高一物理课时跟踪检测(三十八) 光电效应 波粒二象性

课时跟踪检测（三十八）光电效应波粒二象性

[A级——基础小题练熟练快]

1．(多选)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

解析：选ACD电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，故A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，体现的是β射线的粒子性，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子具有波动性，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子具有波动性，故D正确。

2．(多选)光电效应实验中，下列表述正确的是()

A．光照时间越长，光电流越大

B．入射光足够强就可以有光电流

C．遏止电压与入射光的频率有关

D．入射光频率大于极限频率时一定能产生光电子

解析：选CD光电流的大小只与单位时间内通过单位面积的光电子数目有关，而与光照时间的长短无关，选项A错误；无论光照强度多大，光照时间多长，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故选项B错误；遏止电压即反向截止电压，eU c＝hν－W0，与入射光的频率有关，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，则遏止电压越大，故选项C正确；无论光照强度多小，光照时间多短，只要光的频率大于极限频率就能产生光电效应，即一定能产生光电子，故选项D正确。

3．(多选)(2017·全国卷Ⅲ)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b。h为普朗克常量。下列说法正确的是()

A．若νa>νb，则一定有U a

B．若νa>νb，则一定有E k a>E k b

C．若U a

D．若νa>νb，则一定有hνa－E k a>hνb－E k b

解析：选BC设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有E k＝hν－W，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大，B项正确；又E k＝eU，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有eU＝hν－W，遏止电压U随ν增大而增大，A项错误；又有hν－E k＝W，W相同，则D项错误。

4．(2020·山东省滨州模拟)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014 Hz，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

解析：选A由爱因斯坦光电效应方程1

2

m v m2＝hν－W0，又由W0＝hν0，可得光电子的

最大初动能1

2

m v m2＝hν－hν0，由于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子

的最大初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量，B、C、D错误；又由c＝λf可知光电子频率较小时，波长较大，A正确。

5．(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为νc，则()

A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子

B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνc

C．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大

D．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

解析：选AB该金属的截止频率为νc，则可知逸出功W0＝hνc，故当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子，且此时产生的光电子的最大初动能E k′＝2hνc－W0＝hνc，故A、B正确；逸出功由金属自身的性质决定，与照射光的频率无关，故C错误；由光电效应方程E k＝hν－W0可知，D错误。

6．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应。对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定相同的是()

A．遏止电压B．饱和光电流

C．光电子的最大初动能D．逸出功

解析：选B同一种单色光照射不同的金属，入射光的频率和光子能量一定相同，金属逸出功不同，根据光电效应方程E km＝hν－W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；

同一种单色光照射，入射光的强度相同，所以饱和光电流相同。故选项B正确。

7.如图所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色

光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照

射时不发生光电效应，则下列说法中正确的是()

A．A光的频率小于B光的频率

B．A光的入射强度大于B光的入射强度

C．A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b

D．A光照射光电管时流过电流表G的电流大小取决于光照时间的长短

解析：选C由光电效应实验规律知A、B错误，A光照射光电管时，光电子从阴极射出，光电子从b流过电流表G到a的，所以电流方向是a流向b，而且流过电流表G的电流大小取决于光的入射强度，与光照时间的长短无关，故C正确，D错误。

8．(2019·济南模拟)关于下列四个实验，下列说法中正确的是()

A．图甲中紫光照射到锌板上可以发生光电效应，则其他可见光照射到锌板上也一定可以发生光电效应

B．图乙中入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大

C．图丙说明光子既有粒子性也有波动性

D．戴维孙和汤姆孙利用图丁证明了电子具有波动性

解析：选D在可见光中，紫光的频率最大，故紫光光子的能量最大，紫光照射到锌板上可以发生光电效应，但其他可见光照射到锌板上不一定发生光电效应，A错误；入射光的强度只能改变单位时间内逸出光电子的数量，但不能增大逸出光电子的最大初动能，B

错误；光的散射揭示了光的粒子性，没有揭示光的波动性，C 错误；衍射是波特有的现象，故电子束衍射实验证明了电子具有波动性，D 正确。

9.(2020·广东省中山模拟)如图所示，实验中分别用波长为λ

1、λ2的单

色光照射光电管的阴极K ，测得相应的遏止电压分别为U 1和U 2，设电子

的质量为m ，带电荷量为e ，真空中的光速为c ，下列说法正确的是(

)A ．若λ1>λ2，则U 1>U 2

B ．根据题述条件无法算出阴极K 金属的极限频率

C ．用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU 1

D ．入射光的波长与光电子的最大初动能成正比

解析：选C 根据爱因斯坦光电效应方程，有：hc λ

－W 0＝E km ＝eU c ，因此若λ1＞λ2，则U 1＜U 2，故A 错误；根据hc λ1－W 0＝eU 1；hc λ2

－W 0＝eU 2，其中的W 0＝hνc ，三式联立可求解h 和νc ，选项B 错误；用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU 1，选项C 正确；根据hc λ－W 0＝E km 可知入射光的波长与光电子的最大初动能不成正比，故D 错误。

