高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)精講精練第34講　光電效應(yīng) 波粒二象性（解析版）

第34講光電效應(yīng)波粒二象性1.知道什么是光電效應(yīng)，理解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律.2.會(huì)利用光電效應(yīng)方程計(jì)算逸出功、截止頻率、最大初動(dòng)能等物理量.3.知道光的波粒二象性，知道物質(zhì)波的概念．考點(diǎn)一光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1．光電效應(yīng)在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫做光電子．2．實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率．(2)光子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大．(3)光照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的．(4)光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比．3．遏止電壓與截止頻率(1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc.(2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)．不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的極限頻率．(3)逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的最小值，叫做該金屬的逸出功．（2023?南通模擬）如圖所示，用某頻率的光照射光電管，研究飽和電流的影響因素，則（）A．電源的左端為負(fù)極 B．換更高頻率的光照射，電流表示數(shù)一定增大 C．滑動(dòng)變阻器滑片移至最左端，電流表示數(shù)為零 D．滑動(dòng)變阻器滑片向右移的過(guò)程中，電流表示數(shù)可能一直增大【解答】解：A．光電子從K極逸出后要能順利的形成光電流，需要加上正向電壓，因此電源的左端為正極，光電子在電場(chǎng)力的作用下向A板做定向移動(dòng)，從而形成光電流，故A錯(cuò)誤；B．換更高頻率的光照射，可以增大光電子的動(dòng)能增加，使單位時(shí)間到達(dá)A極板的電子數(shù)增多，電流增大；若到達(dá)飽和光電流，換更高頻率的光照射，光電流并不會(huì)增大，電流表示數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器移動(dòng)到最左端時(shí)，A、K兩極板的電壓為零，但逸出的光電子具有動(dòng)能，可以到達(dá)A極板，因此電流表的示數(shù)不為零，故C錯(cuò)誤；D．滑動(dòng)變阻器滑片向右移的過(guò)程中，A、K兩極板的電壓增大，光電子在電場(chǎng)力的作用下移動(dòng)的更快，即單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)A極板的光電子數(shù)目增多，則光電流增大，但若光電流已經(jīng)達(dá)到飽和，增大兩極板的電壓，光電流不在變化，因此滑動(dòng)變阻器滑片向右移的過(guò)程中，電流表示數(shù)可能一直增大，故D正確。故選：D。（2023?撫州一模）光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示，現(xiàn)用發(fā)出紫外線的弧光燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度。下列判斷正確的是（）A．鋅板帶正電，驗(yàn)電器帶負(fù)電 B．將帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，驗(yàn)電器指針偏角變大 C．使驗(yàn)電器指針回到零，改用強(qiáng)度更大的弧光燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針偏角變大 D．使驗(yàn)電器指針回到零，改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針偏角變大【解答】解：A．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，鋅板失去電子帶正電，驗(yàn)電器也帶正電，故A錯(cuò)誤；B．因?yàn)榘l(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，鋅板失去電子帶正電，用帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，驗(yàn)電器電量要減小，故其指針偏角變小，故B錯(cuò)誤；C．