專題12.2光電效應波粒二象性練基礎1．（廣東省茂名一中2019屆模擬）用一束紫外線照射某金屬時不能產生光電效應，可能使該金屬發生光電效應的措施是（ ）改用頻率更小的紫外線照射 B?改用X射線照射C.改用強度更大的原紫外線照射 D.延長原紫外線的照射時間【答案】B【解析】某種金屬能否發生光電效應取決于入射光的頻率，與入射光的強度和照射時間無關，不能發生光電效應，說明入射光的頻率小于金屬的極限頻率，所以要使金屬發生光電效應，應增大入射光的頻率X射線的頻率比紫外線頻率高，所以本題答案為B.2．（福建省三明一中2019屆模擬）光電效應的實驗結論是：對某種金屬（ ）無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產生光電效應無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產生光電效應超過極限頻率的入射光強度越弱，所產生的光電子的最大初動能就越小超過極限頻率的入射光頻率越高，所產生的光電子的最大初動能就越大【答案】AD【解析】每種金屬都有它的極限頻率勺，只有入射光子的頻率大于極限頻率v0時，才會發生光電效應,選項A正確、B錯誤；光電子的初動能與入射光的強度無關，隨入射光頻率的增加而增大，選項D正確、C錯誤.3.（北京西城區2019屆一模）被譽為“中國天眼”的世界最大單口徑射電望遠鏡（簡稱FAST）坐落在貴州省平塘縣，用來接收來自宇宙深處的電磁波.“中國天眼”的存在，使得深空通訊能力延伸至太陽系外緣行星，對探索宇宙的起源和地外文明具有重要意義.如果為天眼配備一部發射功率為百萬瓦級（106W）的發射機，其發射的無線電波波長為126厘米，那么該發射機每秒鐘發射的光子數量的數量級約為（取真空光速c=3x108m/s,普朗克常量h=6.6x10-34J?s）（ ）A.1023BA.1023B.1027C.1031D.1035【答案】C【解析】設發射機每秒鐘發射的光子數量為n則t0時間內發射光子的總能量為E=nt0￡，由￡=hv和vc c c=1得E=ntjii，則有nt0hi=Pt0，代入數據，最終可得n的數量級約為1031,故C正確.4．（安徽省阜陽一中2019屆模擬）波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有（ ）光電效應現象揭示了光的粒子性熱中子束射到晶體上產生衍射圖樣說明中子具有波動性黑體輻射的實驗規律可用光的波動性解釋動能相等的質子和電子，它們的德布羅意波長也相等【答案】AB【解析】光電效應現象揭示了光的粒子性，A正確；衍射是波特有的性質，故中子束射到晶體上產生衍射圖樣說明運動的中子具有波動性，B正確；黑體輻射的實驗規律不能使用光的波動性解釋，普朗克借助于能量子假說，完美地解釋了黑體輻射規律，破除了'能量連續變化”的傳統觀念，C錯誤；根據德布羅意波h長公式％=P可知，若一個電子和一個質子的德布羅意波長相等，則動量p也相等，但是質子質量比電子質一 疋 一量大，動能Ek=2m，可知兩者動能不相等，D錯誤.（河北邢臺一中2019屆聯考）若能量為E0的光子照射到某金屬表面時，從金屬表面逸出的電子的最大初動能為E,則能量為2E0的光子照射到該金屬表面時，逸出的光電子的最大初動能為（）A.E0＋E B.E0－E C.2E D.2E0－E【答案】A【解析】設該金屬的逸出功為W0,若用能量為E0的光子照射該金屬時，產生光電子的最大初動能為E，根據光電效應方程知E=E0-W0；改用能量為2E0的光照射同一金屬，金屬的逸出功不變，則光電子的最大初動能為Ekm=2E0－W0=E0＋E.（吉林省松原一中2019屆模擬）用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產生光電效應，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率v變化的Ek-v圖象.已知鎢的逸出功是3.28eV,鋅的逸出功是3.34eV.若將二者的圖線畫在同一個Ek-v坐標系中，如圖所示，用實線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過程的是（）

