第十六章 第1講　光電效應(yīng)　波粒二象性-2025高三總復(fù)習(xí) 物理（新高考）

三年考情光電效應(yīng)2023·浙江1月選考·T15、2022·河北卷·T4、2021·海南卷·T3、2021·江蘇卷·T8能級(jí)躍遷、光子的動(dòng)量2023·遼寧卷·T6、2023·山東卷·T1、2023·新課標(biāo)卷·T16、2023·湖北卷·T1、2023·浙江1月選考·T15、2023·海南卷·T10、2023·江蘇卷·T14、2023·浙江1月選考·T11、2022·廣東卷·T5、2022·浙江6月選考·T7、2022·北京卷·T1、2022·重慶卷·T6黑體輻射、原子的核式結(jié)構(gòu)、物質(zhì)波2023·浙江6月選考·T15、2022·浙江1月選考·T16、2020·天津卷·T1、2020·江蘇卷·T12(1)原子核的衰變、半衰期2023·湖南卷·T1、2023·浙江1月選考·T9、2023·浙江6月選考·T5、2023·海南卷·T1、2022·全國甲卷·T17、2022·山東卷·T1、2022·浙江6月選考·T14、2021·全國甲卷·T17、2021·全國乙卷·T17、2021·山東卷·T1、2021·廣東卷·T1、2021·湖南卷·T1、2021·河北卷·T1、2021·福建卷·T9、2021·重慶卷·T2核反應(yīng)、核能2023·全國甲卷·T15、2023·全國乙卷·T16、2023·湖南卷·T1、2022·浙江1月選考·T14、2022·湖北卷·T1、2022·遼寧卷·T2、2021·浙江6月選考·T14、2021·北京卷·T1、2021·海南卷·T5、2021·江蘇卷·T1命題規(guī)律目標(biāo)定位本章主要考查光電效應(yīng)、能級(jí)躍遷、原子核的衰變、半衰期、核反應(yīng)與核能。原子的核式結(jié)構(gòu)考查較少，能級(jí)躍遷、原子核的衰變考查頻次增加。該知識(shí)模塊綜合性不強(qiáng)。常見的綜合點(diǎn)有：能級(jí)躍遷與光電效應(yīng)、衰變次數(shù)與半衰期的計(jì)算、核反應(yīng)方程與核能的計(jì)算等。第1講光電效應(yīng)波粒二象性[課標(biāo)要求]1．通過實(shí)驗(yàn)，了解光電效應(yīng)現(xiàn)象，知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論說明光的波粒二象性。2．知道實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，了解微觀世界的量子化特征。體會(huì)量子論的建立對(duì)人們認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的影響?？键c(diǎn)一黑體輻射能量子1．熱輻射(1)定義：周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射。(2)特點(diǎn)：熱輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體溫度的不同而有所不同。2．黑體、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)黑體：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對(duì)于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(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)。隨著溫度的升高，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)，如圖所示。學(xué)生用書第336頁3．能量子(1)定義：普朗克認(rèn)為，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，只能輻射或吸收某個(gè)最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子。(2)能量子的大小：ε＝hν，其中ν是帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率，h稱為普朗克常量(一般取h＝6.63×10－34J·s)。自主訓(xùn)練1黑體和黑體輻射(多選)關(guān)于黑體與黑體輻射，下列說法正確的是()A．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的B．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)D．如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體答案：BD解析：黑體能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射，并且不會(huì)有任何的反射與透射，這樣的物體稱為黑體，但不一定是黑色的，故A錯(cuò)誤；黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與溫度有關(guān)，與材料種類及表面狀況無關(guān)，故C錯(cuò)誤，B正確；如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從空腔射出，就相當(dāng)于吸收了所有電磁波，因此空腔成了一個(gè)黑體，故D正確。故選BD。自主訓(xùn)練2黑體輻射的規(guī)律四種溫度下黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系如圖所示。有關(guān)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和科學(xué)家們對(duì)黑體輻射的研究，下列說法正確的是()A．在同一溫度下，波長越短的電磁波輻射強(qiáng)度越大B．隨著溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長的方向移動(dòng)C．