改用強(qiáng)度更大的紫外線燈照射鋅板，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)目增多，則所帶的正電增多，驗(yàn)電器指針偏角增大，故C正確；D．改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，紅光頻率小于紫光頻率，不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，驗(yàn)電器可能指針不動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選：C。（2023春?東城區(qū)期末）把一塊帶負(fù)電的鋅板連接在驗(yàn)電器上，驗(yàn)電器指針張開一定的角度。用紫外線燈照射鋅板發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化。下列說(shuō)法正確的是（）A．驗(yàn)電器指針的張角會(huì)變大 B．鋅板上的正電荷轉(zhuǎn)移到了驗(yàn)電器指針上 C．驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化是因?yàn)殇\板獲得了電子 D．驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化是因?yàn)樽贤饩€讓電子從鋅板表面逸出【解答】解：A、開始時(shí)鋅板帶負(fù)電，驗(yàn)電器帶負(fù)電，指針張開一定的角度，用紫外線燈照射鋅板，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，鋅板的電子逸出，鋅板帶正電，使驗(yàn)電器上的負(fù)電荷與后來(lái)的正電荷中和，鋅板所帶電荷量先減少后增加，所以驗(yàn)電器指針張角先減小后增大，故A錯(cuò)誤；BCD、驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化是因?yàn)樽贤饩€讓電子從鋅板表面逸出，鋅板帶正電，驗(yàn)電器上的負(fù)電荷轉(zhuǎn)移到鋅板上，最后驗(yàn)電器帶上正電荷，不是因?yàn)殇\板獲得了電子，故BC錯(cuò)誤，D正確。故選：D。考點(diǎn)二光電效應(yīng)方程和Ek－ν圖象1．光子說(shuō)愛因斯坦提出：空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份稱為一個(gè)光子，光子具有的能量與光的頻率成正比，即：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34J·s.2．光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.(2)物理意義：金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來(lái)克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2.3．由Ek－ν圖象(如圖)可以得到的信息(1)極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc.(2)逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值E＝W0.(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h.（2024?成都三模）如圖為美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的實(shí)驗(yàn)圖像，該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性，并且第一次利用光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了普朗克常量h。若該圖線的斜率和縱截距的絕對(duì)值分別為k和b，電子電荷量的絕對(duì)值為e，則普朗克常量h可表示為（）A．k B．ek C．b D．eb【解答】解：設(shè)金屬的逸出功為W0，截止頻率為νc，則有W0＝hνc光電子的最大初動(dòng)能Ekm與遏止電壓UC的關(guān)系是Ekm＝eUc根據(jù)光電效應(yīng)方程為Ekm＝hν﹣W0；聯(lián)立兩式可得：UC=?e?ν?W0e，故U故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。（2024?河?xùn)|區(qū)二模）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，小張同學(xué)分別用甲光、乙光、丙光照射同一光電管，得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線，如圖所示，則可判斷出（）A．