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專題34 光電效應(yīng) 波粒二象性
課標要求 知識要點 命題推斷
1.知道什么是光電效應(yīng)，理解光電效應(yīng)的實驗規(guī)律. 2.會利用光電效應(yīng)方程計算逸出功、截止頻率、最大初動能等物理量. 3.知道光的波粒二象性，知道物質(zhì)波的概念． 考點一　光電效應(yīng)的實驗規(guī)律 考點二　光電效應(yīng)方程和Ek－ν圖象 考點三　光的波粒二象性、物質(zhì)波 題型：選擇題 1光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 2光電管問題 3Ek-v圖像 4Uc-v圖像 5I-U圖像 6德布羅意波長、波粒二象性
考點一　光電效應(yīng)的實驗規(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)射出來的電子叫做光電子．
2．實驗規(guī)律
(1)每種金屬都有一個極限頻率．
(2)光子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大．
(3)光照射到金屬表面時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的．
(4)光電流的強度與入射光的強度成正比．
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．
考點二　光電效應(yīng)方程和Ek－ν圖象
1．光子說
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＝6.63×10－34 J·s.
2．光電效應(yīng)方程
(1)表達式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.
(2)物理意義：金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動能Ek＝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軸交點的橫坐標νc.
(2)逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的絕對值E＝W0.
(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h.
考點三　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)象證明光具有波動性．
(2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性．
(3)光既具有波動性，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)象是大量光子的運動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達概率大的地方，暗條紋是光子到達概率小的地方，因此光波又叫概率波．
(2)物質(zhì)波
任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長λ＝，p為運動物體的動量，h為普朗克常量．
（2024 衡陽縣校級模擬）用甲、乙兩種不同的金屬做光電效應(yīng)的實驗，甲的逸出功大于乙的逸出功，在同一坐標系中作出它們的截止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的圖像，如圖所示，其中②、甲、③三條圖線相互平行，則下列說法正確的是（　　）
A．甲的極限頻率小于乙的
B．乙的圖線可能是①
C．乙的圖線可能是③
D．若某種光能使甲發(fā)生光電效應(yīng)，也一定能使乙發(fā)生光電效應(yīng)
【解答】解：ABC、根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得eUc＝hν﹣W0，所以，根據(jù)題意，甲乙兩種金屬對應(yīng)的圖線斜率相同，即兩條圖線應(yīng)平行，甲的逸出功大于乙的逸出功，則甲的極限頻率更大，即圖線的橫截距較大，由此可分析出乙對應(yīng)的圖線是②，故ABC錯誤；
D、因為甲的截止頻率更大，則某種光能使甲發(fā)生光電效應(yīng)，也一定能使乙發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。
故選：D。
（2024 江寧區(qū)校級模擬）如圖所示是研究光電效應(yīng)的實驗原理圖，某實驗小組用光強相同（即單位時間照射到單位面積的光的能量相等）的紅光和紫光分別照射陰極K，移動滑片P分別得到紅光和紫光照射時，光電管的光電流I與電勢差UKA的關(guān)系圖像可能正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：當UKA＞0時，電場力使電子減速，光電流為0時的電壓即為遏制電壓，紫光頻率高于紅光，紫光遏制電壓較大，所以在U軸的正半軸的交點大于紅光。單位時間內(nèi)紅光的光子數(shù)多，所以紅光的飽和光電流大。
故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
（2024 邗江區(qū)模擬）如圖所示為某種光伏電池的原理圖，導電球殼為陽極A，球形感光材料為陰極K?，F(xiàn)用光子動量為p的光照射K極，K極能發(fā)射出最大初動能為Ek的光電子。已知電子電荷量為e，光速為c，普朗克常量為h，忽略光電子間的相互作用。則（　?。?br/>A．陽極A比陰極K電勢高
B．AK間的最大電壓為
C．入射光的波長為
D．陰極感光材料的逸出功為Ek﹣cp
【解答】解：C.根據(jù)德布羅意波長公式可知入射光子的波長為，故C錯誤；
A、陰極K發(fā)射出光電子而帶正電，陽極A得到電子帶負電，所以陽極A比陰極K電勢低，故A錯誤；
B、隨著K極逸出的光電子運動到A極，A、K之間的電壓逐漸增大，若K電極逸出的最大動能的光電子恰好運動不到A電極，兩極間電壓達到最大，根據(jù)動能定理有﹣eU＝0﹣Ek
解得：U，故B正確；
D、根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程有Ek＝hν﹣W0，c＝λν，λ，聯(lián)立解得陰極感光材料的逸出功為W0＝cp﹣Ek，故D錯誤。
故選：B。
（2024 江寧區(qū)校級模擬）如圖所示，假設(shè)入射光子的動量為p0，光子與靜止的電子發(fā)生彈性碰撞。碰后光子的動量大小為p1，傳播方向與入射方向夾角為α：碰后電子的動量大小為p2，出射方向與光子入射方向夾角為β。已知光速為c，普朗克常量為h，下列說法正確的是（　?。?br/>A．該效應(yīng)說明光具有波動性
B．碰前入射光的波長為
C．碰后散射光的波長變長
D．碰后電子的能量為p2c
【解答】解：A、該效應(yīng)是康普頓效應(yīng)，康普頓效應(yīng)說明了光具有粒子性，故A錯誤；
