分层规范快练三十七 光电效应 波粒二象性 [双基过关练] 1．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是 A．改用频率更小的紫外线照射 B．改用X射线照射 C．改用强度更大的原紫外线照射 D．延长原紫外线的照射时间 解析某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X射线的频率比紫外线频率高，所以本题答案为B. 答案B 2．[2019广东佛山模拟]“微观粒子的能量是量子化的”这一观念，与下列物理常量相关的是 A．引力常量G B．普朗克常量h C．静电力常量k D．阿伏加德罗常数NA 解析“微观粒子的能量是量子化的”这一观念，与普朗克常量h相关，故B项正确． 答案B 3．[2017上海单科]光子的能量与其 A．频率成正比 B．波长成正比 C．速度成正比 D．速度平方成正比 解析由E＝hν、c＝λν得E＝hν＝h，可见光子的能量与其频率成正比、与其波长成反比，A正确，B错误．由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的，故C、D皆错误． 答案A 4．多选在光电效应实验中，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，一定不同的是 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 解析同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属逸出功不同，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；
同一束光照射，光中的光子数目相等，所以饱和电流是相同的，故选A、C、D. 答案ACD 5．多选下列说法正确的是 A．普朗克曾经大胆假设振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫能量子 B．德布罗意提出实物粒子也具有波动性，而且粒子的能量ε和动量p跟它对应的波的频率ν和波长λ之间，遵从ν＝和λ＝ C．光电效应揭示了光具有粒子性，康普顿效应揭示了光具有波动性 D．X射线是处于激发态的原子核辐射出的 解析普朗克把最小的能量单位叫能量子，故A正确；
德布罗意提出了实物粒子具有波动性的规律，故B正确；
在康谱顿效应中，也揭示了光具有粒子性，故C错误；
X射线是处于激发态的原子内层电子受到激发辐射出的，故D错误． 答案AB 6．[2019保定模拟]如图所示，在验电器上安装一个铜网，使其带电，验电器金属箔张开一定角度．用紫外线照射铜网，验电器金属箔的张角保持不变．再将一块锌板放置在该铜网后面一定距离处，用同一紫外线照射锌板时，发现金属箔张开角度减小．下列相关说法中正确的是 A．增加紫外线的强度照射铜网，金属箔张角将变大 B．紫外线的频率大于金属锌的截止频率 C．铜网带负电 D．改用紫光照射锌板，验电器的金属箔张角也一定减小 解析根据用紫外线照射铜网，验电器金属箔的张角保持不变；
再将一块锌板放置在该铜网后面一定距离处，用同一紫外线照射锌板时，发现金属箔张开角度减小，说明逸出的光电子跑到铜网上，导致其电量减小，当增加紫外线的强度照射铜网，金属箔张角将变更小，由此可知，铜网带正电，故A、C项错误；
只有紫外线的频率大于金属锌的截止频率，才会发生光电效应，故B项正确；
根据光电效应产生条件，当改用紫光照射，则紫光频率小于紫外线，因此可能不发生光电效应现象，则验电器金属箔不一定张开，故D项错误． 答案B 7．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek－ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV.若将二者的图线画在同一个Ek－ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是 解析依据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek－ν图线的斜率代表普朗克常量h，因此钨和锌的Ek－ν图线应该平行．图线的横轴截距代表截止频率ν0，而ν0＝，因此钨的截止频率小些，综上所述，A图正确． 答案A 8．[2019北京西城区一模]被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜简称FAST坐落在贵州省平塘县，用来接收来自宇宙深处的电磁波．“中国天眼”的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义．如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级106 W的发射机，其发射的无线电波波长为126厘米，那么该发射机每秒钟发射的光子数量的数量级约为取真空光速c＝3108 m/s，普朗克常量h＝6.610－34 Js A．1023 B．1027 C．1031 D．