甲光的頻率大于乙光的頻率 B．甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度 C．丙光的波長(zhǎng)大于乙光的波長(zhǎng) D．甲光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能大于丙光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能【解答】解：A．根據(jù)光電效應(yīng)方程12mvm2=hν﹣B．因在發(fā)生光電效應(yīng)條件下，最大光電流與照射光強(qiáng)度有關(guān)，照射光強(qiáng)度最大光電流越大，而從圖可以看出，甲光照射時(shí)最大光電流大于乙光照射時(shí)最大光電流，則甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度，故B正確；C．丙光的截止電壓大于乙光的截止電壓，所以乙光的頻率小于丙光的頻率，乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤；D．甲光的截止電壓小于丙光的截止電壓，所以甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光的光電子最大初動(dòng)能。故D錯(cuò)誤。故選：B。（2024?紹興二模）如圖所示，波長(zhǎng)為λ的光子照射逸出功為W的金屬表面，由正極板中央P點(diǎn)逸出的光電子（電荷量為e）經(jīng)由電壓為U的平行電極板作用后，最后經(jīng)由負(fù)極板上方的小孔Q飛出。已知正負(fù)極板相距L，小孔Q與負(fù)極板中心相距D。假設(shè)小孔不影響電場(chǎng)的分布和電子的運(yùn)動(dòng)，?cλA．P點(diǎn)逸出的光電子初動(dòng)能一定為?cλ?B．從Q點(diǎn)飛出的電子動(dòng)能最大值為?cλ?W﹣C．從Q點(diǎn)飛出的電子動(dòng)能一定大于?cλD．若正負(fù)極互換但電壓大小不變，則從Q點(diǎn)飛出的電子動(dòng)能一定等于?cλ【解答】解：A、從P點(diǎn)逸出的電子具有的動(dòng)能不一定是最大初動(dòng)能，所以從P點(diǎn)溢出的光電子的初動(dòng)能不一定是?cλB、從P飛出的電子的最大動(dòng)能為Ek=?cE'k=?cλ?故B正確；C、由于從P點(diǎn)走出的光電子的動(dòng)能是不確定的，所以到達(dá)Q時(shí)光電子的動(dòng)能也是不能確定的，是小于?cλD、互換電壓后，電場(chǎng)力對(duì)光電子做正功所以從Q點(diǎn)飛出的電子的動(dòng)能Ek≥Ue，不一定等于?cλ故選：B。考點(diǎn)三光的波粒二象性、物質(zhì)波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性．(2)光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性．(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性．2．物質(zhì)波(1)概率波光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波．(2)物質(zhì)波任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)λ＝eq\f(h,p)，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量．（2023?蘇州三模）激光冷卻中性原子的原理如圖所示，質(zhì)量為m、速度為v0的原子連續(xù)吸收多個(gè)迎面射來(lái)的頻率為ν的光子后，速度減小。不考慮原子質(zhì)量的變化，光速為c。下列說(shuō)法正確的是（）A．激光冷卻利用了光的波動(dòng)性 B．原子吸收第一個(gè)光子后速度的變化量為Δv=??νC．原子每吸收一個(gè)光子后速度的變化量不同 D．原子吸收mcv【解答】解：A．在激光制冷中體現(xiàn)了激光的粒子性，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式有λ=可得一個(gè)光子的動(dòng)量為p=取v0方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律有mv0﹣p＝mv1所以原子吸收第一個(gè)光子后速度的變化量為Δv＝v1﹣v0代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得Δv=??νC．每個(gè)光子的動(dòng)量相同，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，因此原子每吸收一個(gè)光子后速度該變量相同，故C錯(cuò)誤；D．