2014《步步高》物理大一輪復(fù)習(xí)講義 第13章 第2課時(shí) 光電效應(yīng) 波粒二象性

第2課時(shí)光電效應(yīng)波粒二象性考綱解讀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)用光子說解釋光電效應(yīng).3.知道光的波粒二象性，知道物質(zhì)波的概念．1．[黑體輻射和能量子的理解]下列說法正確的是()A．一般物體輻射電磁波的情況與溫度無關(guān)，只與材料的種類及表面情況有關(guān)B．黑體能完全吸收入射的各種波長的電磁波，不反射C．帶電微粒輻射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍D．普朗克最先提出了能量子的概念答案BCD2．[光電效應(yīng)規(guī)律的理解]關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中正確的是A．只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應(yīng)才能產(chǎn)生B．光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度成正比()C．發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于10－7sD．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光強(qiáng)度成正比答案D解析由ε＝hν＝h知，當(dāng)入射光波長小于金屬的極限波長時(shí)，發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)．由Ek＝hν－W0知，最大初動(dòng)能由入射光頻率決定，與入射光強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)．發(fā)生光電效應(yīng)的時(shí)間一般不超過10－9s，故C錯(cuò)．3．[光的波粒二象性的理解]下列說法正確的是()A．光電效應(yīng)反映了光的粒子性B．大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性C．光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明了光具有波動(dòng)性D．只有運(yùn)動(dòng)著的小物體才有一種波和它相對(duì)應(yīng)，大的物體運(yùn)動(dòng)是沒有波和它對(duì)應(yīng)的答案AC考點(diǎn)梳理一、黑體輻射與能量子1．黑體與黑體輻射(1)黑體：是指能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體．(2)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律①一般材料的物體，輻射的電磁波除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)．②黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)．a(chǎn)．隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加．b．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)．2．能量子(1)定義：普朗克認(rèn)為，帶電微粒輻射或者吸收能量時(shí)，只能輻射或吸收某個(gè)最小能量值的整數(shù)倍．即能量的輻射或者吸收只能是一份一份的．這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做能量子．(2)能量子的大小：ε＝hν，其中ν是電磁波的頻率，h稱為普朗克常量．h＝6.63×10－34J·s.二、光電效應(yīng)1．光電效應(yīng)現(xiàn)象光電效應(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．光電效應(yīng)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．愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)光子說：空間傳播的光的能量是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子．光子的能量為ε＝hν，其中h是普朗克常量，其值為6.63×10－34J·s.(2)光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0.其中hν為入射光的能量，Ek為光電子的最大初動(dòng)能，W0是金屬的逸出功．4．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．三、光的波粒二象性與物質(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λ＝，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量.考點(diǎn)一對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的理解例11905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時(shí)代意義的論文，其中關(guān)于光量子的理論成功的解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象．關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A．當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)B．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比C．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比D．某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng)解析根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D正確．根據(jù)光電效應(yīng)方程，最大初動(dòng)能與入射光頻率為線性關(guān)系，但非正比關(guān)系，B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，C錯(cuò)誤．答案AD突破訓(xùn)練1入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則()A．從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C．單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減小D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng)答案C解析光電效應(yīng)瞬時(shí)(10－9s)發(fā)生，與光強(qiáng)無關(guān)，A錯(cuò)；能否發(fā)生光電效應(yīng)，只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強(qiáng)無關(guān)，D錯(cuò)；對(duì)于某種特定金屬，光電子的最大初動(dòng)能只與入射光頻率有關(guān)，入射光頻率越大，最大初動(dòng)能越大，B錯(cuò)；光電子數(shù)目多少與入射光強(qiáng)度有關(guān)(可理解為一個(gè)光子能打出一個(gè)電子)，光強(qiáng)減弱，逸出的電子數(shù)目減少，C對(duì)．