dòng)性，故C項(xiàng)正確。電子的物質(zhì)波的波長比可見光的波長短得多，所以分辨率也高得多，故D項(xiàng)正確。光電效應(yīng)說明光具有粒子性，故E項(xiàng)不符合題意。b 利用X= h求解德布羅意波問題P（9）（2017江蘇單科，4分）質(zhì)子（iH）和a粒子（2He）被加速到相同動(dòng)能時(shí)，質(zhì)子的動(dòng)量（選填“大