【答案】A【解析】依據光電效應方程E=hv-W0可知，Ek-v圖線的斜率代表普朗克常量h因此鎢和鋅的EkW-V圖線應該平行.圖線的橫軸截距代表截止頻率V0,而V0=~h°，因此鎢的截止頻率小些，綜上所述，A圖正確．（河北唐山一中2019屆一模）在研究某金屬的光電效應現象時，發現當入射光的頻率為v時，其遏止電壓為U.已知普朗克常量為h電子的電荷量為e,下列說法正確的是（）eU該金屬的截止頻率為v-~h B.該金屬的逸出功為eU-hvC.增大入射光的頻率，該金屬的截止頻率增大 D.增大入射光的頻率，遏止電壓增大【答案】ADeU【解析】設該金屬的截止頻率為v0，則有hv-hv0=eU,v0=v-h，故A正確；該金屬的逸出功W0=hv=hv-eU，故B錯誤；該金屬的截止頻率只與材料本身有關，與入射光的頻率沒有關系，故C錯誤；根據hv-hv=eU可知，增大入射光的頻率，遏止電壓增大，故D正確.（黑龍江七臺河一中2019屆模擬）如圖所示，當開關S斷開時，用光子能量為3.5eV的一束光照射陰極K,發現電流表讀數不為零.閉合開關，調節滑動變阻器，發現當電壓表讀數小于1.5V時，電流表讀數仍不為零，當電壓表讀數大于或等于1.5V時，電流表讀數為零.由此可知陰極材料的逸出功為（）A.1.5eV BA.1.5eV B.2.0eVC.3.5eVD.5.0eV【答案】B【解析】根據題意此時光電子的最大初動能Ekm=eUc=1.5eV；根據愛因斯坦光電效應方程有W=hv—Ekm=3.5eV-1.5eV=2.0eV,故B正確.k（山東省青島二中2019屆模擬）下列說法錯誤的是（ ）黑體輻射電磁波的強度按波長分布，與黑體的溫度無關德布羅意提出了實物粒子也具有波動性的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想用頻率一定的光照射某金屬發生光電效應時，入射光越強，單位時間發出的光電子數越多光電效應和康普頓效應都揭示了光具有粒子性【答案】A【解析】根據黑體輻射規律知，黑體輻射電磁波的強度，按波長的分布，只與黑體的溫度有關，A錯誤。德布羅意首先提出了物質波的猜想，之后電子衍射實驗證實了他的猜想,B正確。用頻率一定的光照射某金屬發生光電效應時，入射光越強，則光束中的光電子的數目越多，單位時間發出的光電子數越多，C正確。光電效應和康普頓效應都揭示了光具有粒子性，D正確。（廣東省肇慶一中2019屆模擬）某種金屬發生光電效應時，光電子的最大初動能Ek與入射光頻率v的關系如圖所示，E、v0為已知量。由圖線信息可知（）EJ0z/ZVoV-E逸出功W=E圖象的斜率表示普朗克常量的倒數圖中E與v0的值與入射光的強度、頻率均無關D?若入射光頻率為3v0，則光電子的最大初動能為3E【答案】AC【解析】根據光電效應方程Ek=hv—W0知,Ek=0時，有hv—W=0，所以逸出功W=hvQ，由題圖可知，v=0時，得一E=0—W0，所以W0=E，A正確。根據愛因斯坦光電效應方程Ek=hv—W0知，任何一種金屬的逸出功W0一定，說明Ek隨頻率v的變化而變化，且是線性關系，直線的斜率等于普朗克常量,B錯誤。根據A的分析可知，E等于金屬的逸出功，所以題圖中E與v0的值與入射光的強度、頻率均無關,C正確。根據愛因斯坦光電效應方程Ek=hv—W0，若入射光頻率為3v0，則光電子的最大初動能為2E，D錯誤。

練模擬11．（陜西省寶雞一中2019屆模擬）如圖甲所示，在光電效應實驗中，某同學用相同頻率的單色光，分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個不同的光電管，結果都能發生光電效應。圖乙為其中一個光電管的遏止對于這兩個光電管，列判斷正確的是（對于這兩個光電管，列判斷正確的是（因為材料不同逸出功不同，所以遏止電壓Uc不同光電子的最大初動能不同因為光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數可能相同，飽和光電流也可能相同兩個光電管的U-v圖象的斜率可能不同【答案】ABC【解析】根據光電效應方程有Ekm=hv—W0，根據能量守恒定律得eUc=Ekm，聯立得eU=hv—WQ，即hvWoU=7—T，可知，入射光的頻率相同，逸出功W0不同，則遏止電壓Uc也不同，A正確。根據光電效應方程Ekm=hv—W0得，相同的頻率，不同的逸出功，則光電子的最大初動能不同,B正確。雖然光的頻率相hv同,但光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數可能相同，而飽和光電流也可能相同，C正確。由U=eW） h—可知，Uc-v圖象的斜率k=e=C（常數），所以兩個光電管的Uc-v圖象的斜率一定相同，D錯誤。12.（甘肅省天水一中2019屆模擬）下列說法中正確的是（ ）—群氫原子處于n=3的激發態向較低能級躍遷，最多可放出兩種頻率的光子—個氫原子由n=3的激發態向低能級躍遷，最多可放出兩種頻率的光子實際上，原子中的電子沒有確定的軌道，所以玻爾的氫原子模型是沒有實際意義的a粒子散射實驗揭示了原子具有核式結構答案】BD【解析】一群氫原子處于n=3的激發態向較低能級躍遷，最多可放出3種不同頻率的光子，A錯誤。一個氫原子由n=3的激發態向低能級躍遷，最多可放出兩種頻率的光子，分別為n=3到n=2,n=2到n=1,B正確。原子中的電子沒有確定的軌道，在空間各處出現的概率是不一樣的，而玻爾的氫原子模型作