BC、根據(jù)德布羅意波公式可知碰前入射光的波長為，碰后散射光的波長為。光子和電子碰撞，規(guī)定光子原來的方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律有P0＝P1cosα+P2cosβ，所以P0＞P1，所以λ0＜λ，即碰后散射光的波長邊長，故B錯誤，C正確；
D、動能和動量的關(guān)系為，設(shè)電子的質(zhì)量為m，則碰后電子的能量為E，故D錯誤。
故選：C。
（2024 江蘇模擬）如圖甲所示，用某種單色光研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，改變K極的材料進行探究。則遏止電壓Uc隨K極材料的逸出功W變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，根據(jù)圖線的斜率和截距可以求得（　?。?br/>A．光子的頻率 B．光電子的電荷量
C．普朗克常量 D．材料的截止頻率
【解答】解：根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程和動能定理可得
eUC＝Ekm＝hν﹣W
變形可得
B．因UC﹣W圖像的斜率的絕對值為
可解得光電子的電荷量為
故B正確；
ACD．圖像的縱截距為
可解得光子的頻率和普朗克常量的乘積為
故不能單獨求出光子的頻率和普朗克常量，而材料的截止頻率因條件不足而無法求出，故ACD錯誤。
故選：B。
（2024 鹽城模擬）如圖所示，一個光子和一個靜止的電子相互碰撞后，電子向某一個方向運動，光子沿另一方向散射出去，則這個散射光子跟原來的光子相比是（　?。?br/>A．速度變小 B．頻率變小 C．波長變小 D．能量變大
【解答】解：散射后的光子速度不變，但能量減小，根據(jù) ＝hν可知光子的頻率變小，根據(jù)c＝λν可知光子的波長變長，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
（2024 煙臺一模）某電子的質(zhì)量為me、德布羅意波長為λ，一質(zhì)量為m的油滴與該電子具有相同的動能，則該油滴的德布羅意波長為（　?。?br/>A． B． C． D．
【解答】解：由題意可知
pmv
解得該油滴的德布羅意波長為λ'
故A正確，BCD錯誤；
故選：A。
（多選）（2024 太原一模）用紫外光照射一種新型材料時，只產(chǎn)生動能和動量單一的相干電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，觀測到相鄰明條紋間距為Δx的干涉現(xiàn)象，普朗克常量為h，雙縫到屏的距離為L。下列說法正確的是（　?。?br/>A．電子束的波長λΔx
B．電子的動量p
C．僅減小照射光的波長，電子束形成的干涉條紋間距將變大
D．與實物粒子相聯(lián)系的波被稱為德布羅意波，也叫做物質(zhì)波
【解答】解：A、根據(jù)雙縫干涉實驗的條紋間距公式
可得電子束的波長，故A錯誤；
B、根據(jù)德布羅意波波長的公式
可得電子的動量p，故B正確；
C、根據(jù)題意，紫外光照射材料只產(chǎn)生動能和動量單一的相干電子束，可知減小照射光的波長，產(chǎn)生的電子束動量是不變的，所以電子束形成的干涉條紋間距不變，故C錯誤；
D、根據(jù)物質(zhì)波的定義可知，與實物粒子相聯(lián)系的波被稱為德布羅意波，也叫做物質(zhì)波，故D正確。
故選：BD。
（2023 雁塔區(qū)校級模擬）電子顯微鏡的工作原理是用高電壓對電子束加速，最后打在感光膠片上，觀察顯微圖像。現(xiàn)用電子顯微鏡觀測某生物大分子的結(jié)構(gòu)，為滿足測量要求，將顯微鏡工作時觀測線度設(shè)定為電子的德布羅意波長的n倍，其中n＞1。已知普朗克常量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量e，電子的初速度不計，顯微鏡工作時的加速電壓為U，則該顯微鏡的觀測線度為（　?。?br/>A． B．
C． D．
【解答】解：動量p＝mv，動能，可得：
電子初速度不計，電子被加速過程，由動能定理有：eU＝Ek
則有
德布羅意波長
代入數(shù)據(jù)可得：
觀測線度L＝nλ
代入數(shù)據(jù)可得：，故ABD錯誤，C正確。
故選：C。
（2023 江蘇一模）波長為λ的光子與一靜止電子發(fā)生正碰，測得反彈后的光子波長增大了Δλ，普朗克常量為h，不考慮相對論效應(yīng)，碰后電子的動量為（　?。?br/>A． B． C． D．
【解答】解：根據(jù)動量和波長的關(guān)系，設(shè)碰后電子的動量為p0，光子與電子碰撞過程滿足動量守恒，因為光子碰后反彈，所以光子的動量為負，所以動量守恒定律：，解得p0；故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
題型1光電效應(yīng)方程的應(yīng)用
（2024 南京模擬）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。下列說法正確的是（　?。?br/>A．圖線1、2的斜率均為普朗克常量h
B．圖線1對應(yīng)金屬材料的逸出功小
C．照射同一金屬材料，用Q對應(yīng)的光比P對應(yīng)的光產(chǎn)生的飽和電流一定大
D．照射同一金屬材料，用P對應(yīng)的光比Q對應(yīng)的光逸出的光電子最大初動能大
【解答】解：A.根據(jù)光電效應(yīng)方程可得Ek＝hν﹣W0，Ek＝eUc，可得，由此可知，圖線1、2斜率相同，但斜率不為普朗克常量h，故A錯誤；
B.結(jié)合圖線橫軸和圖線交點可知，圖線1對應(yīng)金屬材料的逸出功小，故B正確；
C.P光對應(yīng)的頻率較小，但不能確定光的強度，所以不可以確定飽和光電流的大小，故C錯誤；
D.P光對應(yīng)的頻率較小，Q光的頻率較大，所以照射同一金屬材料，用Q對應(yīng)的光比P對應(yīng)的光逸出的光電子最大初動能大，故D錯誤。
故選：B。
（2024 廣東一模）圖甲為研究光電效應(yīng)的實驗裝置，用不同頻率的單色光照射陰極K，正確操作下，記錄相應(yīng)電表示數(shù)并繪制如圖乙所示的Uc﹣ν圖像，當頻率為ν1時繪制了如圖丙所示的I﹣U圖像，圖中所標數(shù)據(jù)均為已知量，則下列說法正確的是（　　）
A．飽和電流與K、A之間的電壓有關(guān)
B．測量遏止電壓Uc時，滑片P應(yīng)向b移動
C．陰極K的逸出功
D．普朗克常量
【解答】解：A．飽和電流只與入射光的光強有關(guān)，與外加電壓無關(guān)，故A錯誤；
B．測量遏止電壓Uc時，光電管應(yīng)接反向電壓，此時滑片P應(yīng)向a移動，故B錯誤；
CD．根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0
根據(jù)動能定理hν1﹣W0＝eUc1＝Ek1；
hν2﹣W0＝eUc2＝Ek2
整理得
圖像的斜率為
解得普朗克常量
陰極K的逸出功
故C正確，D錯誤。
故選：C。
（2024 德陽模擬）某實驗小組利用如圖（a）所示的電路研究某種金屬的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系，描繪出如圖（b）所示的圖像。根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，結(jié)合圖像分析，下列說法正確的是（　?。?br/>A．滑片P向右移動，電流表示數(shù)會變大