考點(diǎn)二對(duì)光電效應(yīng)方程的應(yīng)用和Ek－ν圖象的考查1．愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0hν：光電子的能量W0：逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功．Ek：光電子的最大初動(dòng)能．2．由Ek－ν圖象(如圖1)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)的值E＝W0.(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h.圖1例2如圖2所示是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線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5)．由圖可知()圖2A．該金屬的截止頻率為4.27×1014HzB．該金屬的截止頻率為5.5×1014C．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功為0.5eVHz解析圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為W0＝hνc＝答案ACeV＝1.77eV，D錯(cuò)誤．突破訓(xùn)練2已知鋅的逸出功為3.34eV，用某單色紫外線照射鋅板時(shí)，逸出光電子的最大速度為106m/s，求該紫外線的波長λ(電子質(zhì)量me＝9.11×10－31kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s,1eV＝1.60×10－19J)．答案2.01×10－7m解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程＝W0＋mev2所以λ＝2.01×10－7m.考點(diǎn)三對(duì)光的波粒二象性、物質(zhì)波的考查光既有波動(dòng)性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：(1)個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性．(2)頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)．(3)光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，往往表現(xiàn)為粒子性．例3關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中不正確的是()A．不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性B．運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個(gè)小孔時(shí)，都沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道C．波動(dòng)性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的，但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D．實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性解析光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律，大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，而單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出光的粒子性．光的波長越長，波動(dòng)性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯．而宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，不是不具有波粒二象性．答案D突破訓(xùn)練3關(guān)于光的本性，下列說法正確的是()A．光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，這是互相矛盾和對(duì)立的B．光的波動(dòng)性類似于機(jī)械波，光的粒子性類似于質(zhì)點(diǎn)C．大量光子才具有波動(dòng)性，個(gè)別光子只具有粒子性D．由于光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性答案D解析光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，但不同于宏觀的機(jī)械波和機(jī)械粒子，波動(dòng)性和粒子性是光在不同的情況下的不同表現(xiàn)，是同一客體的兩個(gè)不同的側(cè)面、不同屬性，只能認(rèn)為光具有波粒二象性，選項(xiàng)D正確.51．用光電管研究光電效應(yīng)的規(guī)律例4(2010·江蘇單科·12C(1))研究光電效應(yīng)的電路如圖3所示．用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流．下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是________．圖3解析由于光的頻率相同，所以對(duì)應(yīng)的反向截止電壓相同，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，在同樣的加速電壓下，光強(qiáng)度越大，逸出的光電子數(shù)目越多，形成的光電流越大，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．答案C1.常見電路(如圖4所示)圖42．兩條線索(1)通過頻率分析：光子頻率高→光子能量大→產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大．(2)通過光的強(qiáng)度分析：入射光強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→產(chǎn)生的光電子多→光電流大．高考題組1．(2012·四川理綜·18)a、b兩種單色光組成的光束從介質(zhì)進(jìn)入空氣時(shí)，其折射光束如圖5所示．用a、b兩束光()A．先后照射雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，在縫后屏上都能出現(xiàn)干涉條紋，由圖5此確定光是橫波B．先后照射某金屬，a光照射時(shí)恰能逸出光電子，則b光照射時(shí)也能逸出光電子C．從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣，其界面為平面，若b光不能進(jìn)入空氣，則a光也不能進(jìn)入空氣D．從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣，其界面為平面，a光的反射角比b光的反射角大答案C解析光的干涉說明光是一種波，光的偏振說明光是橫波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由題圖可知，光束a的折射角ra大于光束b的折射角rb.根據(jù)n＝，知兩束光的折射率na>nb，頻率νa>νb，因此a光照射金屬時(shí)恰能逸出光電子，b光照射時(shí)則不能逸出光電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．根據(jù)臨界角公式sinC＝知兩束光的臨界角Ca<Cb，因此入射角相同時(shí)b光發(fā)生全反射，a光也一定發(fā)生全反射，選項(xiàng)C正確．