隨著溫度升高，波長短的輻射強(qiáng)度增大，波長長的輻射強(qiáng)度減小D．德國物理學(xué)家普朗克借助于能量子假說，提出的黑體輻射強(qiáng)度公式與實(shí)驗(yàn)相符答案：D解析：由題圖可知，隨著溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，B錯(cuò)誤；隨著溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增大，C錯(cuò)誤；在同一溫度下，隨著波長變短，電磁波輻射強(qiáng)度先增大后減小，A錯(cuò)誤；德國物理學(xué)家普朗克借助于能量子假說，提出的黑體輻射強(qiáng)度公式與實(shí)驗(yàn)相符，D正確。自主訓(xùn)練3能量子公式ε＝hν的應(yīng)用(多選)(2023·海南高考)已知一個(gè)激光發(fā)射器功率為P，發(fā)射波長為λ的光，光速為c，普朗克常量為h，則()A．光的頻率為eq\f(c,λ)B．光子的能量為eq\f(h,λ)C．光子的動(dòng)量為eq\f(h,λ)D．在時(shí)間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為eq\f(Ptc,hλ)答案：AC解析：光的頻率ν＝eq\f(c,λ)，A正確；光子的能量E＝hν＝eq\f(hc,λ)，B錯(cuò)誤；光子的動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)，C正確；在時(shí)間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)n＝eq\f(Pt,E)＝eq\f(Ptλ,hc)，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二光電效應(yīng)的規(guī)律1．光電效應(yīng)及其規(guī)律(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象在光的照射下，金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象，發(fā)射出來的電子叫作光電子。(2)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率大于金屬的極限頻率。(3)光電效應(yīng)規(guī)律①每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。③光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過10－9s。④當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和電流的大小與入射光的強(qiáng)度成正比。2．愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：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，在這些能量中一部分大小為W0的能量被電子用來脫離金屬，剩下的是逸出后電子的初動(dòng)能。(3)逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的最小值。學(xué)生用書第337頁【基礎(chǔ)知識(shí)判斷】1．光子和光電子都是實(shí)物粒子。(×)2．只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng)，就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)。(×)3．要想在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中測(cè)到光電流，入射光子的能量必須大于金屬的逸出功。(√)4．光電子的最大初動(dòng)能與入射光子的頻率成正比。(×)1．光電效應(yīng)的兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系入射光強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大；光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大。2．光電效應(yīng)中的三個(gè)重要關(guān)系式(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0。(2)光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系：Ek＝eUc。(3)逸出功W0與極限頻率νc的關(guān)系：W0＝hνc。3．四點(diǎn)提醒(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)。(4)光電子不是光子，而是電子?？枷?光電效應(yīng)的規(guī)律(2023·廣西柳州二模)已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為νc，則()A．當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時(shí)，則逸出功隨之增大B．當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hνcC．當(dāng)照射光的頻率ν增大時(shí)，光電流強(qiáng)度也隨之增大D．當(dāng)照射光的頻率ν大于νc時(shí)，若ν增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍答案：B解析：金屬中電子的逸出功為W0＝hνc，是一定的，νc稱為金屬的極限頻率，與入射光的頻率無關(guān)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0＝2hνc－h(huán)νc＝hνc，故B正確；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電流的大小與入射光的頻率無關(guān)，與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，光電子的最大初動(dòng)能不和入射光的頻率成正比，故D錯(cuò)誤。