B．僅增大入射光的強度，則光電子的最大初動能增大
C．由Uc﹣ν圖像可得出普朗克常量為（e為電子的電荷量）
D．開關(guān)S斷開時，若入射光的頻率為ν1，則電壓表的示數(shù)為U1
【解答】解：A．根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)可知A板帶負電，滑片P向右移動，電流表示數(shù)不會變大，故A錯誤；
B．根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0可知，增大入射光的頻率，光電子的最大初動能增大，增大入射光的強度，光電子的最大初動能不變，故B錯誤；
C．根據(jù)動能定理有0﹣Ek＝﹣Uce，結(jié)合前面的分析有Ucν，由圖可知斜率為k，所以得普朗克常量為h，故C正確；
D．開關(guān)S斷開時，電壓表示數(shù)為0，故D錯誤。
故選：C。
題型2光電管問題
（2024 南通模擬）如圖甲所示為光電效應(yīng)的實驗原理圖，陰極K由逸出功W0＝3.20eV的金屬鈣制成，圖乙是汞原子的能級圖，汞原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級時產(chǎn)生光①，從n＝3能級躍遷到n＝1能級時產(chǎn)生光②，從n＝3能級躍遷到n＝2能級時產(chǎn)生光③?，F(xiàn)分別用上述三種光照射陰極K，下列說法正確的是（　?。?br/>A．若照射時間足夠長，上述三種光均能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
B．用光①照射陰極K時，通過電流計G的電流方向由d到c
C．用光②照射陰極K時，將滑片P逐漸向右移動，電流計G示數(shù)一直增大
D．要使電流計G示數(shù)為零，應(yīng)將滑片P向左移動，且用光①照射時，移動距離最大
【解答】解：A.根據(jù)能級躍遷規(guī)律hν＝En﹣Em，汞原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生光子的能量為8.80eV，從n＝3能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生光子的能量為7.70eV，從n＝3能級躍遷到n＝2能級產(chǎn)生光子的能量為2.80eV，故三種光中，光③的光子能量小于金屬鈣的逸出功而無法發(fā)生光電效應(yīng)，因此只有用光①、②照射能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且電流計G的指針能否發(fā)生偏轉(zhuǎn)與光照時間無關(guān)，故A錯誤；
B.電流的方向與負電荷定向移動的方向相反，用光①照射陰極K時通過電流計G的電流方向是由c到d，故B錯誤；
C.題圖甲中滑片右移時，電路所加電壓為正向電壓，用光②照射陰極K時，將滑動變阻器的滑片逐漸向右移動會增大光電流，但達到飽和電流后，光電流不再變化，故C錯誤；
D.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ekm＝hν﹣W0，遏止電壓與最大初動能的關(guān)系為﹣eUc＝0﹣Ekm，聯(lián)立解得eUc＝hν﹣W0，即Uc，可知
遏止電壓與入射光頻率成一次函數(shù)關(guān)系，入射光的光子能量（或頻率）越大，遏止電壓越大，所以要使電流計G示數(shù)為零，滑片P左移最多的是用光①照射時，故D正確。
故選：D。
（2024 豐臺區(qū)二模）用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強弱、光的顏色（頻率）等物理量之間的關(guān)系。分別用三束光照射同一陰極K進行了三次實驗，得到電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U之間的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（　?。?br/>A．入射光光子的能量①＞②＞③
B．光電子的最大初動能①＞②＞③
C．單位時間照射到K上的光子數(shù)①＞③
D．照射到K上時金屬的逸出功②最大
【解答】解：A、當光電流為零時，光電管兩端加的電壓為遏止電壓，對應(yīng)的光的頻率為截止頻率，根據(jù)eUc＝hν﹣W0，入射光的頻率越高，對應(yīng)的遏止電壓U越大，2光、3光的遏止電壓相等，所以2光、3光的頻率相等，而1光的頻率小，能量值最小，則入射光光子的能量①＜②＝③，故A錯誤；
B、根據(jù)eUc＝hν﹣W0，1光的頻率小，則光電子的最大初動能①＜②＝③，故B錯誤；
C、由圖可知，1的飽和電流最大，因此1光束照射時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)量大，光強最大，則單位時間照射到K上的光子數(shù)①＞③，故C正確；
D、逸出功與金屬本身決定，與入射光無關(guān)，故D錯誤。
故選：C。
（2024 阜陽模擬）如圖所示是研究光電效應(yīng)的實驗裝置，滑動變阻器的滑片P位于中點O位置，某同學先用頻率為ν的光照射光電管，此時電流表中有電流。調(diào)節(jié)滑片P的位置，使電流表示數(shù)恰好變?yōu)?，記下此時電壓表的示數(shù)U。已知電子電荷量的絕對值為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是（　　）
A．電流表示數(shù)為零時，滑片P位于O點右側(cè)
B．光電子的最大初動能為eU
C．光電管陰極K材料的逸出功為hν+eU
D．用頻率更大的光照射光電管時，電流表示數(shù)一定增大
【解答】解：A、滑片P位于O點右側(cè)時，光電管兩端形成正向電壓，不可能使光電流為零，故A錯誤；
B、由題意可知反向遏止電壓為U，根據(jù)動能定理可得：Ek＝eU，故B正確；
C、根據(jù)動能定理結(jié)合光電效應(yīng)方程得：eU＝Ek＝hν﹣W0，解得逸出功W0＝hν﹣eU，故C錯誤；
D、用頻率更高的光照射時，若光的強度減小，則光電子數(shù)目減少，電流表示數(shù)一定減小，故D錯誤。
故選：B。
題型3EK-v圖像
（2021 懷化一模）甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能與入射光頻率間的關(guān)系分別如圖中的a、b所示。下列判斷正確的是（　?。?br/>A．圖線a與b不一定平行
B．圖線a與b的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系
C．乙金屬的極限頻率小于甲金屬的極限頻率
D．甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，若光電子的最大初動能相同，甲金屬的入射光頻率大
【解答】解：A、根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hγ﹣W0，圖線的斜率代表普朗克常量，兩直線一定平行，故A錯誤；
