[A組基礎題組]一、單項選擇題1．用很弱的光做雙縫干涉實驗，把入射光減弱到可以認為光源和感光膠片之間不可能同時有兩個光子存在，如圖所示是不同數量的光子照射到感光膠片上得到的照片。這些照片說明()A．光只有粒子性沒有波動性B．光只有波動性沒有粒子性C．少量光子的運動顯示波動性，大量光子的運動顯示粒子性D．少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性解析：光具有波粒二象性，這些照片說明少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性，故D正確。答案：D2．下列說法不正確的是()A．動量相同的電子和質子，其德布羅意波長相同B．光電效應現象說明光具有粒子性，光子具有能量C．康普頓效應說明光具有粒子性，光子具有動量D．黑體輻射的實驗規律說明在宏觀世界里能量是連續的解析：根據物質波波長公式λ＝eq\f(h,p)可知，當質子和電子動量相同時，其德布羅意波長相同，A正確；光電效應現象說明光具有粒子性，光子具有能量，B正確；康普頓效應說明光具有粒子性，光子具有動量，C正確；黑體輻射的實驗規律說明在微觀世界里能量是分立的，D錯誤。答案：D3．用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強度，則()A．逸出的光電子數減少，光電子的最大初動能不變B．逸出的光電子數減少，光電子的最大初動能減小C．逸出的光電子數不變，光電子的最大初動能減小D．光的強度減弱到某一數值，就沒有光電子逸出了解析：光的頻率不變，表示光子能量不變，光的強度減弱，仍會有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動能也不變；而減弱光的強度，逸出的光電子數就會減少，故A正確。答案：A4．已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，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，鈣逸出的光電子具有較大的()A．波長 B．頻率C．能量 D．動量解析：根據愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν－hν0，因為鈣的ν0大，所以從鈣表面逸出的光電子的最大初動能Ekm較小，由p＝eq\r(2mEkm)知，該光電子的動量較小，根據λ＝eq\f(h,p)可知，波長較大，根據ε＝hν及c＝λν可知，頻率和能量較小，B、C、D錯誤，A正確。答案：A5.如圖，用波長為λ的單色光照射某金屬，調節變阻器，當電壓表的示數為U時，電流表的示數恰好減小為零。已知普朗克常數為h，真空中光速為c。則該金屬產生光電效應的截止頻率為()A．eq\f(c,λ) B．eq\f(eU,h)C．eq\f(c,λ)－eq\f(eU,h) D．eq\f(c,λ)＋eq\f(eU,h)解析：根據愛因斯坦光電效應方程有Ekm＝hν－W0＝heq\f(c,λ)－W0①，電流剛好為零時，最大動能Ekm＝eU②，該金屬產生光電效應的截止頻率ν0＝eq\f(W0,h)③，由①②③式得ν0＝eq\f(c,λ)－eq\f(eU,h)，故C正確，A、B、D錯誤。答案：C二、多項選擇題6.按如圖所示的方式連接電路，當用紫光照射陰極K時，電路中的微安表有示數，則下列正確的敘述是()A．如果僅將紫光的光強減弱一些，則微安表可能沒有示數B．僅將滑動變阻器的觸頭向右滑動一些，則微安表的示數一定增大C．僅將滑動變阻器的觸頭向左滑動一些，則微安表的示數可能不變D．僅將電源的正負極對調，則微安表仍可能有示數解析：如果僅將紫光的光強減弱一些，則單位時間內逸出的光電子數減小，則微安表示數減小，故A錯誤。飽和光電流與入射光的強度有關，僅將滑動變阻器的觸頭向右滑動，不改變光的強度，則微安表的示數不一定增大；同理僅將滑動變阻器的觸頭向左滑動一些，則微安表的示數可能不變，故B錯誤，C正確。將電路中電源的極性反接后，即加上反向電壓，若光電子的動能足夠大，電路中還有光電流，微安表仍可能有示數，故D正確。答案：CD7．(2021·四川德陽檢測)如圖甲所示，用頻率為ν0的光照射某種金屬發生光電效應，測出光電流I隨電壓U的變化圖像如圖乙所示，已知普朗克常量為h，光電子帶電荷量為e。下列說法正確的是()A.入射光頻率越大，光電子的能量越高B．光電子的最大初動能為hν0C．該金屬的逸出功為hν0－eUcD．用頻率為eq\f(eUc,h)的光照射該金屬時不可能發生光電效應解析：根據光電效應的規律可知，入射光的頻率越大，則逸出光電子的能量越大，選項A正確；根據光電效應的規律可知，光電子的最大初動能Ekm＝hν0－W逸出功，選項B錯誤；由圖像可知Ekm＝eUc，則該金屬的逸出功為hν0－eUc，選項C正確；頻率為eq\f(eUc,h)的光的能量為hν＝eUc，當大于金屬的逸出功(hν0－eUc)時，同樣可發生光電效應，選項D錯誤。答案：AC8．如圖甲所示，合上開關，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極K，發現電流表示數不為零。調節滑動變阻器，發現當電壓表示數小于0.60V時，電流表示數仍不為零，當電壓表示數大于或等于0.60V時，電流表示數為零。把電路改為圖乙，當電壓表示數為2V時，下列說法正確的是()A．逸出功為1.9eVB．逸出功為1.7eVC．電子到達陽極時的最大動能為2.6eVD．電子到達陽極時的最大動能為4.5eV解析：光子能量hν＝2.5eV的光照射陰極，電流表示數不為零，則能發生光電效應，當電壓表示數大于或等于0.6V時，電流表示數為零，則電子不能到達陽極，由動能定理eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m))知，最大初動能Ekm＝eU＝0.6eV，由光電效應方程hν＝Ekm＋W0知，W0＝1.9eV，對圖乙，當電壓表示數為2V時，電子到達陽極的最大動能Ekm′＝Ekm＋eU′＝0.6eV＋2eV＝2.6eV，故A、C正確。