PAGEPAGE1專題81光電效應波粒二象性1．光的干涉、衍射、偏振現象證明光具有波動性，光電效應說明光具有粒子性.2.愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν－W0.其中Ek＝eUc，Uc為遏止電壓．W0＝hνc，νc為極限頻率．1．(2020·河南駐馬店市3月模擬)用光電管進行光電效應實驗中，分別用頻率不同的單色光照射到同種金屬上，下列說法正確的是()A．頻率較小的入射光，需要經過足夠長的時間照射才能發生光電效應B．入射光的頻率越大，極限頻率就越大C．入射光的頻率越大，遏止電壓就越大D．入射光的強度越大，光電子的最大初動能就越大答案C解析如果入射光的頻率低于金屬的極限頻率，無論時間多長，無論光的強度多大，都不會發生光電效應，故A錯誤；金屬材料的性質決定金屬的逸出功，而逸出功決定金屬的極限頻率，與入射光的頻率無關，故B錯誤；根據eUc＝hν－W0可知，入射光的頻率越大，遏止電壓就越大，故C正確；根據愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0，可知光電子的最大初動能隨照射光的頻率增大而增大，與入射光的強度無關，故D錯誤．2．2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發出了波長在100nm(1nm＝10－9m)附近連續可調的世界上最強的極紫外激光脈沖．“大連光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的研究中發揮重要作用．一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎．據此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空中光速c＝3×108m/s)()A．10－21JB．10－18JC．10－15JD．10－12J答案B解析一個處于極紫外波段的光子的能量為E＝eq\f(hc,λ)＝1.98×10－18J，則由題意可知，電離一個分子的能量與此值相近，B選項最符合題意．3．(2020·陜西寶雞中學第三次模擬)下表給出了一些金屬材料的逸出功，現用波長為400nm的單色光分別照射這5種材料，不能產生光電效應的材料最多有幾種(h＝6.6×10－34J·s，c＝3.00×108m/s)()材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功(×10－19J)3.04.35.96.26.6A.2種 B．3種C．4種 D．5種答案B解析波長為400nm的單色光的光子能量hν＝heq\f(c,λ)＝6.6×10－34×eq\f(3×108,400×10－9)J＝4.95×10－19J由于光子能量小于鎂、鈹、鈦三種材料的逸出功，根據愛因斯坦的光電效應方程，這三種材料不能產生光電效應，故B正確，A、C、D錯誤．4.(多選)(2020·廣東六校聯盟第一次聯考)如圖1所示，在光電效應實驗中，用頻率為νa的單色光a照射到光電管的陰極K上，光電子的最大初動能為Eka，遏止電壓為Uc.下列說法正確的是()圖1A．若換用頻率小的單色光b做實驗，一定不能發生光電效應B．若換用頻率大的單色光b做實驗，則最大初動能滿足Ekb＞EkaC．若實驗中增大單色光a強度，則遏止電壓也會增大D．增大單色光a的強度，保持滑片P不動，光電流變大答案BD解析根據光電效應的產生條件可知，入射光的頻率大于或等于極限頻率才能發生光電效應，若換用頻率小的單色光b做實驗，也可能發生光電效應，故A錯誤；若換用頻率大的單色光b做實驗，根據光電效應方程可知，Ekm＝hν－W0，最大初動能增大，滿足Ekb>Eka，故B正確；根據動能定理可知，eUc＝Ekm，增大單色光a強度，遏止電壓不會增大，故C錯誤；增大單色光a的強度，保持滑片P不動，則光電子增多，光電流變大，故D正確．5．(多選)(2020·浙江嘉、麗3月聯考)某同學用某一金屬為陰極的光電管觀測光電效應現象，實驗裝置示意圖如圖2甲所示．測得該金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.則()圖2A．圖甲中電極A為光電管的陽極B．探究遏止電壓Uc與入射光頻率ν關系時，電源的左側是正極C．該金屬的截止頻率νc為5.15×1014HzD．該金屬的逸出功為3.41×10－19eV答案AC解析電子從金屬板上射出后被電場加速，由此可知A板為正極即為陽極，故A正確；探究遏止電壓Uc與入射光頻率ν關系時，電源的左側是陰極，故B錯誤；由Ek＝hν－W0和eUc＝Ek得：eUc＝hν－W0，因此當遏止電壓為零時，hνc＝W0，由此，結合圖中數據可知該金屬的截止頻率νc為5.15×1014Hz，故C正確；根據圖象可知截止頻率νc為5.15×1014Hz，則該金屬的逸出功：W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014J≈3.41×10－19J≈2.13eV，故D錯誤．6．(2020·浙江寧波市“十校聯考”)以往我們認識的光電效應是單光子光電效應，即一個電子在極短時間內只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出．強激光的出現豐富了人們對于光電效應的認識，用強激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應，這已被實驗證實．光電效應實驗裝置示意圖如圖3.用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發生光電效應．換用同樣頻率為ν的強激光照射陰極K，則發生了光電效應；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場．逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的(其中W0為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電荷量)()圖3A．U＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e) B．U＝eq\f(2hν,e)－eq\f(W0,e)C．U＝2hν－W0 D．U＝eq\f(5hν,2e)－eq\f(W0,e)答案B解析發生光電效應時有Ek＝nhν－W0(n＝2,3,4…)在K、A間逐漸增大U，當光電流為零時，由－eU＝0－Ek得U＝eq\f(nhν,e)－eq\f(W0,e)(n＝2,3,4…)，故B項正確．7．(多選)(2020·浙江高三二模)在光電效應實驗中，某同學按如圖4a方式連接電路，用同一種材料在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖b所示．則可判斷出()圖4A．甲光的頻率大于乙光的頻率B．乙光的波長大于丙光的波長C．僅將滑動變阻器的滑動觸頭向右滑動，則微安表的示數可能為零D．甲光的光強大于乙光的光強答案BD解析根據eUc＝Ek＝hν－W0，入射光的頻率越高，對應的遏止電壓Uc越大，甲光、乙光的遏止電壓相等，所以甲光、乙光的頻率相等，故A錯誤；丙光的遏止電壓大于乙光的遏止電壓，所以丙光的頻率大于乙光的頻率，則乙光的波長大于