原子吸收n=mcv取v0方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒有mv0﹣np＝mv2代入數(shù)據(jù)解得v2＝0，故D錯(cuò)誤。故選：B。（2023?臺(tái)州模擬）《夢(mèng)溪筆談》是中國(guó)科學(xué)技術(shù)史上的重要文獻(xiàn)，書中對(duì)彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨則有之”。彩虹是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)雨滴的兩次折射和一次反射形成的，如圖所示。設(shè)水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過(guò)球心的截面，入射光線在過(guò)此截面的平面內(nèi)，a、b是兩種不同頻率的單色光。下列說(shuō)法正確的是（）A．在雨滴中a光的波長(zhǎng)比b光大 B．在真空中a光的波速比b光小 C．在同一介質(zhì)中a光的光子動(dòng)量比b光大 D．從光的波粒二象性分析，a光比b光更能體現(xiàn)波動(dòng)性【解答】解：A．光線進(jìn)入水滴折射時(shí)，a光的折射角小于b光的折射角，根據(jù)折射定律n=sinisinr，可知a光的折射率大于b光的折射率；根據(jù)折射率公式v=cn可知，在同種介質(zhì)中，a光傳播速度小于b光傳播速度，a光的頻率大于b光的頻率，B．各種色光在真空中傳播的速度都相同，故B錯(cuò)誤；C．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率，根據(jù)光子動(dòng)量公式p=?λD．由于a光的頻率大于b光的頻率，因此a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，根據(jù)光的波粒二象性，光的波長(zhǎng)越短，光的粒子性越顯著，a光比b光更能體現(xiàn)粒子性，故D錯(cuò)誤。故選：C。（2022秋?利通區(qū)校級(jí)期末）關(guān)于光的本性，下列說(shuō)法正確的是（）A．愛因斯坦于1905年提出光子說(shuō)，光子就是光電效應(yīng)中的光電子 B．光電效應(yīng)現(xiàn)象和康普頓效應(yīng)分別從能量和動(dòng)量角度反映了光的粒子性 C．光的波粒二象性是綜合了牛頓的微粒說(shuō)和惠更斯的波動(dòng)說(shuō)得出來(lái)的 D．大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性，少量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性【解答】解：A．光子以及光電子不是同一種粒子，首先對(duì)光子而言，光子不帶電，而光電子帶負(fù)電，其次，光電子是光電效應(yīng)中吸收光子后飛離金屬表面的電子，故A錯(cuò)誤；B．光電效應(yīng)現(xiàn)象以及康普頓效應(yīng)分別從能量和動(dòng)量角度反映了光的粒子性，故B正確；C．光的波粒二象性認(rèn)為光是一份一份的光子構(gòu)成的，光的波粒二象性還認(rèn)為光子是一種沒(méi)有靜止質(zhì)量的能量團(tuán)，這與牛頓的微粒說(shuō)中的實(shí)物粒子有本質(zhì)區(qū)別；除此之外，光同時(shí)還是一種概率波，可以用波動(dòng)規(guī)律來(lái)解釋，但是與惠更斯的波動(dòng)說(shuō)中的光是一種機(jī)械波有本質(zhì)區(qū)別，故C錯(cuò)誤；D．少量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性，故D錯(cuò)誤。故選：B。題型1光電效應(yīng)方程的應(yīng)用（2024?德慶縣模擬）被稱為“火焰發(fā)現(xiàn)者”的火災(zāi)報(bào)警器，其光電管的陰極對(duì)室內(nèi)燈光中的紫外線毫無(wú)反應(yīng)，只有被明火中的紫外線照射時(shí)才會(huì)報(bào)警。已知光電管陰極的金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率為ν0，燈光中紫外線的頻率為ν1，明火中紫外線的頻率為ν2，則ν0、ν1、ν2的大小關(guān)系是（）A．ν2＞ν1＞ν0 B．ν1＞ν2＞ν0 C．ν2＞ν0＞ν1 D．ν0＞ν2＞ν1【解答】解：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0因?yàn)楣怆姽艿年帢O對(duì)室內(nèi)燈光中的紫外線毫無(wú)反應(yīng)，說(shuō)明燈光中的紫外線的頻率為ν1小于光電管內(nèi)部金屬的極限頻率ν0，故ν1＜ν0明火中的紫外線照射到光電管的陰極K時(shí)才啟動(dòng)報(bào)警，說(shuō)明明火中的紫外線的頻率為ν2大于光電管內(nèi)部金屬的極限頻率ν0，故ν2＞ν0故ν0、ν1、ν2的大小關(guān)系是ν2＞ν0＞ν1故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選：C。