故選B。(2023·山東濟(jì)南模擬)光電管是一種利用光照產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí)，可以形成光電流。下表中記錄了某同學(xué)進(jìn)行光電管實(shí)驗(yàn)時(shí)的數(shù)據(jù)。次數(shù)入射光子的能量/eV光的強(qiáng)弱飽和電流的大小/mA逸出光電子的最大初動(dòng)能/eV14.0弱290.824.0中430.834.0強(qiáng)600.8由表中數(shù)據(jù)得出的以下論斷正確的是()A．三次實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光B．三次實(shí)驗(yàn)光電管中的金屬板材質(zhì)不同C．若入射光子的能量為5.0eV，不論光照多強(qiáng)，飽和電流一定大于60mAD．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大初動(dòng)能為1.8eV答案：D解析：由于入射光子能量相同，根據(jù)光子能量公式ε＝hν，可知三次實(shí)驗(yàn)入射光子的頻率相同，A錯(cuò)誤；由于入射光子能量相同，逸出光電子的最大初動(dòng)能相同，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，可知逸出功相同，可知三次實(shí)驗(yàn)光電管中的金屬板材質(zhì)相同，B錯(cuò)誤；飽和電流只與光照強(qiáng)度有關(guān)，與照射光的光子能量無關(guān)，C錯(cuò)誤；若入射光子的能量為4.0eV，逸出光電子的最大初動(dòng)能為0.8eV，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，則有W0＝ε1－Ek1＝4.0eV－0.8eV＝3.2eV，若入射光子的能量為5.0eV，代入數(shù)據(jù)解得Ek2＝5.0eV－3.2eV＝1.8eV，D正確。故選D。考向2光電效應(yīng)的電路分析(2023·湘豫名校聯(lián)盟)光電傳感器是智能技術(shù)領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵器件，而光電管又是光電傳感器的重要元件。如圖所示，某光電管K極板的逸出功W0＝hν，若分別用頻率為2ν的a光和頻率為5ν的b光照射該光電管，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)光和b光的波長之比為2∶5B．用a光和b光分別照射該光電管，逸出光電子的最大初動(dòng)能之比為2∶5C．加反向電壓時(shí)，對(duì)應(yīng)的遏止電壓之比為1∶4D．加正向電壓時(shí)，對(duì)應(yīng)形成的飽和電流之比為1∶4答案：C解析：根據(jù)c＝λν，a光和b光的波長之比等于頻率的反比，即為5∶2，故A錯(cuò)誤；根據(jù)Ek＝hν－W0，逸出光電子的最大初動(dòng)能之比eq\f(Eka,Ekb)＝eq\f(2hν－W0,5hν－W0)＝eq\f(1,4)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)eUc＝Ek，加反向電壓時(shí)，對(duì)應(yīng)的遏止電壓之比eq\f(Uca,Ucb)＝eq\f(Eka,Ekb)＝eq\f(1,4)，故C正確；不知光照強(qiáng)度的關(guān)系，無法判斷飽和電流的關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選C。學(xué)生用書第338頁

考點(diǎn)三光電效應(yīng)的圖像光電效應(yīng)的四類圖像圖像名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系①極限頻率νc：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②逸出功W0：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值，即W0＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(－E))＝E③普朗克常量h：圖線的斜率，即k＝h遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系①極限頻率νc：圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke④逸出功W0：圖線與Uc軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值與電荷量的乘積，即W0＝eUm顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和電流③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②飽和電流Im1、Im2：光電流的最大值③最大初動(dòng)能Ek＝eUc考向1Ek-ν圖像甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)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(shí)，若光電子的最大初動(dòng)能相同，甲金屬的入射光頻率大答案：B解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，圖線的斜率代表普朗克常量，兩直線一定平行，A錯(cuò)誤；普朗克常量與入射光和金屬材料均無關(guān)系，B正確；橫軸截距表示最大初動(dòng)能為零時(shí)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，C錯(cuò)誤；甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，若光電子的最大初動(dòng)能相同，甲金屬的入射光頻率小，D錯(cuò)誤?？