B、普朗克常量是個常數(shù)，與入射光和金屬材料均無關(guān)系，故B正確；
C、橫軸截距表示最大初動能為零時的入射光頻率，也就是金屬的極限頻率，故乙金屬的極限頻率大于甲金屬的極限頻率，故C錯誤；
D、由A項可知，甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，若光電子的最大初動能相同，甲金屬的入射光頻率小，故D錯誤。
故選：B。
（2019 咸陽二模）已知金屬鋅發(fā)生光電效應(yīng)時產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek跟入射光的頻率的關(guān)系圖象如圖中的直線1所示．某種單色光照射到金屬鋅的表面時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E若該單色光照射到另一金屬表面時產(chǎn)生的光電子的最大初動能E2，E2＜E1，關(guān)于這種金屬的最大初動能Ek跟入射光的頻率的關(guān)系圖象應(yīng)如圖中的（　　）
A．a(chǎn) B．b C．c D．上述三條圖線都不正確
【解答】解：根據(jù)光電效應(yīng)方程EK＝hγ﹣W0，知，EK＝hγ﹣hγ0，知圖線的橫軸截距表示截止頻率，圖線的斜率表示普朗克常量，知圖線應(yīng)用a圖線平行，因為金屬不同，則截止頻率不同。故A正確，B、C、D錯誤。
故選：A。
（2019 讓胡路區(qū)校級四模）甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能與入射光頻率間的關(guān)系圖象分別如圖中的Ⅰ、Ⅱ所示。下列判斷正確的是（　?。?br/>A．Ⅰ與Ⅱ不一定平行
B．甲金屬的極限頻率大
C．圖象縱軸截距由入射光強度決定
D．Ⅰ、Ⅱ的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系
【解答】解：A、根據(jù)光電效應(yīng)方程EKm＝hγ﹣W0＝hγ﹣hγ0知，圖線的斜率表示普朗克常量，根據(jù)圖線斜率可得出普朗克常量，因此甲與乙一定平行，且兩斜率是固定值，與入射光和金屬材料皆無關(guān)系，故A錯誤，D正確。
B、橫軸截距表示最大初動能為零時的入射光頻率，此時的頻率等于金屬的極限頻率，由圖可知乙金屬的極限頻率大，甲金屬的極限頻率小，故B錯誤；
C、縱截距對應(yīng)v＝0的時候，此時縱截距就是逸出功的相反數(shù)，根據(jù)W0＝hγ0可求出，與入射光強度無關(guān)，故C錯誤。
故選：D。
題型4Uc-v圖像
（2021 淄博三模）按照密立根的方法進行光電效應(yīng)實驗時得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率v的幾組數(shù)據(jù)。
Uc/V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878
v/1014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501
由以上數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel描點連線，可得直線方程Uc＝0.39731.7024，如圖所示。下列說法正確的是（　?。?br/>A．遏止電壓Uc與入射光的頻率v成正比
B．此種金屬的截止頻率約為3.4×1014Hz
C．換種金屬做實驗，得到的圖線斜率會明顯變化
D．用此實驗可測出普朗克常量h
【解答】解：A、設(shè)金屬的逸出功為W0，截止頻率為νc，根據(jù)動能定理，光電子的最大初動能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系是Ek＝eUc，光電效應(yīng)方程為Ek＝hν﹣W0，可得eUc＝hν﹣W0，即Ucν，對照圖象可知，遏止電壓Uc隨入射光的頻率ν的增大而增大，但不成正比，故A錯誤；
B、當Uc＝0時，ννc，由題圖可知，直線方程Uc＝0.39731.7024比較可知，圖線的斜率為：，同時，縱截距1.7024V，解得：ν0≈4.3×1014Hz，即此種金屬的截止頻率約為4.3×1014Hz，故B錯誤；
C、分析可知，圖象的斜率表示普朗克常量與電子電荷量的比值，不隨金屬的變化而變化，故C錯誤；
D、圖象的斜率為普朗克常量與電子電荷量的比值，根據(jù)圖象可以求出普朗克常量，故D正確。
故選：D。
（多選）（2021 長春模擬）圖甲為某種光電煙霧探測器的裝置示意圖，光源S發(fā)出頻率為ν1的光束，當有煙霧進入該探測器時，光束會被煙霧散射進入光電管C，當光照射到光電管中的金屬鈉表面時會產(chǎn)生光電子，進而在光電管中形成光電流，當光電流大于臨界值時，便會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警。用如圖乙所示的電路（光電管K極是金屬鈉）研究光電效應(yīng)規(guī)律，可得鈉的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖丙所示，元電荷為e。下列說法正確的是（　?。?br/>A．由圖丙知，金屬鈉的極限頻率為
B．由圖丙知，普朗克常量為
C．圖甲中，光電子的最大初動能為eUc1
D．圖甲中，光源 S 發(fā)出的光束越強，光電煙霧探測器的靈敏度越高
【解答】解：A、設(shè)金屬的逸出功為W0，截止頻率為ν0，根據(jù)動能定理，光電子的最大初動能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系是Ek＝eUc，光電效應(yīng)方程為Ek＝hν﹣W0，聯(lián)立可得Ucν，故Uc﹣ν圖像的斜率為；當Uc＝0時，ν＝ν0，由題圖丙可知，此時金屬鈉的極限頻率為ν0，故A錯誤；
B、由題圖丙可求圖像的斜率，根據(jù)k可解得普朗克常量，故B正確；
C、圖甲中光源頻率為ν1，其在丙圖中對應(yīng)的遏止電壓為Uc1，則光電子的最大初動能為eUc1，故C正確；
D、在光源頻率不變條件下，光束越強，相同時間內(nèi)相同煙霧濃度下散射到光電管上的光子數(shù)越多，產(chǎn)生的光電流越強，越容易觸發(fā)報警器報警，故D正確。
故選：BCD。
（2020 馬鞍山二模）在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率v的關(guān)系如圖所示，若該直線的斜率為k、與橫軸交點為v0，電子電荷量的絕對值為e，則（　?。?br/>A．普朗克常量為ek
B．所用材料的逸出功為kv0
C．用頻率低于v0的光照射該材料，只要光照足夠強，也能發(fā)生光電效應(yīng)
D．用頻率為ν（v＞v0）的光照射該材料，逸出光電子的最大初動能為ekv
【解答】解：根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hv﹣W0，以及Ekm＝eUc得：Uc，
A、圖線的斜率k，解得普朗克常量h＝ke，故A正確；
B、根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hv﹣W0，當Ekm＝0時，入射光的能量等于逸出功，那么逸出功W0＝hv0＝kev0，故B錯誤；