答案：AC[B組能力題組]9．(多選)對于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系如圖所示。用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量。下列說法正確的是()A．鈉的逸出功小于鈣的逸出功B．圖中直線的斜率為eq\f(h,e)C．在得到這兩條直線時，必須保證入射光的光強相同D．若這兩種金屬產生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較高解析：根據Uce＝Ek＝hν－W0，即Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，再由圖像可知，鈉的逸出功小于鈣的逸出功，故A正確；圖中直線的斜率為eq\f(h,e)，故B正確；在得到這兩條直線時，入射光的強度不必相同，故C錯誤；由圖像可知，若這兩種金屬產生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較低，故D錯誤。答案：AB10．(2021·福建南平高三檢測)用如圖甲所示的裝置研究光電效應現象。閉合開關S，用頻率為ν的光照射光電管時發生了光電效應。圖乙是該光電管發生光電效應時光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖像，圖線與橫軸的交點坐標為(a，0)，與縱軸的交點坐標為(0，－b)。下列說法正確的是()A．普朗克常量h＝eq\f(a,b)B．斷開開關S后，電流表G的示數不為零C．僅增加照射光的強度，光電子的最大初動能將增大D．保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數保持不變解析：由hν＝W0＋Ek，變形得Ek＝hν－W0，可知圖線的斜率為普朗克常量，即h＝eq\f(b,a)，故A錯誤；斷開開關S后，仍有光電子產生，所以電流表G的示數不為零，故B正確；只有增大入射光的頻率，才能增大光電子的最大初動能，與光的強度無關，故C錯誤；保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，單個光子的能量增大，光子數一定減少，發出的光子數也減少，電流表G的示數要減小，故D錯誤。答案：B11．(2019·高考北京卷)光電管是一種利用光照射產生電流的裝置，當入射光照在管中金屬板上時，可能形成光電流。表中給出了6次實驗的結果。組次入射光子的能量/eV相對光強光電流大小/mA逸出光電子的最大動能/eV第一組1234.04.04.0弱中強2943600.90.90.9第二組4566.06.06.0弱中強2740552.92.92.9由表中數據得出的論斷不正確的是()A．兩組實驗采用了不同頻率的入射光B．兩組實驗所用的金屬板材質不同C．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動能為1.9eVD．若入射光子的能量為5.0eV，相對光強越強，光電流越大解析：光子的能量ε＝hν，兩組實驗中入射光子的能量不同，故入射光的頻率不同，A正確；由愛因斯坦的光電效應方程hν＝W0＋Ek，可求出兩組實驗中金屬板的逸出功W0均為3.1eV，故兩組實驗所用的金屬板材質相同，B錯誤；由hν＝W0＋Ek，W＝3.1eV，當hν＝5.0eV時，Ek＝1.9eV，C正確；相對光強越強，單位時間內射出的光子數越多，單位時間內逸出的光電子數越多，形成的光電流越大，D正確。答案：B12.在某次光電效應實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關系如圖所示。若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為________，所用材料的逸出功可表示為________。解析：由光電效應方程可知，光電子的最大初動能eq\f(1,2)mv2＝hν－W0。根據動能定理可知eUc＝eq\f(1,2)mv2，聯立解得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)。對照題給遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關系圖像可知，圖像斜率k＝eq\f(h,e)，解得普朗克常量h＝ek。圖像在縱軸上的截距b＝－eq\f(W0,e)，解得所用材料的逸出功W0＝－eb。答案：ek－eb13．(2018·高考江蘇卷)光電效應實驗中，用波長為λ0的單色光A照射某金屬板時，剛好有光電子從金屬表面逸出。當波長為eq\f(λ0,2)的單色光B照射該金屬板時，光電子的最大初動能為________，A、B兩種光子的動量之比為________。(已知普朗克常量為h、光速為c)解析：根據光電效應方程Ek＝hν－W0，又ν＝eq\f(c,λ)，所以有0＝eq\f(hc,λ0)－W0，Ek＝eq\f(2hc,λ0)－W0，解得Ek＝eq\f(hc,λ0)；又光子動量p＝eq\f(h,λ)，所以A、B兩種光子的動量之比為1∶2。答案：eq\f(hc,λ0)1∶214．圖甲是研究光電效應規律的光電管。用波長λ＝0.50μm的綠光照射陰極K，實驗測得流過?表的電流I與A、K之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示的規律，取h＝6.63×10－34J·s。結合圖像，求：(結果保留兩位有效數字)(1)每秒鐘陰極發射的光電子數和光電子飛出陰極K時的最大動能；(2)該陰極材料的極限波長。解析：(1)光電流達到飽和時，陰極發射的光電子全部到達陽