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第2节光的波粒二象性1.(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才能产生光电子CD【解析】光电流的大小只与到达阳极的光电子个数有关，A错．由hν＝W＋Ek和Uq＝Ek知，CD正确．2.(单选)对爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W，下面的理解正确的有()A．只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能EkB．式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C．逸出功W和极限频率ν0之间应满足关系式W＝hν0D．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比C【解析】爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W中的W表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值，对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的，其他光电子的初动能都小于这个值．若入射光的频率恰好是极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是0，因此有W＝hν0.由Ek＝hν－W可知Ek和ν之间是一次函数关系，但不是成正比．3.关于光电效应，下列几种叙述正确的是()A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流的强度与入射光的强度无关C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应D【解析】金属的逸出功由该金属决定，与入射光源频率无关，光电流的强度与入射光强度成正比，选项A、B错误．不可见光包括能量大的紫外线、X射线、γ射线，也包括能量比可见光小的红外线、无线电波，选项C错误．考点1：对光电效应规律的理解例1：(单选)利用光子说对光电效应的解释，下列说法正确的是()A．金属表面的一个电子只能吸收一个光子B．电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子C．金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的能量才能从金属表面逸出D．无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累了能量后，总能逸出成为光电子【解析】根据光子说，金属的一个电子一次只能吸收一个光子，若所吸收的光子频率大于金属的极限频率，电子逃离金属表面，成为光电子，且光子的吸收是瞬时的，不需要时间的积累，若所吸收的光子能量小于逸出功(光子频率小于金属的极限频率)，则电子不能逃离金属表面，不能成为光电子．答案：A【变式训练1】(1)(单选)关于光电效应，下列说法正确的是()A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多A(2)用红光照射某一光电管发生光电效应时，测得光子的最大初动能为Ek1，光电流强度为I1；若改用光的强度与上述红光相同的紫光照射该光电管时，测得光电子的最大初动能为Ek2，光电流强度为I2，则Ek1与Ek2，I1与I2的大小关系为：Ek2＞Ek1，I2＜I1(选填“＞”“＝”或“＜”)【解析】(1)由W＝hν可知A正确．照射光的频率大于极限频率时才能发生光电效应，即B错．由Ek＝hν－W0可知C错．入射光的强度一定时，频率越高，单个光子的能量hν越大，光子数越少，单位时间内逸出的光电子数越少，故D错．(2)红光光子的频率比紫光光子的频率小，因此红光的光子能量小，紫光的光子能量大，当红光和紫光的强度相同时，即单位时间内单位面积上照射的红光光子个数多，而照射的紫光的光子个数少，根据光电效应原理，红光照射时，产生的光电子数多，光电流的强度大，故I1＞I2.由于紫光光子能量大，同一光电管，逸出功W0相同，根据爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋Ek得：用紫光照射时，光电子的最大初动能大，Ek2＞Ek1.考点2：光电效应方程的应用例2：(1)(单选)研究光电效应的电路如图甲所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是()(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小____________________(选填“增大”“减小”或“不变”)，原因是___________________________．(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为－3.40eV和－1.51eV，金属钠的截止频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．【解析】(1)设钠的遏止电压为Uc，对光电子由动能定理得－eUc＝0－12mv2m，又由12mv2m＝hν－W0得Uc＝hν－W0e，同种金属的逸出功W0是相同的，因此入射光频率相同时其遏止电压Uc亦相同，A、B错误．光电效应现象中，光电流的大小与入射光的强度成正比，C正确，D错误．(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，由于光电子在从金属表面逸出的过程中，要受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)．所以在光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小减小．(3)氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中，放出的光子能量为E＝E3－E2，代入数据得E＝1.89eV，金属钠的逸出功W0＝hν0，代入数据得W0＝2.3eV，因为EW0，所以不能发生光电效应．答案：(1)C(2)减小光电子从金属表面逸出的过程中要受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)(3)见解析【变式训练2】(单选)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出()A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能B【解析】遏止电压越大，光照射后光电子最大初动能也越大，光的频率越大，只有B项正确．