1、【 精品教育资源文库 】 课时作业（三十四）光电效应 光的波粒二象性 基础小题练 1根据爱因斯坦光子说，光子能量 E 等于 (h 为普朗克常量， c、 为真空中的光速和波长 )( ) A hc B h c C.h D h 【解析】 根据 E h ， c 得： E hc ，故 A 对 【答案】 A 2在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的 ( ) A频率 B强度 C照 射时间 D光子数目 【解析】 由爱因斯坦光电效应方程 Ek h W0可知， Ek只与频率 有关，故选项 B、C、 D 错，选项 A 正确 【答案】 A 3频率为 的光照射某金
2、属时，产生光电子的最大初动能为 Ekm.改为频率为 2 的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为 (h 为普朗克常量 )( ) A Ekm h B 2Ekm C Ekm h D Ekm 2h 【解析】 根据爱因斯坦光电效应方程得： Ekm h W0，若入射光频率变为 2 ，则Ekm h2 W0 2h (h Ekm) h Ekm，故选 C. 【答案】 C 4三种不同的入射光 A、 B、 C 分别射在三种不同的金属 a、 b、 c 表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长 A B C，则 ( ) A用入射光 A 照射金属 b 和 c，金属 b 和 c 均可发生光电效应现象 B用入射光
3、 A 和 B 照射金属 c，均可使金属 c 发生光电效应现象 C用入射光 C 照射金属 a 和 b，金属 a、 b 均可发生光电效应现象 D用入射光 B 和 C 照射金属 a，均可使金属 a 发生光电效应现象 【解析】 恰能使金属逸出光电子，说明入射光的频率恰好等于金属的截止频率，由题意知入射光的频率 A B C， A 的频率最小，用入射光 A 照射金属 b 和 c，金属 b 和 c 均【 精品教育资源文库 】 不能发生光电效应， A 错误； A、 B 光的频率都小于 C 的频率，用入射光 A 和 B 照射金属 c，金属 c 不能发生光电效应， B 错误； C 的频率比 A、 B 的频率都大
4、，所以用入射光 C 照射金属a 和 b，金属 a、 b 均可发生光电效应， C 正确； A 的频率小于 B、 C 的频率，所以用入射光 B、C 照射金属 a，均可使金属 a 发生光电效应， D 正确 【答案】 CD 5.某金属在光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能 Ek与入射光频率 的关系如图所示，则 ( ) A普朗克常量为 cE B入射光的频率为 3 c时，逸出的光电子的最大初动能为 2E C频率大于 2 c的入射光照射该金属时才会发生光电效应 D若光在真空中的速度为 c，则波长大于 cc的光照射该金属时才会发生光电效应 【解析】 由光电效应方程 Ek h W0，结合图象可知金属的逸出
5、功 W0 E，极限频率为 c，所以 h c W0 0，解得 h Ec， A 错误；由光电效应方程 Ek h W0，则 Ek h3 c W0 2E， B 正确；由题图可知频率不低于 c 的入射光照射该金属时会发 生光电效应，即波长不大于 cc的光照射该金属时才会发生光电效应， C、 D 错误 【答案】 B 6如图甲所示为某实验小组成员研究某金属发生光电效应的遏止电压随照射光频率变化关系的实验装置，图乙为实验得到的遏止电压随照射光频率变化的关系图象，电子的电荷量 e 1.610 19 C，则下列说法正确的是 ( ) A图甲中滑动变阻器的滑片移到最左端，电流计 G 的示数为零 B由图乙得普朗克常量为
6、 6.410 33 Js C由图乙可知，该金属的极限频率为 5.010 14 Hz 【 精品教育资源文库 】 D当照射光的 频率为 17.510 14 Hz 时，逸出的光电子的最大初动能为 3.210 19 J 【解析】 当题图甲中滑动变阻器的滑片移到最左端，光照射金属发生光电效应，回路中仍有光电流，电流计的示数不为零， A 项错误；由 Uc he hev0可知，图象的斜率 he 2510 14 Vs ，得 h 6.410 34 Js ， B 项错误；当 Uc 0 时， 0 5.010 14Hz， C 项正确；当照射光的频率为 17.510 14 Hz 时，逸出的光电子的最 大初动能为 Ek
