一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)
1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步.下列表述正确的是( )
A.牛顿发现了万有引力定律
B.洛伦兹发现了电磁感应定律
C.光电效应证实了光的波动性
D.爱因斯坦的光电效应方程彻底否定了光的波动性[高考资源网KS5U.COM]
2.现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa∶λb∶λc＝1∶2∶3.当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek，若改用b光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为Ek，当改用c光束照射该金属板时( )
A.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek
B.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek
C.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek[Ks5u.com]
D.由于c光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应
3.(2011·福建高考)爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率.从图中可以确定的是( )
A.逸出功与ν有关
B.Ekm与入射光强度成正比
C.当ν<ν0时，会逸出光电子
D.图中直线的斜率与普朗克常量有关
4.(2012·阳江模拟)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照射到阴极K上时，电路中有光电流，则( )
A.若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流
B.若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流
C.增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大
D.若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生
二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意)
5.(易错题)光电效应的实验结论是：对于某种金属( )
A.无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B.无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应
C.超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小
D.超过极限频率的入射光频率越高，所产生光电子的最大初动能就越大
6.三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子.已知三种光线的波长λ甲＞λ乙＞λ丙，则( )
A.用入射光甲照射金属b，可能发生光电效应
B.用入射光丙照射金属b，一定发生光电效应[高考资源网]
C.用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应
D.用入射光乙和丙同时照射金属a，一定发生光电效应
7.物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，正确的是( )
A.曝光时间不长时，出现不规则的点子，表现出光的波动性[高考资源网]
B.单个光子通过双缝后的落点无法预测
C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方
D.只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性
8.(易错题)分别用波长为λ的单色光照射两块不同的金属板，发出的光电子的最大初动能分别为3 eV和2 eV.当改用波长为的单色光照射时，其中一块金属板发出的光电子的最大初动能为8 eV，则另一块金属板发出的光电子的最大初动能为( )
A.5 eV B.7 eV[高考资源网KS5U.COM]
C.9 eV D.12 eV
9.如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能mv 与入射光频率ν的关系图象.由图象可知( )
A.该金属的逸出功等于E
B.该金属的逸出功等于hν0
C.入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E
D.入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
10.(预测题)(18分)紫光在真空中的波长为4.5×10－7 m，问：
(1)紫光光子的能量是多少？
(2)用它照射极限频率为ν0＝4.62×1014 Hz的金属钾能否产生光电效应？
(3)若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h＝6.63×10－34 J·s)
11.(18分)如图所示，当电键S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零.合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零.
(1)求此时光电子的最大初动能的大小.
(2)求该阴极材料的逸出功.
答案解析
1.【解析】选A.了解部分物理学史：牛顿发现万有引力定律；法拉第发现电磁感应定律；光电效应证明了光具有粒子性；爱因斯坦的光电效应方程是建立在光具有粒子性的基础上，但它并没有完全否定光的波动性，光子的能量E＝hν，其中频率ν是一个描述波的物理量，故A正确，B、C、D均错.[高考资源网KS5U.COM]
2.【解析】选B.对a、b、c三束光由光电效应方程有：－W＝Ek，－W＝
Ek，由以上两式得＝Ek，W＝Ek.当改用c光束照射该金属板时－W＝Ek－Ek＝Ek，故B正确.
3.【解析】选D.由光电效应方程Ekm＝hν－W，W＝hν0，与y＝kx＋b相对应可知只有D项正确.
4.【解析】选B.用波长为λ0的光照射阴极K，电路中有光电流，说明入射光的频率ν＝大于金属的极限频率，换用波长为λ1的光照射阴极K，因为λ1>λ0，根据ν＝可知，波长为λ1的光的频率不一定大于金属的极限频率，也不一定小于金属的极限频率，因此不能确定是否发生光电效应现象，A错误；同理可以判断，B正确；光电流的大小与入射光的强度有关，在一定频率与强度的光照射下，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U的增加而增大，当U大到一定程度时，光电流达到饱和值，这时即使再增大U，在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增加，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流，增大电源电压，若光电流达到饱和值，则光电流也不会增大，C错误；将电源极性反接，若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功，电路中仍有光电流产生，D错误.