根據(jù)反射定律，反射角總等于入射角，所以兩束光以相同的入射角射到界面上時(shí)，兩束光的反射角相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．2．(2011·江蘇單科·12C(1))下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是()答案A解析隨著溫度的升高，黑體輻射的強(qiáng)度與波長有這樣的關(guān)系：一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)．由此規(guī)律可知應(yīng)選A.3．(2010·浙江理綜·16)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(甲光、乙光、丙光)，如圖6所示．則可判斷出()圖6A．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．乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D．甲光對(duì)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解析由題圖可知，甲、乙兩光對(duì)應(yīng)的反向截止電壓均為Uc2，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0及－eUc2＝0－Ekm可知甲、乙兩光頻率相同，且均小于丙光頻率，選項(xiàng)A、C均錯(cuò)；甲光頻率小，則甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；乙光頻率小于丙光頻率，故乙光的波長大于丙光的波長，選項(xiàng)B正確．模擬題組4．用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強(qiáng)度，則()A．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能不變B．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能減小C．逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動(dòng)能減小D．光的強(qiáng)度減弱到某一數(shù)值，就沒有光電子逸出了答案A解析光的頻率不變，表示光子能量不變，仍會(huì)有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動(dòng)能也不變；而減弱光的強(qiáng)度，逸出的光電子數(shù)就會(huì)減少，選項(xiàng)A正確．5．如圖7所示，用a、b兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板，發(fā)現(xiàn)當(dāng)a光照射時(shí)驗(yàn)電器的指針偏轉(zhuǎn)，b光照射時(shí)指針未偏轉(zhuǎn)，以下說法正確的是()圖7A．增大a光的強(qiáng)度，驗(yàn)電器的指針偏角一定減小B．a(chǎn)光照射金屬板時(shí)驗(yàn)電器的金屬小球帶負(fù)電C．a(chǎn)光在真空中的波長小于b光在真空中的波長D．若a光是氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝1的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n＝5的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的答案CD解析增大a光的強(qiáng)度，從金屬板飛出的光電子增多，金屬板帶電荷量增大，驗(yàn)電器的指針偏角一定增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；a光照射金屬板時(shí)，光電子從金屬板飛出，金屬板帶正電，驗(yàn)電器的金屬小球帶正電，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；經(jīng)分析，a光在真空中的頻率大于b光在真空中的頻率，故a光在真空中的波長小于b光在真空中的波長，選項(xiàng)C正確；氫原子躍遷，因?yàn)閨E4－E1|>|E5－E2|，故選項(xiàng)D正確．(限時(shí)：30分鐘)?題組1對(duì)光的波粒二象性的考查1．下列說法正確的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長越長，其波動(dòng)性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D．γ射線具有顯著的粒子性，而不具有波動(dòng)性答案C解析從光的波粒二象性可知：光是同時(shí)具有波粒二象性的，只不過在有的情況下波動(dòng)性顯著，有的情況下粒子性顯著．光的波長越長，越容易觀察到其顯示波動(dòng)特征．光子是一種不帶電的微觀粒子，而電子是帶負(fù)電的實(shí)物粒子，它們雖然都是微觀粒子，但有本質(zhì)區(qū)別，故上述選項(xiàng)中正確的是C.2．物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強(qiáng)度．使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過狹縫．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)間不太長，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)；如果曝光時(shí)間足夠長，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋．對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果下列認(rèn)識(shí)正確的是()A．曝光時(shí)間不長時(shí)，光的能量太小，底片上的條紋看不清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)B．單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)沒有確定的規(guī)律C．干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方D．只有大量光子的行為才表現(xiàn)出波動(dòng)性答案BCD解析單個(gè)光子通過雙縫后的落點(diǎn)無法預(yù)測，大量光子的落點(diǎn)呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，落在某些區(qū)域的可能性較大，這些區(qū)域正是波通過雙縫后發(fā)生干涉時(shí)振幅加強(qiáng)的區(qū)域，因而把光波叫做概率波．光具有波粒二象性，少數(shù)光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性．所以正確選項(xiàng)為B、C、D.?題組2對(duì)光電效應(yīng)理解的考查3．利用光子說對(duì)光電效應(yīng)的解釋，下列說法正確的是A．金屬表面的一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子()B．電子吸收光子后一定能從金屬表面逸出，成為光電子C．金屬表面的一個(gè)電子吸收若干個(gè)光子，積累了足夠的能量才能從金屬表面逸出D．無論光子能量大小如何，電子吸收光子并積累了能量后，總能逸出成為光電子答案A解析根據(jù)光子說，金屬的一個(gè)電子一次只能吸收一個(gè)光子，若所吸收的光子頻率大于金屬的極限頻率，電子逸出金屬表面，成為光電子，且光子的吸收是瞬時(shí)的，不需要時(shí)間的積累，若所吸收的光子能量小于逸出功(光子頻率小于金屬的極限頻率)，則電子不能逸出金屬表面，不能成為光電子．