C、圖象的直線與橫軸交點為v0，即為極限頻率，若用頻率低于v0的光照射該材料，即使光照足夠強，也不能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤；
D、用頻率為ν（v＞v0）的光照射該材料，能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)光電效應(yīng)方程，則有：Ekm＝hv﹣W0＝kev﹣kev0，故D錯誤。
故選：A。
題型5I-U圖像
（2024春 南開區(qū)期末）研究光電效應(yīng)的電路如圖所示，用藍光、較強的黃光和較弱的黃光分別照射密封在真空管中的金屬極板K，極板發(fā)射出的光電子在電路中形成的光電流I與AK之間的電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示。關(guān)于1、2、3三條曲線，下列說法正確的是（　?。?br/>A．1對應(yīng)藍光，2對應(yīng)較強的黃光，3對應(yīng)較弱的黃光
B．1對應(yīng)藍光，2對應(yīng)較弱的黃光，3對應(yīng)較強的黃光
C．2對應(yīng)藍光，1對應(yīng)較弱的黃光，3對應(yīng)較強的黃光
D．2對應(yīng)藍光，1對應(yīng)較強的黃光，3對應(yīng)較弱的黃光
【解答】解：光電效應(yīng)發(fā)生時，光電子的最大初動能為：
Ek＝hν﹣W0
藍光頻率高于黃光，所以藍光產(chǎn)生的光電子的最大初動能要大一些，所需要的反向遏止電壓要大一些，所以2對應(yīng)的是藍光，而隨著正向電壓的增加，當所有光電子都到達極板A時，就會使得電流達到飽和，較強的黃光飽和電流要大一些，所以1對應(yīng)的是較強的黃光，3對應(yīng)的是較弱的黃光，故ABC錯誤，D正確；
故選：D。
（2024春 大興區(qū)期末）用圖1所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強弱、光的顏色（頻率）等物理量間的關(guān)系。電流計G測得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖2所示，則（　?。?br/>A．通過電流計G的電流方向由d到c
B．光電流的大小與光的強弱無關(guān)
C．光電管兩端電壓U為零時一定不發(fā)生光電效應(yīng)
D．用強弱不同、頻率相同的光照射K極，光電子的最大初動能相同
【解答】解：A、光照射極板K發(fā)生光電效應(yīng)，產(chǎn)生的光電子在外加電場的作用下向A移動，電子從d到c，所以通過電流計G的電流方向由c到d，故A錯誤；
B、光電子的大小與光的強弱和兩個極板間的電壓有關(guān)，在極板電壓一定時，光照強度越弱，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多，光電流就越大，故B錯誤；
C、只要光的頻率達到了極板的極限頻率就可以發(fā)生光電效應(yīng)，光電管的電壓只是讓產(chǎn)生的光電子定向移動，并不影響極板的光電效應(yīng)發(fā)生與否，故C錯誤；
D、由光電效應(yīng)方程可知：
Ek＝hν﹣W0
對于同一極板，其中的逸出功相等，只要頻率相同的光照射K板，光電子的最大初動能就相同，故D正確；
故選：D。
（2024春 濰坊期末）圖甲是用a、b兩種單色光分別照射同一光電管的陰極，得到的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖，圖乙是c、d兩種金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系圖，則（　?。?br/>A．a(chǎn)光的光子能量大于b光的光子能量
B．圖甲中電壓為U0時，a光照射時單位時間到達光電管陽極的光電子個數(shù)比b的多
C．用a光照射c、d金屬，若c能發(fā)生光電效應(yīng)，則d一定也可以發(fā)生光電效應(yīng)
D．若用b光照射d金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，當增加b光的強度，d金屬的遏止電壓增大
【解答】解：A.由圖甲可知，b光照射光電管時反向截止電壓大，使其逸出的光電子最大初動能大，所以b的頻率大，光子的能量大，故A錯誤；
B.a光照射時，飽和光電流大，則a單位時間到達光電管陽極的光電子個數(shù)比b的多，故B正確；
C.由Ek＝eUc＝hν﹣W0，得可知，當遏止電壓為0時，對應(yīng)是金屬的截止頻率。由圖可知νd＞νc，則用a光照射c、d金屬，若c能發(fā)生光電效應(yīng)，則d不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤；
D.遏止電壓與光照強度無關(guān)，因此當增加b光的強度，d金屬的遏止電壓不變。故D錯誤。
故選：B。
題型6德布羅意波長、波粒二象性
（2024春 沈陽期末）物理學許多重要的發(fā)現(xiàn)，有力地推動了社會的發(fā)展。下列一些有關(guān)理論及應(yīng)用的說法錯誤的是（　　）
A．激光技術(shù)使人們擁有了純凈可控的光源，光纖網(wǎng)絡(luò)就是以激光為載體的
B．量子力學推動了固體物理的發(fā)展。固體物理的發(fā)展為人們帶來了低能耗高亮度的半導體發(fā)光技術(shù)
C．熱核反應(yīng)一旦發(fā)生，就不需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就會使反應(yīng)繼續(xù)下去
D．兩種質(zhì)量不同的粒子，它們的德布羅意波相同，則它們的動能一定相同
【解答】解：A、激光技術(shù)使人們擁有了純凈可控的光源，光纖網(wǎng)絡(luò)就是以激光為載體的，故A正確；
B、量子力學推動了固體物理的發(fā)展，固體物理的發(fā)展為人們帶來了低能耗高亮度的半導體發(fā)光技術(shù)，故B正確；
C、熱核反應(yīng)一旦發(fā)生，就不需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就會使反應(yīng)繼續(xù)下去，故C正確；
D、根據(jù)又 兩式聯(lián)立可得，由題可知兩種粒子質(zhì)量不同，它們的德布羅意波相同，則它們的動能一定不同，故D錯誤；
本題選擇錯誤選項故選：D。
（2024 江蘇模擬）初速度為0的電子束通過電場加速后，照射到金屬晶格上，得到如圖所示的電子衍射圖樣．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，加速電壓為U，普朗克常量為h，則（　　）
A．該實驗說明電子具有粒子性
B．電子離開電場時的物質(zhì)波波長為
C．加速電壓U越小，電子的衍射現(xiàn)象越不明顯
D．若用相同動能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯
【解答】解：A．衍射是波的特性，電子衍射實驗說明電子具有波動性，故A錯誤；
B．電子離開電場時的速度為v，由動能定理得：
解得：
電子離開電場時的動量大小為：
p＝mv
物質(zhì)波波長為：
聯(lián)立解得：，故B正確；