【总结提升】解光电效应问题常用技巧
(1)判断和描述时应理清三个关系.
①光电效应的实质(单个光子被单个电子吸收而产生的)
②光电子最大初动能的来源(金属表面的自由电子吸收光子后克服逸出功逸出后具有的动能)
③入射光强度与光电流的关系(当入射光的频率大于极限频率时光电流与入射光的强度成正比)[高考资源网]
(2)定量分析时应抓住三个关系式.
①爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0.
②最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eU0.
③逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0.
5.【解析】选A、D.只有当入射光的频率大于极限频率时才会产生光电效应现象，且光电子的最大初动能Ekm＝hν－W0只取决于频率，与光的强度无关.A、D项正确，B、C项错误.
6.【解析】选B、D.由c＝λν和λ甲＞λ乙＞λ丙得ν甲＜ν乙＜ν丙.光乙能使金属b恰能发生光电效应，所以光甲不能使b发生光电效应，而丙能，A错B对，同理C错D对.
7.【解析】选B、C.由于光波是一种概率波，单个光子的落点无法预测，大量光子的分布服从统计规律，故B、C正确.A中的现象说明了光的粒子性；个别光子的行为才通常表现出粒子性，故A、D错误.
8.【解析】选B、C.根据光电效应方程知，用波长为λ的单色光照射金属板Ⅰ时有Ek1＝－W1，照射金属板Ⅱ时有Ek2＝－W2；若用波长为的单色光照射金属板Ⅰ时有E′k1＝－W1，照射金属板Ⅱ时有E′k2＝－W2；若Ek1＝3 eV，Ek2＝2 eV，E′k1＝8 eV，则解得E′k2＝7 eV；若Ek1＝3 eV，Ek2＝2 eV，E′k2＝8 eV，则解得E′k1＝9 eV.
【变式备选】用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌片和银片，都能产生光电效应，在这两个过程中，对于下列四个量，一定相同的是 ，可能相同的是 ，一定不同的是 .
A.光子的能量 B.光电子的逸出功
C.光电子动能 D.光电子初动能
【解析】光子的能量由光的频率决定，同一束单色光频率相同，因而光子能量相同，逸出功等于电子脱离原子核束缚需要做的最少的功，因此只由材料决定.锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功一定不相同.由Ek＝hν－W0，照射光子能量hν相同，逸出功W0不同，则电子最大初动能也不同.由于光电子吸收光子后到达金属表面的路径不同，途中损失的能量也不同，因而脱离金属时的动能可能分布在零到最大初动能之间.所以，两个不同光电效应的光电子中，有时初动能是可能相等的.
答案：A C、D B
9.【解析】选A、B.由爱因斯坦的光电效应方程可得：mv＝hν－W，对应图线可知，该金属的逸出功为E，极限频率为ν0，则W＝E＝hν0，A、B正确.当入射光频率为2ν0时，mv＝h·2ν0－W＝hν0＝E为光电子的最大初动能，C错误；当ν＝时不发生光电效应，D错误.
10.【解析】(1)E＝hν＝h＝4. 42×10－19 J (6分)
(2)ν＝＝6.67×1014 Hz (4分)
因为ν>ν0，所以能产生光电效应. (2分)
(3)Ekm＝hν－W0＝h(ν－ν0)＝1.36×10－19 J. (6分)
答案：(1)4.42×10－19 J (2)能 (3)1.36×10－19 J
11.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：
(1)根据最大反向电压可求出光电子的最大初动能.
(2)根据光子的能量和光电子的最大初动能可求出材料的逸出功.
【解析】设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ek，阴极材料逸出功为W0，
当反向电压达到U＝0.60 V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU＝Ek (6分)
由光电效应方程：Ek＝hν－W0 (6分)
由以上二式：Ek＝0.6 eV， (3分)
W0＝1.9 eV (3分)
答案：(1)0.6 eV (2)1.9 eV
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