10.研究光电效应规律的实验装置如图所示，用频率为ν的光照射光

电管阴极K 时，有光电子产生。由于光电管K 、A 间加的是反向电压，

光电子从阴极K 发射后将向阳极A 做减速运动。光电流i 由图中电流计

G 测出，反向电压U 由电压表V 测出。当电流计的示数恰好为零时，

电压表的示数称为反向截止电压U c ，在下列表示光电效应实验规律的

图像中，错误的是()

解析：选B 由光电效应规律可知，光电流的强度与光强成正比，光射到金属上时，光电子的发射是瞬时的，不需要时间积累，故A 、D 图像正确；从金属中发出的光电子，在反向电压作用下做减速运动，随着反向电压的增大，到达阳极的光电子数减少，故C 图像正确；由光电效应方程可知：hν＝hν0＋E km ，而eU c ＝E km ，所以有hν＝hν0＋eU c ，由此

可知，B图像错误。

[B级——增分题目练通抓牢]

11.(2019·山西省太原市三模)如图所示，在研究光电效应的实

验中，保持P的位置不变，用单色光a照射阴极K，电流计G的

指针不发生偏转；改用另一频率的单色光b照射K，电流计的指

针发生偏转，那么()

A．增加a的强度一定能使电流计的指针发生偏转

B．用b照射时通过电流计的电流由d到c

C．只增加b的强度一定能使通过电流计的电流增大

D．a的波长一定小于b的波长

解析：选C用单色光a照射阴极K，电流计G的指针不发生偏转，说明a光的频率小于阴极K的截止频率，增加a的强度也无法使电流计的指针发生偏转，A错误；电子运动方向从d到c，电流方向从c到d，B错误；只增加b的强度可以使光电流增大，使通过电流计的电流增大，C正确；b光能使阴极K发生光电效应，b光的频率大于阴极K的截止频率也就大于a光的频率，b的波长一定小于a的波长，D错误。

12．(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)。由图可知()

A．该金属的截止频率为4.27×1014Hz

B．该金属的截止频率为5.5×1014Hz

C．该图线的斜率表示普朗克常量

D．该金属的逸出功约为1.8eV

解析：选ACD由光电效应方程E k＝hν－W0可知，题图中横轴的截距为该金属的截止频率，选项A正确，B错误；图线的斜率表示普朗克常量h，C正确；该金属的逸出功W0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×1014J≈1.8eV，选项D正确。

13．(2019·河南省濮阳市三模)用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如

图乙所示，由图可知()

A．单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最大

B．单色光a和c的频率相同，且a光更强些，b光频率最大

C．单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最小

D．单色光a和c的频率不同，且a光更强些，b光频率最小

解析：选B a、c两单色光照射后遏止电压相同，根据E km＝eU c，可知产生的光电子最大初动能相等，则a、c两单色光的频率相等，光子能量相等，由于a光的饱和光电流较大，则a光的强度较大，单色光b照射后遏止电压较大，根据E km＝eU c，可知b光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程E km＝hν－W0得，b光的频率大于a光的频率，故A、C、D错误，B正确。

14.在研究甲、乙两种金属发生光电效应现象的实验中，光电子的最

大初动能E k与入射光频率ν的关系如图所示，则下列说法正确的是()

A．两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等

B．若增大入射光频率ν，则所需的遏止电压U c将增大

C．某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则不一定能使甲金属发生光电效应

D．若不改变入射光频率ν，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能E k将增大解析：选B根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，可知光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图像的斜率k＝h，所以两条图线的斜率一定相等，α和β一定相等，选项A错误；由E k＝hν－W0可知，若增大入射光的频率ν，则产生的光电子的最大初动能增大。由eU c＝E k，可知若增大入射光频率ν，则所需的遏止电压U c将增大，选项B正确；光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图像与横轴的截距等于金属的逸出功W0与普朗克常量h的比值，由图像可知甲的逸出功较小，因此某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则一定能使甲金属发生光电效应，选项C错误；根据光电效应规律，若不改变入射光频率ν，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能不变，选项D错误。

15．如图所示是研究光电效应的电路，则下列关于光电流与电压的关系图像中正确的

是()

解析：选A同一种光的频率相等，根据光电效应方程E km＝hν－W0，最大初动能相等，由E km＝eU c，知遏止电压相等，蓝光的频率大于黄光的频率，则蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压。光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，光电流越大。故A正确，B、C、D错误。