（2024?湖州模擬）用各種頻率的光照射兩種金屬材料得到遏止電壓Uc隨光的頻率ν變化的兩條圖線1、2，圖線上有P和Q兩點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖線1、2一定平行 B．圖線1對(duì)應(yīng)金屬材料的逸出功大 C．照射同一金屬材料，用Q對(duì)應(yīng)的光比P對(duì)應(yīng)的光產(chǎn)生的飽和電流大 D．照射同一金屬材料，用P對(duì)應(yīng)的光比Q對(duì)應(yīng)的光溢出的電子初動(dòng)能大【解答】解：A、由光電效應(yīng)方程及動(dòng)能定理可得eUc＝Ekm＝hν﹣W，可得Uc=?e?ν?B、由Uc=?C、由于飽和光電流僅僅與入射光的強(qiáng)弱有關(guān)，可知根據(jù)圖中的條件不能判斷Q對(duì)應(yīng)的光比P對(duì)應(yīng)的光產(chǎn)生的飽和電流哪一個(gè)大，故C錯(cuò)誤；D、由Ekm＝hν﹣W，可知光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的頻率以及金屬的逸出功有關(guān)，由圖可知P的頻率小，則照射同一金屬材料，用P對(duì)應(yīng)的光比Q對(duì)應(yīng)的光溢出的電子初動(dòng)能小，故D錯(cuò)誤。故選：A。（2024?南寧二模）已知普朗克常量h＝6.6×10﹣34J?s，真空中的光速c＝3.0×108m/s。極紫外線是光刻機(jī)用來(lái)制造先進(jìn)芯片的光源，某金屬板的極限波長(zhǎng)為3.3×10﹣8m，若用波長(zhǎng)為11nm的極紫外線照射該金屬板，則金屬板逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek為（）A．1.2×10﹣19J B．1.2×10﹣17J C．2.4×10﹣19J D．2.4×10﹣17J【解答】解：設(shè)金屬板的極限波長(zhǎng)為λc，逸出功為W0；根據(jù)逸出功的定義W代入數(shù)據(jù)解得W根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，最大初動(dòng)能E代入數(shù)據(jù)解得Ek綜上分析，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選：B。題型2光電管問(wèn)題（2024?廣州二模）如圖，光電管接入電路，用紫外線照射光電管陰極時(shí)，發(fā)生了光電效應(yīng)，回路中形成電流。下列說(shuō)法正確的是（）A．電流方向?yàn)閍→R→b B．電流方向?yàn)閎→R→a C．光照時(shí)間越長(zhǎng)，光電子的最大初動(dòng)能越大 D．入射光光強(qiáng)增大，光電子的最大初動(dòng)能增大【解答】解：AB、發(fā)生光電效應(yīng)，光電子向左運(yùn)動(dòng)，電流方向與電子定向移動(dòng)方向相反，則電流方向?yàn)閎→R→a，故A錯(cuò)誤，B正確；CD、由光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0，知光電子的最大初動(dòng)能與光頻率有關(guān)，與照射時(shí)間和光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故CD錯(cuò)誤；故選：B。（2024?海淀區(qū)一模）同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的一種光電煙霧報(bào)警器的結(jié)構(gòu)和原理如圖1和圖2所示。光源S向外發(fā)射某一特定頻率的光，發(fā)生火情時(shí)有煙霧進(jìn)入報(bào)警器內(nèi)，由于煙霧對(duì)光的散射作用，會(huì)使部分光改變方向進(jìn)入光電管C從而發(fā)生光電效應(yīng)，于是有電流輸入報(bào)警系統(tǒng)，電流大于I0就會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。某次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于圖2所示位置、煙霧濃度增大到n時(shí)恰好報(bào)警。假設(shè)煙霧濃度越大，單位時(shí)間內(nèi)光電管接收到的光子個(gè)數(shù)越多。已知元電荷為e，下列說(shuō)法正確的是（）A．僅將圖2中電源的正負(fù)極反接，在煙霧濃度為n時(shí)也可能觸發(fā)報(bào)警 B．為使煙霧濃度達(dá)到1.2n時(shí)才觸發(fā)報(bào)警，可以僅將滑片P向左移動(dòng)到合適的位置 C．