枷?Uc-ν圖像用光電管探究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)用不同頻率的光照射兩種光電管的陰極時(shí)，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系分別為圖中a、b圖線所示。由圖中數(shù)據(jù)可知()A．eq\f(U1,ν1)＞eq\f(U2,ν2)B．eq\f(U1,ν1)＜eq\f(U2,ν2)C．普朗克常量h＝eq\f(eU1,ν1)D．a(chǎn)圖線對(duì)應(yīng)的陰極材料的逸出功為W0＝eU2答案：C解析：由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和Ek＝eUc，可得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，結(jié)合題圖可知圖像的斜率k＝eq\f(h,e)＝eq\f(U1,ν1)＝eq\f(U2,ν2)，故A、B錯(cuò)誤；由k＝eq\f(h,e)＝eq\f(U1,ν1)，可得普朗克常量h＝eq\f(eU1,ν1)，故C正確；a圖線對(duì)應(yīng)的陰極材料的逸出功為W0＝eU1，故D錯(cuò)誤。故選C?？枷?I-U圖像(多選)(2023·安徽馬鞍山)分別用a、b兩種單色光照射同一金屬，測(cè)得的光電流和電壓的關(guān)系如圖所示，則()A．a(chǎn)、b兩種光從同種介質(zhì)射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角大B．光b的光子動(dòng)量大于光a的光子動(dòng)量C．該金屬被光a照射時(shí)的逸出功小于被光b照射時(shí)的逸出功D．該金屬被光a照射時(shí)射出的光電子的動(dòng)能一定大于被光b照射時(shí)射出的光電子的動(dòng)能答案：AB解析：根據(jù)eUc＝Ek＝hν－W0可知，頻率越大的截止電壓越大，所以a光的頻率比b光的小，同種介質(zhì)對(duì)a光的折射率更小，根據(jù)全反射臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)，可知a光的臨界角大，故A正確；由于a光的頻率比b光的小，則a光的波長比b光大，根據(jù)p＝eq\f(h,λ)＝eq\f(hν,c)，可知單色光a的光子動(dòng)量比單色光b的光子動(dòng)量小，故B正確；逸出功是金屬的自身屬性，與入射光無關(guān)，故C錯(cuò)誤；b光照射時(shí)的最大初動(dòng)能比a光照射時(shí)的大，但是動(dòng)能介于零和最大初動(dòng)能之間，因此無法比較，故D錯(cuò)誤。故選AB。規(guī)律總結(jié)1．光電流為零時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓為遏止電壓Uc。2．結(jié)合光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和遏止電壓計(jì)算公式eUc＝Ek分析求解。學(xué)生用書第339頁考點(diǎn)四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)說明光具有粒子性。(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。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＝eq\f(h,p)，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量。自主訓(xùn)練1波粒二象性圖1是用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)得到的不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上的照片。圖2是1927年戴維森和G.P.湯姆孫分別完成的電子衍射實(shí)驗(yàn)簡化圖，該實(shí)驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的重大近代物理實(shí)驗(yàn)之一。關(guān)于這兩個(gè)圖片，下列說法中正確的是()A．圖1這些照片說明光只有粒子性沒有波動(dòng)性B．圖1這些照片說明光只有波動(dòng)性沒有粒子性C．圖2中該實(shí)驗(yàn)再次說明光子具有波動(dòng)性D．圖2中該實(shí)驗(yàn)說明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性答案：D解析：光具有波粒二象性，題圖1說明少量光子粒子性表現(xiàn)明顯，大量光子波動(dòng)性表現(xiàn)明顯，故A、B錯(cuò)誤；題圖2是電子束的衍射實(shí)驗(yàn)，證明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，而不是光子，故C錯(cuò)誤，D正確。自主訓(xùn)練2波粒二象性關(guān)于光的波粒二象性，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：光既具有粒子性，又具有波動(dòng)性，大量的光子波動(dòng)性比較明顯，個(gè)別光子粒子性比較明顯，并不矛盾和對(duì)立，故A、C錯(cuò)誤；光是概率波，不同于機(jī)械波，光的粒子性也不同于質(zhì)點(diǎn)，即單個(gè)光子既具有粒子性也具有波動(dòng)性，故B錯(cuò)誤；由于光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即光的波動(dòng)性與粒子性是光子本身的一種屬性，故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，故D正確。