光电效应波粒二象性复习题.doc

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沂源一中2017届高三第一轮复习导学案

课题：

光电效应、波粒二象性制作：

靳仕强

知识点一、光电效应

1.定义

照射到金属表面的光，能使金属中的从表面逸出的现象。

2.光电子

光电效应中发射出来的电子。

3.研究光电效应的电路图

其中A是阳极。

K是阴极。

4.光电效应规律

（1）每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须这个极限频率才能产生光电效应。

低于这个频率的光不能产生光电效应。

（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而。

（3）光电效应的发生几乎瞬时的，一般不超过10－9s。

（4）当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比

知识点二、爱因斯坦光电效应方程

1.光子说

在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。

其中h＝6.63×10－34J·s。

（称为普朗克常量）

2.逸出功W0

使电子脱离某种金属所做功的。

3.最大初动能

发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。

4.遏止电压与截止频率

（1）遏止电压：

使光电流减小到零的反向电压Uc。

（2）截止频率：

能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率（又叫极限频率）。

不同的金属对应着不同的极限频率。

5.爱因斯坦光电效应方程

（1）表达式：

Ek＝hν－W0。

（2）物理意义：

金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek＝mev2。

知识点三、光的波粒二象性与物质波

1.光的波粒二象性

（1）光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。

（2）光电效应说明光具有粒子性。

（3）光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。

2.物质波

（1）概率波

光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。

（2）物质波

任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。

思维诊断

（1）只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应。

（　　）

（2）光电子就是光子。

（　　）

（3）极限频率越大的金属材料逸出功越大。

（　　）

（4）从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小。

（　　）

（5）入射光的频率越大，逸出功越大。

（　　）

★考点突破

【例1】　（多选）（2014·广东理综，18）在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（　　）

A.增大入射光的强度，光电流增大

B.减小入射光的强度，光电效应现象消失

C.改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应

D.改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大

【拓展延伸】

（多选）在【例1】中，现改为频率为ν′的另一单色光照射该金属表面，下面说法正确的是（　　）

A.如果ν′＞ν，能够发生光电效应

B.如果ν′＜ν，不能够发生光电效应

C.如果ν′＞ν，逸出功不变

D.如果ν′＞ν，逸出光电子的最大初动能不受影响

【练习】

1.（多选）如图2所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是（　　）

A.有光子从锌板逸出

B.有电子从锌板逸出

C.验电器指针张开一个角度

D.锌板带负电

2.（多选）关于光电效应的产生以及现象，下列描述正确的是（　　）

A.逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大

B.对某金属来说，入射光波长必须大于一极限值，才能产生光电效应

C.产生光电效应时从金属表面逸出的所有光电子的动能都相同

D.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，一定是入射光的光子能量太小

3.关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（　　）

A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生

B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比

C.发生光电效应的反应时间一般都大于10－7s

D.发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比

4.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek－ν图象。

已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.34eV，若将二者的图线画在同一个Ek－ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是（　　）

5.[2014·江苏单科·12]已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（　　）

A.波长　　B.频率　　　　C.能量　　D.动量

6.　（多选）如图4甲所示为实验小组利用100多个电子通过双缝后的干涉图样，可以看出每一个电子都是一个点；如图乙所示为该小组利用70000多个电子通过双缝后的干涉图样，为明暗相间的条纹。

则对本实验的理解正确的是（　　）

A.图甲体现了电子的粒子性

B.图乙体现了电子的粒子性

C.单个电子运动轨道是确定的

D.图乙中明条纹是电子到达概率大的地方

E.图乙中暗条纹处仍有电子到达，只不过到达的概率小

7.（多选）[2015·新课标全国卷Ⅱ，35

（1）]实物粒子和光都具有波粒二象性。

下列事实中突出体现波动性的是（　　）

A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样

B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹

C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构

D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构

E.光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关

8.（多选）（2016·湖北武汉名校联考）在X射线管中，由阴极发射的电子（不计初速度）被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。

已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量h、电子电荷量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（　　）

A.最短波长为B.最长波长为

C.最小频率为D.最大频率为

9.（2016·衡水模拟）现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa∶λb∶λc＝1∶2∶3。

当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek，若改用b光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为Ek，当改用c光束照射该金属板时（）

A.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek

B.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek

C.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek

D.由于c光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应

10.（2016·黑龙江哈尔滨期末）在光电效应实验中，某同学用同一种材料在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图4所示。

则可判断出（　　）

A.甲光的频率大于乙光的频率

B.乙光的波长大于丙光的波长

C.甲光、乙光波长相等

D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能

E.甲光对应的光电子最大初动能等于乙光对应的光电子最大初动能

11.研究光电效应的电路如图2所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。

下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是（　　）

12.按如图5的方式连接电路，当用某种紫光照射阴极K时，电路中的微安表有示数。

则下列叙述正确的是（　　）

A.如果仅将紫光换成黄光，则微安表一定没有示数

B.如果仅将紫光换成紫外线，则微安表一定有示数

C.仅将滑动变阻器的触头向右滑动，则微安表的示数一定增大

D.仅将滑动变阻器的触头向左滑动，则微安表的示数可能不变

E.仅将电源的正、负极对调，则微安表仍可能有示数

13、铝的逸出功是4.2eV，现在将波长200nm的光照射铝表面．求：

（1）光电子的最大初动能；

（2）遏制电压；

（3）铝的截止频率