單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入光電管的光子個(gè)數(shù)為I0eD．報(bào)警器恰好報(bào)警時(shí)，將圖2中的滑片P向右移動(dòng)后，警報(bào)有可能會(huì)被解除【解答】解：A、僅將圖2中電源的正負(fù)極反接，光電管C所加電壓變?yōu)榉聪螂妷?，則光電流會(huì)減小，報(bào)警系統(tǒng)的電流會(huì)減小，在煙霧濃度為n時(shí)不能觸發(fā)報(bào)警，故A錯(cuò)誤；B、煙霧濃度達(dá)到1.2n時(shí)，其他條件不變的情況下，光電流會(huì)變大，若要此情況恰好觸發(fā)報(bào)警，需要減小此時(shí)的光電流，可以僅將滑片P向左移動(dòng)到合適的位置，減小光電管C所加的正向電壓，使光電流恰好等于I0，故B正確；C、報(bào)警系統(tǒng)的電流等于I0時(shí)，根據(jù)電流定義式，可得單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的光電子的個(gè)數(shù)為N=I0e，并不是一個(gè)光子一定能“打出”一個(gè)光電子，故單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入光電管的光子個(gè)數(shù)為I0e時(shí)，“打出”D、報(bào)警器恰好報(bào)警時(shí)，將圖2中的滑片P向右移動(dòng)后，光電管C所加的正向電壓將增大，根據(jù)光電流的變化特點(diǎn)，可知光電流增大或者處于飽和狀態(tài)而不變，報(bào)警系統(tǒng)的電流不會(huì)減小，則警報(bào)不能被解除，故D錯(cuò)誤。故選：B。（2024?長(zhǎng)沙縣校級(jí)模擬）光電管是應(yīng)用光電效應(yīng)原理制成的光電轉(zhuǎn)換器件，在有聲電影、自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)報(bào)警等方面有著廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有含光電管的電路如圖（a）所示，圖（b）是用甲、乙、丙三束光分別照射光電管得到的I﹣U圖線，Uc1、A．甲、乙、丙三束光的光子動(dòng)量p甲＝p乙＞p丙 B．甲光照射時(shí)比丙光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能小 C．分別用甲光、丙光照射同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，甲光照射比丙光照射形成的干涉條紋間距窄 D．甲、乙是相同顏色的光，甲光束比乙光束的光強(qiáng)度弱【解答】解：A．根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0光電流為零時(shí)的反向電壓即為遏止電壓Uc，根據(jù)動(dòng)能定理eUc＝Ek聯(lián)立可得eUc＝hν﹣W0利用圖像可知遏止電壓Uc1＞Uc2可知ν甲＝ν乙＜ν丙而光子動(dòng)量p=因此光子動(dòng)量之間的關(guān)系為p甲＝p乙＜p丙故A錯(cuò)誤；B．光電效應(yīng)中eUc＝Ek可知Ek甲＜Ek丙故B正確；C．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，相鄰干涉條紋的寬度為Δx=由ν甲＜ν丙又λ=得λ甲＞λ丙所以分別用甲光、丙光照射同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，甲光形成的干涉條紋間距比丙光的寬，故C錯(cuò)誤；D．由題圖可知，甲光和乙光頻率相同，但是甲光比乙光的飽和電流大，即甲光的光強(qiáng)大于乙光，故D錯(cuò)誤。故選：B。題型3EK-v圖像（2024?未央?yún)^(qū)校級(jí)模擬）照射到金屬表面的光可能使金屬中的電子逸出，可以用甲圖的電路研究電子逸出的情況。陰極K在受到光照時(shí)能夠逸出電子，陽(yáng)極A吸收陰極K逸出的電子，在電路中形成光電流。在光照條件不變的情況下改變光電管兩端的電壓得到乙圖。換用不同頻率的單色光照射陰極K得到電子最大初動(dòng)能與入射光波長(zhǎng)倒數(shù)的關(guān)系圖像如丙圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．乙圖中遏止電壓的存在意味著光電子具有最大初動(dòng)能 B．乙圖中電壓由0到U1，光電流越來(lái)越大，說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)越來(lái)越多 C．丙圖中的λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小波長(zhǎng) D．