出了定態與躍遷的假設，成功解釋了氫原子光譜的實驗規律，C錯誤。a粒子散射實驗揭示了原子具有核式結構，D正確。13．（寧夏銀川一中2019屆模擬）下列五幅圖涉及不同的物理知識，其中說法正確的是（ ）甲乙丙丁甲乙丙丁如圖甲：原子是由原子核和核外電子組成的，原子核是由帶正電的質子和不帶電的中子組成的如圖乙：盧瑟福通過分析a粒子散射實驗結果，發現了質子和中子如圖丙：用中子轟擊鈾核使其發生聚變，鏈式反應會釋放出巨大的核能如圖丁：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學的奠基人之一【答案】AD【解析】原子由原子核和核外電子組成，原子核由質子和中子組成，A正確。盧瑟福通過分析a粒子散射實驗結果，得出原子的核式結構模型，B錯誤。用中子轟擊鈾核使其發生裂變，C錯誤。普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學的奠基人之一，D正確。（四川省達州一中2019屆質檢）如圖為氫原子能級圖。現有一群處于n=4激發態的氫原子，用這些氫原子輻射出的光照射逸出功為2.13eV的某金屬，已知電子的電荷量為1.6x10-19C,貝％ ）E/eV-3).54-0.85-1.51-3.4-13.6這些氫原子能輻射出3種不同頻率的光子這些氫原子輻射出光子后，電子的總能量保持不變這些氫原子輻射出的所有光都能使該金屬發生光電效應該金屬逸出的所有光電子中，初動能的最大值為1.7x10-18J【答案】D【解析】根據C2=6知，這些氫原子可以輻射出6種不同頻率的光子，A錯誤。這些氫原子輻射出光子后，電子的動能增大，電勢能減小，總能量會減小,B錯誤。氫原子由n=4躍遷到n=3產生的光的能量E43=E4-E3=-0.85eV—（—1.51eV）=0.66eVv2.13eV,所以不能使逸出功為2.13eV的金屬發生光電效應，C錯誤。氫原子由n=4向n=1能級躍遷時輻射的光子能量最大，頻率最大，最大能量E41=12.75eV,根據光電效應方程可知，入射光的能量越高，貝9電子的動能越大，初動能的最大值Ekm=（12.75—2.13）eV=10.62eVal.7x—8）J,D正確。（云南省曲靖一中2019屆模擬）如圖甲所示為氫原子能級圖，大量處于n=4激發態的氫原子向低能級躍遷時能輻射出多種不同頻率的光，其中用從n=4能級向n=2能級躍遷時輻射的光照射如圖乙所示光電管的陰極K時，電路中有光電流產生，貝貝：）窗口A2843光束-13.6窗口A2843光束-13.6E/eV0-0.85-1.51-3.40甲乙改用從n=4能級向n=1能級躍遷時輻射的光照射，一定能使陰極K發生光電效應改用從n=3能級向n=1能級躍遷時輻射的光照射，不能使陰極K發生光電效應改用從n=4能級向n=1能級躍遷時輻射的光照射，逸出光電子的最大初動能不變入射光的強度增大，逸出光電子的最大初動能也增大【答案】A【解析】根據躍遷規律可知從n=4向n=2躍遷時輻射光子的能量小于從n=4向n=1躍遷時輻射光子的能量，一定能使陰極K發生光電效應，A正確。根據躍遷規律可知，從高能級向低能級躍遷時輻射光子的能量等于這兩個能級差，從n=3能級向n=1能級躍遷時輻射的光子能量大于從n=4能級向n=2能級躍遷時輻射的光子的能量，一定能使陰極K發生光電效應，B錯誤。改用從n=4能級向n=1能級躍遷時輻射的光照射時，入射光能量變大，因此逸出光電子的最大初動能變大,C錯誤。入射光的強度增大，不會影響逸出光電子的最大初動能，只會使逸出的光電子數目增多，D錯誤。（山東省聊城一中2019屆模擬）研究光電效應的電路如圖所示，用頻率相同、強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的關系圖象中，正確的是（）

【答案】C【解析】頻率相同的光照射金屬，根據光電效應方程知，光電子的最大初動能相等，根據km=eUc知,遏止電壓相等，光越強，飽和光電流越大，C正確。17.(廣西省桂林一中2019屆模擬)下表是按照密立根的方法進行光電效應實驗時得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率v的幾組數據。U/Vc0.5410.6370.7140.8090.878v/1014Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上數據應用Excel描點連線，可得直線方程，如圖所示。則這種金屬的截止頻率約為( )A.3.5x1014Hz B.4.3x1014Hz C.5.5x1014Hz D.6.0x1014Hz【答案】B【解析】遏止電壓為零時，入射光的頻率等于截止頻率，根據方程Uc=0.3973而一1.7024,當Uc=0解得v=4.3x1014Hz,B正確。18.(吉林省通化一中2019屆模擬)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73x1014Hz和5.44x1014Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發生光電效應，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鉀逸出的光電子具有較大的()