自主訓(xùn)練3物質(zhì)波已知電子的質(zhì)量約為9.1×10－31kg，一個(gè)電子和一個(gè)直徑為4μm的油滴具有相同的動(dòng)能，則電子與水滴的德布羅意波長之比的數(shù)量級(jí)為()A．10－8B．10－4C．102D．108答案：D解析：根據(jù)德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)和p＝eq\r(2mEk)，解得λ＝eq\f(h,\r(2mEk))，由題意可知，電子與油滴的動(dòng)能相同，則其波長與質(zhì)量的二次方根成反比，所以有eq\f(λ電,λ油)＝eq\f(\r(m油),\r(m電))，油的密度比水的密度小，約為0.8×103kg/m3，由于已知油滴的直徑，則油滴的質(zhì)量為m油＝ρ·eq\f(1,6)πd3≈2.7×10－14kg，代入數(shù)據(jù)解得eq\f(λ電,λ油)≈eq\f(\r(2.7×10－14),\r(9.1×10－31))≈1.7×108，故選D。課時(shí)測(cè)評(píng)74光電效應(yīng)波粒二象性eq\f(對(duì)應(yīng)學(xué)生,用書P495)(時(shí)間：45分鐘滿分：60分)(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)(選擇題1～10題，每題5分，共50分)1．如圖為黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，關(guān)于黑體輻射，以下敘述正確的是()A．隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加B．隨溫度降低，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加C．隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長的方向移動(dòng)D．黑體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外還與材料的種類及表面狀況有關(guān)答案：A解析：根據(jù)題圖可知，隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)題圖可知，隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；黑體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)，故D錯(cuò)誤。2．(多選)一單色光照到某金屬表面時(shí)，有光電子從金屬表面逸出，下列說法中正確的是()A．無論增大入射光的頻率還是增加入射光的強(qiáng)度，金屬的逸出功都不變B．只延長入射光照射時(shí)間，光電子的最大初動(dòng)能將增加C．只增大入射光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能將增大D．只增大入射光的頻率，光電子逸出所經(jīng)歷的時(shí)間將縮短答案：AC解析：逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)，故A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，光電子的最大初動(dòng)能由入射光的頻率和逸出功決定，即使只延長入射光照射時(shí)間，光電子的最大初動(dòng)能也將不變，故B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，光電子的最大初動(dòng)能由入射光的頻率和逸出功決定，只增大入射光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能將增大，故C正確；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于截止頻率，光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的，即光電子逸出所經(jīng)歷的時(shí)間不變，故D錯(cuò)誤。3．頻率為ν的光照射某金屬時(shí)，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ek。改為頻率為2ν的光照射同一金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為(h為普朗克常量)()A．Ek－h(huán)ν B．2EkC．Ek＋hν D．Ek＋2hν答案：C解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，若入射光頻率變?yōu)?ν，則Ek′＝h·2ν－W0＝2hν－(hν－Ek)＝Ek＋hν，故C正確。4．如圖所示，分別用波長為λ、2λ的光照射光電管的陰極K，對(duì)應(yīng)的遏止電壓之比為3∶1，則光電管的極限波長是()A．2λ B．3λC．4λ D．6λ答案：C解析：根據(jù)eUc＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝eq\f(hc,λ)－eq\f(hc,λ0)，則eUc1＝eq\f(hc,λ)－eq\f(hc,λ0)，eUc2＝eq\f(hc,2λ)－eq\f(hc,λ0)，其中eq\f(Uc1,Uc2)＝eq\f(3,1)，解得λ0＝4λ，故選C。5．(多選)如圖甲所示，合上開關(guān)，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)不為零。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表示數(shù)小于0.60V時(shí)，電流表示數(shù)仍不為零，當(dāng)電壓表示數(shù)大于或等于0.60V時(shí)，電流表示數(shù)為零。