1035 解析设发射机每秒钟发射的光子数量为n，则t0时间内发射光子的总能量为E＝nt0ε，由ε＝hν和ν＝得E＝nt0h，则有nt0h＝Pt0，代入数据，最终可得n的数量级约为1031，故C正确． 答案C 9．某金属的遏止电压用Uc表示，入射光频率用ν表示，用不同频率的光照射某金属产生光电效应，得到Uc－ν图象如图所示．根据图象求出该金属的截止频率νc为已知电子电荷量e＝1.610－19 C A．1.01014 Hz B．2.01014 Hz C．5.01014 Hz D．17.51014 Hz 解析eUc＝mv＝hν－W，Uc＝－，由图象可得Uc＝0时，νc＝5.01014 Hz.故选项C正确． 答案C 10．[2019黑龙江七台河模拟] 如图所示，当开关S断开时，用光子能量为3.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．闭合开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.5 V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于1.5 V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为 A．1.5 eV B．2.0 eV C．3.5 eV D．5.0 eV 解析根据题意此时光电子的最大初动能Ekm＝eUc＝1.5 eV；
根据爱因斯坦光电效应方程有W＝hν－Ekm＝3.5 eV－1.5 eV＝2.0 eV，故B正确． 答案B 11．[2019河北邢台检测]若能量为E0的光子照射到某金属表面时，从金属表面逸出的电子的最大初动能为E，则能量为2E0的光子照射到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为 A．E0＋E B．E0－E C．2E D．2E0－E 解析设该金属的逸出功为W0，若用能量为E0的光子照射该金属时，产生光电子的最大初动能为E，根据光电效应方程知E＝E0－W0；
改用能量为2E0的光照射同一金属，金属的逸出功不变，则光电子的最大初动能为Ekm＝2E0－W0＝E0＋E.故选A. 答案A [技能提升练] 12．在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管．若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中可能正确的是 解析光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，由于入射光的频率没有变，故遏止电压相同，即图线与横轴的交点相同．由于a光的光强大于b光的光强，所以a的饱和电流大于b的饱和电流．故A项正确、B、C、D项错误． 答案A 13．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λaλbλc＝123.当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应，逸出的光电子最大初动能为Ek；
若改用b光束照射该金属板时也能发生光电效应，逸出的光电子最大初动能为Ek，当改用c光束照射该金属板时 A．能发生光电效应，逸出的光电子最大初动能为Ek B．能发生光电效应，逸出的光电子最大初动能为Ek C．能发生光电效应，逸出的光电子最大初动能为Ek D．由于c光束光子能量较小，不会发生光电效应 解析对a、b、c三束光，由光电效应方程有－W0＝Ek，－W0＝Ek，由以上两式可得＝Ek，逸出功W0＝Ek.c光光子的能量E＝＝EkW0，故用c光束照射该金属板时能发生光电效应，且c光束照射该金属板时，逸出的光电子的最大初动能E′k＝－W0＝Ek－Ek＝Ek，选项B正确． 答案B 14．[2019四川成都市模拟]多选 利用如图所示的电路研究光电效应，其中电极K由金属钾制成，已知钾的逸出功为2.25 eV.用某一频率的光照射电极K时，逸出的光电子的最大初动能为1.50 eV，电流表的示数为I.已知普朗克常量h＝6.610－34 Js，下列说法正确的是 A．金属钾的截止频率约为5.51014 Hz B．若入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为3.00 eV C．若入射光的强度不变、频率加倍，电流表的示数变为2I D．若入射光频率加倍，遏止电压的大小将变为5.25 V 解析由W0＝hνc，解得金属钾的截止频率约为νc＝5.51014 Hz，选项A正确；
若入射光的频率加倍，W0不变，由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，可知光电子的最大初动能并不加倍，选项B错误；
若入射光的频率加倍、强度不变，则单位时间内入射光的光子数减半，即电极K表面逸出的光电子数量减半，电流表的示数变为，选项C错误；
由Ek＝hν－W0知入射光的能量为hν＝3.75 eV，若入射光的频率加倍，则E′k＝2hν－W0＝5.25 eV，而eUc＝E′k，所以遏止电压Uc＝5.25 V，选项D正确． 答案AD