7、 eUc 8.010 19 J，D 项错误 【答案】 C 创新导向练 7科学探究 利用光电管探究光电效应的规律 如图为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为 4.510 14 Hz，则以下判断中正确的是 ( ) A发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率 B发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度 C用 0.5 m 的光照射光电管时，电路中有光电流产生 D光照射时间越长，电路中的电流越大 【解析】 在光电管中若发生了光电效应，单位 时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关据此可判断 A、 D 错误，B
8、正确波长 0.5 m 的光子的频率 c 31080.510 6 Hz 61014 Hz 4.510 14 Hz，可发生光电效应，所以 C 正确 【答案】 BC 8科学探究 用图象法研究光电效应的规律 如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能 Ek 与入射光的波长的倒数 (1 )的关系图象，由图象可知 ( ) A图象中的 0是产生光电效应的最小波长 【 精品教育资源文库 】 B普朗克常量和光速的乘积 hc E 0 C该金属的逸出功等于 E D若入射光的波长为 03 ，产生的光电子的最大初动能为 2E 【解析】 图象中的 0是产生光电效应的最大波长，选项 A 错误；根据爱因斯坦光电效应方
9、程，光电子的最大初动能 Ek 与入射光的波长的倒数 1 的关系图象对应的函数关系式为 Ek hc1 W，由图象可知 Ek 0 时， hc E 0，选项 B 正确；由 Ek hc1 W，并结合关系图象 可得该金属的逸出功 W E，选项 C 错误；若入射光的波长为 03 ，由 Ek hc 1 W，解得 Ek hc1 W 3E E 2E，即产生的光电子的最大初动能为 2E，选项 D 正确 【答案】 BD 9生活科技 光的粒子性在激光器原理中的体现 某半导体激光器发射波长为 1.510 6 m，功率为 5.010 3 W 的连续激光已知可见光波长的数量级为 10 7m，普朗克常量 h 6.6310 3
10、4 Js ，该激光器发出的 ( ) A是紫外线 B是红外线 C光子能量约为 1.310 18 J D光子数约为每秒 3.810 16个 【解析】 由于该激光器发出的光波波长比可见光长，所以发出的是红外线， A 错误，B正确光子能量 E h hc 1.310 19 J， C错误每秒发射的光子数 n P1E 3.810 16个， D 正确 【答案】 BD 10实验探索 用双缝干涉实验探究光的波粒二象性 用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感 光胶片上得到的照片这些照片说明( ) A光只有粒子性没有波动性 B光只有
11、波动性没有粒子性 【 精品教育资源文库 】 C少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性 D少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性 【解析】 光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故 D 正确 【答案】 D 综合提升练 11紫光在真空中的波长为 4.510 7 m，问： (h 6.6310 34 Js ， c 310 8 m/s) (1)紫光光子的能量是多少？ (2)用它照射极限频 率 c 4.6210 14 Hz 的金属钾能否产生光电效应？ (3)若 (2)能产生光电效应，则光电子的最大初动能为多少？ 【解析】 (1)E h
12、hc 4.4210 19 J. (2) c 6.6710 14 Hz，因为 c，所以能产生光电效应 (3)光电子的最大初动能 Ek h W0 h( c)1.3610 19 J. 【答案】 (1)4.4210 19 J (2)能 (3)1.3610 19 J 12如图所示，当开关 S 断开时，用光子能量 为 2.5 eV 的一束光照射阴极 P，发现电流表读数不为零合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于 0.60 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 0.60 V 时，电流表读数为零 (1)求此时光电子的最大初动能的大小； (2)求该阴极材料的逸出功 【解析】 设用光子能量为 2.5 eV 的光照射时，光电子的最大初动能为 Ek，阴极材料逸出功为 W0. 反向电压达到 U 0.60 V 时，具有最大初动能的光电子到不了阳极，因此 eU Ek 由光电效应方程得 Ek h W0 由以上两式得 Ek 0.6 eV， W0 1.9 eV. 【答案】 (1)0.6 eV (2)1.9 eV