把電路改為圖乙，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，下列說法正確的是()A．逸出功為1.9eVB．逸出功為1.7eVC．電子到達(dá)陽極時(shí)的最大動(dòng)能為2.6eVD．電子到達(dá)陽極時(shí)的最大動(dòng)能為4.5eV答案：AC解析：光子能量hν＝2.5eV的光照射陰極，電流表示數(shù)不為零，則能發(fā)生光電效應(yīng)，當(dāng)電壓表示數(shù)大于0.6V時(shí)，電流表示數(shù)為零，則電子不能到達(dá)陽極，由動(dòng)能定理eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)知，最大初動(dòng)能Ek＝eU＝0.6eV，由hν＝Ek＋W0知，W0＝1.9eV，對(duì)題圖乙，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，電子到達(dá)陽極的最大動(dòng)能Ek′＝Ek＋eU′＝0.6eV＋2eV＝2.6eV，故A、C正確。6．用單色光去照射光電管中某種金屬電極，發(fā)生光電效應(yīng)，該金屬逸出的光電子的最大初動(dòng)能Ek與單色光的頻率ν間關(guān)系圖像如圖所示。已知光電子的電荷量大小為e，圖中a、b、c為已知量，則下列說法正確的是()A．該金屬的截止頻率為aB．普朗克常量h＝eq\f(a－b,c)C．該金屬的光電子逸出功為eq\f(（a－b）b,c)D．當(dāng)光照頻率為a時(shí)，該金屬光電效應(yīng)的遏止電壓為Uc＝eq\f(c,e)答案：D解析：該金屬光電效應(yīng)截止時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為零，所以截止頻率為b，故A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν＋W0，變形得ν＝eq\f(1,h)Ek＋eq\f(1,h)W0，對(duì)照題中圖線可知斜率k＝eq\f(1,h)，即h＝eq\f(c,a－b)，故B錯(cuò)誤；當(dāng)Ek等于零時(shí)，即光子能量恰好等于光電子的逸出功W0＝hν＝eq\f(cb,a－b)，故C錯(cuò)誤；當(dāng)光照頻率為a時(shí)，光電子具有最大初動(dòng)能Ek＝c，eUc＝Ek，解得Uc＝eq\f(c,e)，故D正確。7．(多選)下列四幅圖是與光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的圖，則關(guān)于這四幅圖的說法正確的是()A．圖1中，如果先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，則驗(yàn)電器的張角先變小后變大B．圖2中，同一頻率的黃光越強(qiáng)，飽和電流越大C．圖3中，圖像的斜率為普朗克常量D．由圖4可知，E等于該金屬的逸出功答案：ABD解析：題圖1中，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)逸出電子，鋅板電荷量減少，所以驗(yàn)電器的張角會(huì)變小，等鋅板電荷量為零時(shí)，驗(yàn)電器就無法張開，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正確；由題圖2可知，電壓相同時(shí)，光照越強(qiáng)，飽和電流越大，故B正確；光電效應(yīng)方程為Ek＝hν－W0，根據(jù)動(dòng)能定理可得－eUc＝0－Ek，聯(lián)立解得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，可知Uc-ν圖像的斜率為eq\f(h,e)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知Ek-ν圖線的縱軸截距為－W0＝－E，可知E等于該金屬的逸出功，故D正確。故選ABD。8．某實(shí)驗(yàn)小組研究光電效應(yīng)的規(guī)律時(shí)，用不同頻率的光照射同一光電管并記錄數(shù)據(jù)，得到遏止電壓與頻率的關(guān)系圖線如圖甲所示，當(dāng)采用綠色強(qiáng)光、綠色弱光、紫色弱光三種光照射同一光電管時(shí)，得到的光電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。已知電子的電荷量為e，結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可知()A．普朗克常量h＝eq\f(eU1,ν1－ν0)B．光電管的K極材料的逸出功為eq\f(U1ν0,ν1－ν0)C．a(chǎn)光為紫色弱光D．c光為綠色強(qiáng)光答案：A解析：光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，根據(jù)動(dòng)能定理可得－eUc＝0－Ek，聯(lián)立可得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，可知Uc-ν圖像的斜率為k＝eq\f(h,e)＝eq\f(U1,ν1－ν0)，解得h＝eq\f(eU1,ν1－ν0)，故A正確；根據(jù)Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，由Uc-ν圖像可知當(dāng)Uc＝0時(shí)ν＝ν0，則有0＝eq\f(hν0,e)－eq\f(W0,e)，解得該實(shí)驗(yàn)所用光電管的K極材料的逸出功為W0＝hν0＝eq\f(eU1ν0,ν1－ν0)，故B錯(cuò)誤；入射光頻率越大，遏止電壓越大，所以a、b為同一種光，且a、b的頻率小于c的頻率，則a、b為綠光，c為紫色弱光，而入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，所以a為強(qiáng)綠光，故C、D錯(cuò)誤。故選A。9．(2024·山東濰坊模擬)光電繼電器是一種利用光電效應(yīng)工作的儀器。當(dāng)光照射到光電管陰極時(shí)，陰極會(huì)逸出光電子，此