4．入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，下列說法中正確的是()A．有可能不發(fā)生光電效應(yīng)B．從光照射到金屬表面上至發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加C．逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小D．單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少答案D解析由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的頻率有關(guān)，與光強(qiáng)沒有關(guān)系，但入射光的強(qiáng)度減弱，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少，選項(xiàng)A、C錯(cuò)，D對(duì)；光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，B錯(cuò)．5．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬()A．無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B．無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．超過極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小D．超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大答案AD解析根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知，選項(xiàng)A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程hν＝mv＋W0知，頻率ν越高，初動(dòng)能就越大，選項(xiàng)D正確．6．對(duì)光電效應(yīng)的理解正確的是()A．金屬鈉的每個(gè)電子可以吸收一個(gè)或一個(gè)以上的光子，當(dāng)它積累的動(dòng)能足夠大時(shí)，就能逸出金屬B．如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時(shí)所需做的最小功，便不能發(fā)生光電效應(yīng)C．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光子的能量就越大，光電子的最大初動(dòng)能就越大D．由于不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最低頻率也不同答案BD解析按照愛因斯坦的光子說，光子的能量由光的頻率決定，與光強(qiáng)無關(guān)，入射光的頻率越大，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大．但要使電子離開金屬，須使電子具有足夠的動(dòng)能，而電子增加的動(dòng)能只能來源于入射光的光子能量，且電子只能吸收一個(gè)光子，不能吸收多個(gè)光子．電子從金屬逸出時(shí)只有從金屬表面向外逸出的電子克服原子核的引力所做的功最小．綜上所述，選項(xiàng)B、D正確．題組3對(duì)光電效應(yīng)方程應(yīng)用的考查7.如圖1是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象．由圖象可知A．該金屬的逸出功等于EB．該金屬的逸出功等于hνc()圖1C．入射光的頻率為2νc時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為ED．入射光的頻率為時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為答案ABC解析由題圖并結(jié)合Ek＝hν－W0得，Ek＝hν－E，故逸出功W0＝E，故選項(xiàng)A對(duì)；當(dāng)Ek＝0時(shí)，ν＝νc，故E＝hνc，故選項(xiàng)B對(duì)；ν＝2νc時(shí)，可得出Ek＝E，故選項(xiàng)C對(duì)；當(dāng)入射光的頻率為時(shí)，不發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)．8．下表給出了一些金屬材料的逸出功.材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功(10－19J)3.04.35.96.26.6現(xiàn)用波長為400nm的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有幾種(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s)A．2種B．3種C．4種D．5種答案A()解析要發(fā)生光電效應(yīng)，則入射光的能量必須大于金屬的逸出功，由題可算出波長為400nm的光的能量為E＝hν＝h＝6.63×10－34×J＝4.97×10－19J，大于銫和鈣的逸出功．所以A選項(xiàng)正確．9．如圖2所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長為λ0的光照到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則()A．若換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒有光電流B．若換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有圖2光電流C．增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大D．若將電源極性反接，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生答案B解析用波長為λ0的光照射陰極K，電路中有光電流，說明入射光的頻率ν＝大于金屬的極限頻率，換用波長為λ1的光照射陰極K，因?yàn)棣?>λ0，根據(jù)ν＝可知，波長為λ1的光的頻率不一定大于金屬的極限頻率，因此不一定能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；同理可以判斷，B正確；光電流的大小與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下，光電流與電壓之間的關(guān)系為：開始時(shí)，光電流隨電壓U的增加而增大，當(dāng)U增大到一定程度時(shí)，光電流達(dá)到飽和值，這時(shí)即使再增大U，在單位時(shí)間內(nèi)也不可能有更多的光電子定向移動(dòng)，光電流也就不會(huì)再增加，即飽和光電流是在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下的最大光電流，增大電源電壓，若光電流達(dá)到飽和值，則光電流也不會(huì)增大，C錯(cuò)誤；將電源極性反接，若光電子的最大初動(dòng)能大于光電管兩極間電場力做的功，電路中仍有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤．10．2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖象傳感器．他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理．如圖3所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律．圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A