C．波的波長越大，衍射現(xiàn)象越明顯，由電子的物質(zhì)波波長可得，U越大，波長越小，衍射現(xiàn)象越不明顯，故C錯誤；
D．若用相同動能的質(zhì)子替代電子，質(zhì)量增大，物質(zhì)波波長減小，衍射現(xiàn)象越不明顯，故D錯誤。
故選：B。
（多選）（2024春 海淀區(qū)期末）實物粒子和光都具有波粒二象性，下列說法正確的是（　?。?br/>A．人們借助中子衍射來研究晶體結(jié)構(gòu)的實驗利用了中子的波動性
B．電子束通過雙縫后形成的干涉圖樣體現(xiàn)了電子的粒子性
C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋
D．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)揭示了光的粒子性
【解答】解：A、人們借助中子衍射來研究晶體結(jié)構(gòu)的實驗是利用了中子的波動性，故A正確；
B、電子束通過雙縫后形成的干涉圖樣體現(xiàn)了電子的波動性，故B錯誤；
C、黑體輻射的實驗規(guī)律不能使用光的波動性解釋，而普朗克借助于能量子假說，完美的解釋了黑體輻射規(guī)律，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故C錯誤；
D、光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都說明了光具有粒子性，故D正確。
故選：AD。中小學教育資源及組卷應(yīng)用平臺
專題34 光電效應(yīng) 波粒二象性
課標要求 知識要點 命題推斷
1.知道什么是光電效應(yīng)，理解光電效應(yīng)的實驗規(guī)律. 2.會利用光電效應(yīng)方程計算逸出功、截止頻率、最大初動能等物理量. 3.知道光的波粒二象性，知道物質(zhì)波的概念． 考點一　光電效應(yīng)的實驗規(guī)律 考點二　光電效應(yīng)方程和Ek－ν圖象 考點三　光的波粒二象性、物質(zhì)波 題型：選擇題 1光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 2光電管問題 3Ek-v圖像 4Uc-v圖像 5I-U圖像 6德布羅意波長、波粒二象性
考點一　光電效應(yīng)的實驗規(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)射出來的電子叫做光電子．
2．實驗規(guī)律
(1)每種金屬都有一個極限頻率．
(2)光子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大．
(3)光照射到金屬表面時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的．
(4)光電流的強度與入射光的強度成正比．
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．
考點二　光電效應(yīng)方程和Ek－ν圖象
1．光子說
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＝6.63×10－34 J·s.
2．光電效應(yīng)方程
(1)表達式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.
(2)物理意義：金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動能Ek＝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軸交點的橫坐標νc.
(2)逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的絕對值E＝W0.
(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h.
考點三　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)象證明光具有波動性．
(2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性．
(3)光既具有波動性，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)象是大量光子的運動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達概率大的地方，暗條紋是光子到達概率小的地方，因此光波又叫概率波．
(2)物質(zhì)波
任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長λ＝，p為運動物體的動量，h為普朗克常量．
（2024 衡陽縣校級模擬）用甲、乙兩種不同的金屬做光電效應(yīng)的實驗，甲的逸出功大于乙的逸出功，在同一坐標系中作出它們的截止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的圖像，如圖所示，其中②、甲、③三條圖線相互平行，則下列說法正確的是（　?。?br/>A．甲的極限頻率小于乙的
B．乙的圖線可能是①
C．乙的圖線可能是③
D．若某種光能使甲發(fā)生光電效應(yīng)，也一定能使乙發(fā)生光電效應(yīng)
（2024 江寧區(qū)校級模擬）如圖所示是研究光電效應(yīng)的實驗原理圖，某實驗小組用光強相同（即單位時間照射到單位面積的光的能量相等）的紅光和紫光分別照射陰極K，移動滑片P分別得到紅光和紫光照射時，光電管的光電流I與電勢差UKA的關(guān)系圖像可能正確的是（　　）
A． B．
C． D．
（2024 邗江區(qū)模擬）如圖所示為某種光伏電池的原理圖，導電球殼為陽極A，球形感光材料為陰極K?，F(xiàn)用光子動量為p的光照射K極，K極能發(fā)射出最大初動能為Ek的光電子。已知電子電荷量為e，光速為c，普朗克常量為h，忽略光電子間的相互作用。則（　?。?br/>A．陽極A比陰極K電勢高
B．AK間的最大電壓為
C．入射光的波長為
D．陰極感光材料的逸出功為Ek﹣cp
（2024 江寧區(qū)校級模擬）如圖所示，假設(shè)入射光子的動量為p0，光子與靜止的電子發(fā)生彈性碰撞。碰后光子的動量大小為p1，傳播方向與入射方向夾角為α：碰后電子的動量大小為p2，出射方向與光子入射方向夾角為β。已知光速為c，普朗克常量為h，下列說法正確的是（　?。?br/>A．該效應(yīng)說明光具有波動性
B．碰前入射光的波長為
C．碰后散射光的波長變長
D．碰后電子的能量為p2c
（2024 江蘇模擬）如圖甲所示，用某種單色光研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，改變K極的材料進行探究。則遏止電壓Uc隨K極材料的逸出功W變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，根據(jù)圖線的斜率和截距可以求得（　?。?br/>A．光子的頻率 B．光電子的電荷量
C．普朗克常量 D．材料的截止頻率