由丙圖可知普朗克常量h＝Eλ0【解答】解：A、根據(jù)功能關(guān)系可知：eU截=1B、根據(jù)飽和電流的意義可知，飽和電流說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)陰極K發(fā)射的光電子的數(shù)目是一定的，電壓由0到U1隨著正向電壓的增大，光電流增大，不能說(shuō)明說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的個(gè)數(shù)越來(lái)越多，故B錯(cuò)誤；CD、根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0=?cλ?W0，Ek?1λ圖象的橫軸的截距的倒數(shù)大小等于極限波長(zhǎng)，由圖知該金屬的最大波長(zhǎng)為根據(jù)光電效應(yīng)方程得：Ekm=?cλ?W0可得普朗克常量h=E故選：A。（2024?廈門模擬）用不同頻率的光照射鋅板的表面，可得光電子最大初動(dòng)能Ek隨入射光頻率ν的變化圖像如圖所示，圖線與橫軸、縱軸的截距分別為a、﹣b，則鋅的逸出功為b，普朗克常量h可表示為ba【解答】解：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0結(jié)合圖像可知斜率等于普朗克常量，有k=0?(?b)當(dāng)Ek＝0時(shí)，有hν＝ha＝W0，即該金屬的逸出功W0＝ha=b故答案為：b，b（2023?慈溪市校級(jí)模擬）用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖像如圖所示。圖像與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4.27×1014Hz，與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為0.5eV。由圖可知（）A．該金屬的極限頻率為4.27×1014Hz B．該金屬的極限頻率為5.5×1014Hz C．該圖像的斜率的倒數(shù)表示普朗克常量 D．該金屬的逸出功為0.5eV【解答】解：AB、圖線與橫軸的交點(diǎn)表示極限頻率，故A正確，B錯(cuò)誤；C、根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W可知，圖線的斜率表示普朗克常量，故C錯(cuò)誤；D、圖像中ν＝0時(shí)對(duì)應(yīng)的Ek的值表示逸出功的大小，可知該金屬的逸出功不等于0.5eV，故D錯(cuò)誤；故選：A。題型4Uc-v圖像（2023?海淀區(qū)二模）如圖所示為光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中某金屬的遏止電壓Ue與入射光的頻率ν的關(guān)系圖像。已知元電荷e。根據(jù)該圖像不能得出的是（）A．飽和光電流 B．該金屬的逸出功 C．普朗克常量 D．該金屬的截止頻率【解答】解：A、由圖中信息無(wú)法計(jì)算飽和光電流，故A錯(cuò)誤；BC、設(shè)金屬的逸出功為W0，截止頻率為νc，則有：W0＝hνc光電子的最大初動(dòng)能Ekm與遏止電壓Uc的關(guān)系是：Ekm＝eUc光電效應(yīng)方程為：Ekm＝hν﹣W0聯(lián)立兩式可得：Uc=?e故Uc與v圖象的斜率為?eD、當(dāng)Uc＝0時(shí)，可解得：ν＝νc此時(shí)讀圖可知：ν≈4.27×1014Hz，即金屬的截止頻率約為4.27×1014Hz，故D正確。本題選擇錯(cuò)誤選項(xiàng)；故選：A。（2023秋?西寧期中）如圖甲所示，用三個(gè)光源a、b、c發(fā)出的光照射光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，測(cè)得電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，下列說(shuō)法中正確的是（）A．a(chǎn)、c發(fā)出的光頻率相同 B．a(chǎn)、c發(fā)出的光光強(qiáng)相同 C．b發(fā)出的光的頻率比c的小 D．隨著電壓的增大，電流一定增大【解答】解：A．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程eUc＝Ekm＝hν﹣W0可知，入射光的頻率越高，對(duì)應(yīng)的遏止電壓Uc越大，由圖可知：a光、c光的遏止電壓相等，所以a、c發(fā)出的光頻率相同，故A正確；B．同種頻率的光，光強(qiáng)越大，飽和電流越大，a光和c光的頻率相同，a光對(duì)應(yīng)的飽和電流大于c光對(duì)應(yīng)的飽和電流，所以a光的光強(qiáng)大于c光的光強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；C．由A項(xiàng)分析可知，b光的遏止電壓大于c光的遏止電壓，則b光的能量大于c光的能量，說(shuō)明b發(fā)出的光的頻率比c的大，故C錯(cuò)誤；D．