波長 B.頻率 C.能量D.動量【答案】BCD【解析】根據愛因斯坦光電效應方程得：Ek=hv—W0，又W0=hvc，聯立得Ek=hv—hvc，據題鈣的截止頻率比鉀的截止頻率大，由上式可知：從鉀表面逸出的光電子最大初動能較大，由p=\：2mEk，可知鉀逸h出的光電子的動量較大，根據％=p可知，鉀逸出的光電子的波長較小，則頻率較大，故A錯誤，B、C、D正確.（河南省周口一中2019屆模擬）某光源發出的光由不同波長的光組成，不同波長的光的強度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發出的光照射表中材料（ ）材料鈉銅鉑極限波長（nm）541268196A.僅鈉能產生光電子 B.僅鈉、銅能產生光電子C?僅銅、鉑能產生光電子 D?都能產生光電子【答案】D【解析】根據愛因斯坦光電效應方程可知，只要光源的波長小于某金屬的極限波長，就有光電子逸出該光源發出的光的波長最小的小于100nm,小于鈉、銅、鉑三個的極限波長，都能產生光電子，故D正確，A、B、C錯誤.（山西孝義一中2019屆一模）從1907年起，美國物理學家密立根就開始以精湛的技術測量光電效應中幾個重要的物理量.他通過如圖甲所示的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率v,作出圖乙所示的U—v的圖像，由此算出普朗克常量h,并與普朗克根據黑體輻射測出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應方程的正確性.已知電子的電荷量為e,則下列普朗克常量h的表達式正確的是（）eA.h=veA.h=v2—vU—UB.h=eg-v：v2—viCh=eU2—U12clev2—片D.h=U2—U121【答案】AhW0【解析】根據愛因斯坦光電效應方程有Ek=hv-W0，由動能定理有eUc=Ek，得U=ev-則圖像Uc2—Uc1h eUc2-Uc1的斜率k=v—v=e，可得h= v—v ，故A正確.2121（河北衡水中學2019屆調研）用圖甲所示實驗裝置研究光電效應現象，分別用a、b、c三束光照射光電管陰極，得到光電管兩端的電壓與相應的光電流的關系如圖乙所示，其中a、c兩束光照射時對應的遏止電壓相同，均為Uc2，則下列論述正確的是（）光束窗口AAVU.0u甲乙光束窗口AAVU.0u甲乙A.a、c兩束光的光強相同 B.a、c兩束光的頻率相同C.b光的波長最短 D.用a光照射時光電管發出的光電子的最大初動能最大【答案】BC【解析】根據題圖乙所示光電管兩端的電壓與相應的光電流的關系可知，a、c兩束光照射時對應的遏止電壓相同，說明a、c兩束光的頻率相同，a、c兩束光產生的飽和光電流不同，說明光強不同，選項A錯誤，B正確.b光照射時對應的遏止電壓最大，說明b光的頻率最大，波長最短，照射光電管時發出的光電子的最大初動能最大，選項C正確，D錯誤.練真題1.（2019?天津卷）如圖為a、b、c三種光在同一光電效應裝置中測得的光電流和電壓的關系。由a、b、c組成的復色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是（）

【答案】C【解析】由光電效應的方程Ek二加-W，動能定理eu二Ek【答案】C兩式聯立可得U二—--，故截止電ee壓越大說明光的頻率越大，則有三種光的頻率\vv，則可知三種光的折射率的關系為n>兩式聯立可得U二—--，故截止電ee因此光穿過三棱鏡時b光偏折最大，c光次之，a光最小，故選C，ABD錯誤。2.（2019?新課標全國I卷）氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在1.63eV?3.10eV的光為可見光。要使處于基態（n=1）的氫原子被激發后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為（）” E/eVTOC\o"1-5"\h\z00 04 -0.853 1.512 3.401 13.60A．12.09eVB．10.20eVC．1.89eVD．1.5leV【答案】A【解析】由題意可知，基態（n=1）氫原子被激發后，至少被激發到n=3能級后，躍遷才可能產生能量在1.63eV~3.10eV的可見光。故AE=-1.51—（―13.60）eV二12.09eV。故本題選A。3.（2018?全國卷11?17）用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28x10-19J已知普朗克常量為6.63x10-3