（2024 鹽城模擬）如圖所示，一個光子和一個靜止的電子相互碰撞后，電子向某一個方向運動，光子沿另一方向散射出去，則這個散射光子跟原來的光子相比是（　　）
A．速度變小 B．頻率變小 C．波長變小 D．能量變大
（2024 煙臺一模）某電子的質(zhì)量為me、德布羅意波長為λ，一質(zhì)量為m的油滴與該電子具有相同的動能，則該油滴的德布羅意波長為（　?。?br/>A． B． C． D．
（多選）（2024 太原一模）用紫外光照射一種新型材料時，只產(chǎn)生動能和動量單一的相干電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，觀測到相鄰明條紋間距為Δx的干涉現(xiàn)象，普朗克常量為h，雙縫到屏的距離為L。下列說法正確的是（　?。?br/>A．電子束的波長λΔx
B．電子的動量p
C．僅減小照射光的波長，電子束形成的干涉條紋間距將變大
D．與實物粒子相聯(lián)系的波被稱為德布羅意波，也叫做物質(zhì)波
（2023 雁塔區(qū)校級模擬）電子顯微鏡的工作原理是用高電壓對電子束加速，最后打在感光膠片上，觀察顯微圖像。現(xiàn)用電子顯微鏡觀測某生物大分子的結(jié)構(gòu)，為滿足測量要求，將顯微鏡工作時觀測線度設(shè)定為電子的德布羅意波長的n倍，其中n＞1。已知普朗克常量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量e，電子的初速度不計，顯微鏡工作時的加速電壓為U，則該顯微鏡的觀測線度為（　　）
A． B．
C． D．
（2023 江蘇一模）波長為λ的光子與一靜止電子發(fā)生正碰，測得反彈后的光子波長增大了Δλ，普朗克常量為h，不考慮相對論效應(yīng)，碰后電子的動量為（　?。?br/>A． B． C． D．
題型1光電效應(yīng)方程的應(yīng)用
（2024 南京模擬）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。下列說法正確的是（　　）
A．圖線1、2的斜率均為普朗克常量h
B．圖線1對應(yīng)金屬材料的逸出功小
C．照射同一金屬材料，用Q對應(yīng)的光比P對應(yīng)的光產(chǎn)生的飽和電流一定大
D．照射同一金屬材料，用P對應(yīng)的光比Q對應(yīng)的光逸出的光電子最大初動能大
（2024 廣東一模）圖甲為研究光電效應(yīng)的實驗裝置，用不同頻率的單色光照射陰極K，正確操作下，記錄相應(yīng)電表示數(shù)并繪制如圖乙所示的Uc﹣ν圖像，當頻率為ν1時繪制了如圖丙所示的I﹣U圖像，圖中所標數(shù)據(jù)均為已知量，則下列說法正確的是（　?。?br/>A．飽和電流與K、A之間的電壓有關(guān)
B．測量遏止電壓Uc時，滑片P應(yīng)向b移動
C．陰極K的逸出功
D．普朗克常量
（2024 德陽模擬）某實驗小組利用如圖（a）所示的電路研究某種金屬的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系，描繪出如圖（b）所示的圖像。根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，結(jié)合圖像分析，下列說法正確的是（　?。?br/>A．滑片P向右移動，電流表示數(shù)會變大
B．僅增大入射光的強度，則光電子的最大初動能增大
C．由Uc﹣ν圖像可得出普朗克常量為（e為電子的電荷量）
D．開關(guān)S斷開時，若入射光的頻率為ν1，則電壓表的示數(shù)為U1
題型2光電管問題
（2024 南通模擬）如圖甲所示為光電效應(yīng)的實驗原理圖，陰極K由逸出功W0＝3.20eV的金屬鈣制成，圖乙是汞原子的能級圖，汞原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級時產(chǎn)生光①，從n＝3能級躍遷到n＝1能級時產(chǎn)生光②，從n＝3能級躍遷到n＝2能級時產(chǎn)生光③?，F(xiàn)分別用上述三種光照射陰極K，下列說法正確的是（　?。?br/>A．若照射時間足夠長，上述三種光均能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
B．用光①照射陰極K時，通過電流計G的電流方向由d到c
C．用光②照射陰極K時，將滑片P逐漸向右移動，電流計G示數(shù)一直增大
D．要使電流計G示數(shù)為零，應(yīng)將滑片P向左移動，且用光①照射時，移動距離最大
（2024 豐臺區(qū)二模）用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強弱、光的顏色（頻率）等物理量之間的關(guān)系。分別用三束光照射同一陰極K進行了三次實驗，得到電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U之間的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．入射光光子的能量①＞②＞③
B．光電子的最大初動能①＞②＞③
C．單位時間照射到K上的光子數(shù)①＞③
D．照射到K上時金屬的逸出功②最大
（2024 阜陽模擬）如圖所示是研究光電效應(yīng)的實驗裝置，滑動變阻器的滑片P位于中點O位置，某同學先用頻率為ν的光照射光電管，此時電流表中有電流。調(diào)節(jié)滑片P的位置，使電流表示數(shù)恰好變?yōu)?，記下此時電壓表的示數(shù)U。已知電子電荷量的絕對值為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是（　?。?br/>A．電流表示數(shù)為零時，滑片P位于O點右側(cè)
B．光電子的最大初動能為eU
C．光電管陰極K材料的逸出功為hν+eU
D．用頻率更大的光照射光電管時，電流表示數(shù)一定增大
題型3EK-v圖像
（2021 懷化一模）甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能與入射光頻率間的關(guān)系分別如圖中的a、b所示。下列判斷正確的是（　　）
A．圖線a與b不一定平行
B．圖線a與b的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系
C．乙金屬的極限頻率小于甲金屬的極限頻率
D．甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，若光電子的最大初動能相同，甲金屬的入射光頻率大
（2019 咸陽二模）已知金屬鋅發(fā)生光電效應(yīng)時產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek跟入射光的頻率的關(guān)系圖象如圖中的直線1所示．某種單色光照射到金屬鋅的表面時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E若該單色光照射到另一金屬表面時產(chǎn)生的光電子的最大初動能E2，E2＜E1，關(guān)于這種金屬的最大初動能Ek跟入射光的頻率的關(guān)系圖象應(yīng)如圖中的（　?。?br/>A．a(chǎn) B．b C．c D．上述三條圖線都不正確