隨著電壓的增大，電流達(dá)到飽和電流值后不再增大，故D錯(cuò)誤。故選：A。（2023?浙江模擬）愛因斯坦的光子說(shuō)成功解釋了光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下面是與光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的四幅圖，下列說(shuō)法正確的是（）A．在圖1裝置中如果先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，則驗(yàn)電器的張角變大 B．由圖2可知，黃光越強(qiáng)，光電流越大，說(shuō)明光子的能量與光強(qiáng)有關(guān) C．由圖3可知，當(dāng)入射光頻率大于v2才能發(fā)生光電效應(yīng) D．由圖3和圖4可知，對(duì)同一種金屬來(lái)說(shuō)圖中的vc＝v1【解答】解：A．先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，由于光電效應(yīng)電子從金屬板上飛出，鋅板負(fù)電荷減少?gòu)埥亲冃?，如果紫外線燈繼續(xù)照射鋅板，就會(huì)使鋅板帶正電，驗(yàn)電器的張角又增大，故A錯(cuò)誤；B．由光子的能量公式：E＝hν可知，光子的能量只與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ekm＝hv﹣W0＝eUC變形可得：UC可知v2＝vCv2為該金屬的截止頻率，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。題型5I-U圖像（2023?津市市校級(jí)開學(xué)）用圖甲所示電路可以研究光電效應(yīng)中電子的發(fā)射情況與光照強(qiáng)弱、光頻率等物理量間的關(guān)系（圖中電源極性可對(duì)調(diào)）。圖乙所示為a、b、c三種光照下得到的三條光電流I與A極、K極間電壓UAK的關(guān)系圖線。下列說(shuō)法正確的是（）A．若開關(guān)閉合時(shí)電流表有示數(shù)，則開關(guān)斷開時(shí)電流表示數(shù)為0 B．若想測(cè)量飽和電流，則圖甲中電源極性需要對(duì)調(diào) C．若b是黃光，則a可能是藍(lán)光 D．b、c是同種顏色的光，b的光強(qiáng)比c的光強(qiáng)大【解答】解：A．開關(guān)閉合時(shí)電流表有示數(shù)，說(shuō)明入射光的頻率大于陰極K的極限頻率，K極有光電子逸出，不加電壓時(shí)，也有光電子到達(dá)A極從而形成光電流，電流表仍有示數(shù)，故A錯(cuò)誤；B．若想測(cè)飽和電流，則需要把K極發(fā)射的光電子全部收集到A極上，需要建立方向由A指向K的電場(chǎng)，A極電勢(shì)高，接電源正極，故圖甲中電源極性不需要對(duì)調(diào)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)eUc＝Ekm以及光電效應(yīng)方程表達(dá)式：Ekm＝hν﹣W可得ν=同種K極金屬材料的逸出功W一定，可知截止電壓越大，入射光的頻率ν越大，b對(duì)應(yīng)的截止電壓大于a對(duì)應(yīng)的截止電壓，則a的頻率比b的低，由于藍(lán)光的頻率大于黃光的頻率，若b是黃光，a不可能是藍(lán)光，故C錯(cuò)誤；D．b、c的截止電壓相同，證明光的頻率相同，故是同種顏色的光，b的飽和電流比c的大，b光照射時(shí)單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)目多，說(shuō)明b光單位時(shí)間打到K極的光子數(shù)多，所以b的光強(qiáng)比c的光強(qiáng)大，故D正確。故選：D。（2023春?渝中區(qū)校級(jí)期末）如圖甲是研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置圖，用綠光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測(cè)得電流I與電勢(shì)差UAK滿足圖乙所示規(guī)律，電子的電荷量約為1.6×10﹣19C，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)說(shuō)法正確的是（）A．光電子的最大初動(dòng)能為0.64eV B．每秒鐘陰極逸出的光電子數(shù)約為4×1012個(gè) C．滑動(dòng)變阻器滑片從圖示位置向右滑動(dòng)，電流計(jì)示數(shù)一定增大 D．如果改用紫光照射陰極K，飽和光電流一定變大【解答】解：A．由題圖乙知，遏止電壓為0.6V根據(jù)動(dòng)能定理，最大初動(dòng)能為Ek＝eUc＝0.6eV，故A錯(cuò)誤；B．由題圖乙知，飽和電流為0.64μA根據(jù)電流強(qiáng)度的定義式，1s內(nèi)逸出的光電子的電荷量q＝