（2019 讓胡路區(qū)校級四模）甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能與入射光頻率間的關(guān)系圖象分別如圖中的Ⅰ、Ⅱ所示。下列判斷正確的是（　?。?br/>A．Ⅰ與Ⅱ不一定平行
B．甲金屬的極限頻率大
C．圖象縱軸截距由入射光強度決定
D．Ⅰ、Ⅱ的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系
題型4Uc-v圖像
（2021 淄博三模）按照密立根的方法進行光電效應(yīng)實驗時得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率v的幾組數(shù)據(jù)。
Uc/V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878
v/1014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501
由以上數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel描點連線，可得直線方程Uc＝0.39731.7024，如圖所示。下列說法正確的是（　?。?br/>A．遏止電壓Uc與入射光的頻率v成正比
B．此種金屬的截止頻率約為3.4×1014Hz
C．換種金屬做實驗，得到的圖線斜率會明顯變化
D．用此實驗可測出普朗克常量h
（多選）（2021 長春模擬）圖甲為某種光電煙霧探測器的裝置示意圖，光源S發(fā)出頻率為ν1的光束，當有煙霧進入該探測器時，光束會被煙霧散射進入光電管C，當光照射到光電管中的金屬鈉表面時會產(chǎn)生光電子，進而在光電管中形成光電流，當光電流大于臨界值時，便會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警。用如圖乙所示的電路（光電管K極是金屬鈉）研究光電效應(yīng)規(guī)律，可得鈉的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖丙所示，元電荷為e。下列說法正確的是（　?。?br/>A．由圖丙知，金屬鈉的極限頻率為
B．由圖丙知，普朗克常量為
C．圖甲中，光電子的最大初動能為eUc1
D．圖甲中，光源 S 發(fā)出的光束越強，光電煙霧探測器的靈敏度越高
（2020 馬鞍山二模）在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率v的關(guān)系如圖所示，若該直線的斜率為k、與橫軸交點為v0，電子電荷量的絕對值為e，則（　?。?br/>A．普朗克常量為ek
B．所用材料的逸出功為kv0
C．用頻率低于v0的光照射該材料，只要光照足夠強，也能發(fā)生光電效應(yīng)
D．用頻率為ν（v＞v0）的光照射該材料，逸出光電子的最大初動能為ekv
題型5I-U圖像
（2024春 南開區(qū)期末）研究光電效應(yīng)的電路如圖所示，用藍光、較強的黃光和較弱的黃光分別照射密封在真空管中的金屬極板K，極板發(fā)射出的光電子在電路中形成的光電流I與AK之間的電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示。關(guān)于1、2、3三條曲線，下列說法正確的是（　?。?br/>A．1對應(yīng)藍光，2對應(yīng)較強的黃光，3對應(yīng)較弱的黃光
B．1對應(yīng)藍光，2對應(yīng)較弱的黃光，3對應(yīng)較強的黃光
C．2對應(yīng)藍光，1對應(yīng)較弱的黃光，3對應(yīng)較強的黃光
D．2對應(yīng)藍光，1對應(yīng)較強的黃光，3對應(yīng)較弱的黃光
（2024春 大興區(qū)期末）用圖1所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強弱、光的顏色（頻率）等物理量間的關(guān)系。電流計G測得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖2所示，則（　　）
A．通過電流計G的電流方向由d到c
B．光電流的大小與光的強弱無關(guān)
C．光電管兩端電壓U為零時一定不發(fā)生光電效應(yīng)
D．用強弱不同、頻率相同的光照射K極，光電子的最大初動能相同
（2024春 濰坊期末）圖甲是用a、b兩種單色光分別照射同一光電管的陰極，得到的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖，圖乙是c、d兩種金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系圖，則（　?。?br/>A．a(chǎn)光的光子能量大于b光的光子能量
B．圖甲中電壓為U0時，a光照射時單位時間到達光電管陽極的光電子個數(shù)比b的多
C．用a光照射c、d金屬，若c能發(fā)生光電效應(yīng)，則d一定也可以發(fā)生光電效應(yīng)
D．若用b光照射d金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，當增加b光的強度，d金屬的遏止電壓增大
題型6德布羅意波長、波粒二象性
（2024春 沈陽期末）物理學許多重要的發(fā)現(xiàn)，有力地推動了社會的發(fā)展。下列一些有關(guān)理論及應(yīng)用的說法錯誤的是（　?。?br/>A．激光技術(shù)使人們擁有了純凈可控的光源，光纖網(wǎng)絡(luò)就是以激光為載體的
B．量子力學推動了固體物理的發(fā)展。固體物理的發(fā)展為人們帶來了低能耗高亮度的半導體發(fā)光技術(shù)
C．熱核反應(yīng)一旦發(fā)生，就不需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就會使反應(yīng)繼續(xù)下去
D．兩種質(zhì)量不同的粒子，它們的德布羅意波相同，則它們的動能一定相同
（2024 江蘇模擬）初速度為0的電子束通過電場加速后，照射到金屬晶格上，得到如圖所示的電子衍射圖樣．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，加速電壓為U，普朗克常量為h，則（　?。?br/>A．該實驗說明電子具有粒子性
B．電子離開電場時的物質(zhì)波波長為
C．加速電壓U越小，電子的衍射現(xiàn)象越不明顯
D．若用相同動能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯
（多選）（2024春 海淀區(qū)期末）實物粒子和光都具有波粒二象性，下列說法正確的是（　　）
A．人們借助中子衍射來研究晶體結(jié)構(gòu)的實驗利用了中子的波動性
B．電子束通過雙縫后形成的干涉圖樣體現(xiàn)了電子的粒子性
C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋
D．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)揭示了光的粒子性

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