暑假作业17 光电效应　波粒二象性-【暑假分层作业】2025年高二物理暑假培优练（人教版2019）

限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业17 光电效应　波粒二象性 知识点一：黑体辐射及实验规律 1．热辐射 (1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射． (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体温度的不同而有所不同． 2．黑体、黑体辐射的实验规律 (1)黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体． (2)黑体辐射的实验规律： ①对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除了与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图． 3．能量子 (1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子． (2)能量子大小：ε＝hν，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)． 知识点二、光电效应 1．光电效应及其规律 (1)光电效应现象 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常称为光电子． (2)光电效应的产生条件 入射光的频率大于或等于金属的截止频率． (3)光电效应规律 ①每种金属都有一个截止频率νc，入射光的频率必须大于或等于这个截止频率才能产生光电效应． ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大． ③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s. ④当入射光的频率大于或等于截止频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越多，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成正比． 2．爱因斯坦光电效应方程 (1)光电效应方程 ①表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0. ②物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能． (2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值，W0＝hνc＝h. (3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值． 3、光电效应的分析思路 知识点三、光电效应中常见的四类图像 图像名称 图线形状 获取信息 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系 ①截止频率νc：图线与ν轴交点的横坐标 ②逸出功W0：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量h：图线的斜率k＝h 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系 ①截止频率νc：图线与横轴的交点的横坐标 ②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke(注：此时两极之间接反向电压) 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc：图线与横轴的交点的横坐标 ②饱和电流：电流的最大值 ③最大初动能：Ek＝eUc 颜色不同时，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和电流 ③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 知识点四　光的波粒二象性与物质波 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性． (2)光电效应说明光具有粒子性． (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性． 2．物质波 (1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波． (2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长λ＝，p为运动物体的动量，h为普朗克常量． 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1、 单选题 1．（24-25高二下·河北石家庄·期中）普通物体辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，具有一定的分布规律，这种分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。黑体辐射实验规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A．黑体辐射强度按波长的分布只跟黑体温度有关，与黑体材料无关 B．当温度降低时，各种波长的电磁波辐射强度均有所增加 C．当温度升高时，辐射强度峰值向波长较大的方向移动 D．黑体不能够完全吸收照射到它上面的所有电磁波 2．（24-25高二下·河北石家庄·期中）智能手机中的光线传感器可以根据外界的光照强度自动调整屏幕亮度，光线传感器的主要工作原理是光电效应。下列关于光电效应的说法正确的是（　　） A．光电效应证实了光的波动性 B．发生光电效应时，入射光的频率越大，逸出光电子的最大初动能越大 C．发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能与入射光强度成正比 D．光电效应实验中的遏止电压与入射光的频率成正比 3．（24-25高二下·重庆·期中）题图是在、两种温度条件下，黑体辐射强度与辐射波长的关系图像，下列说法正确的是（　　） A． B．随着温度的升高，黑体辐射的峰值波长向长波方向移动 C．随着温度的升高，各种波长的电磁波的辐射强度均增加 D．黑体辐射的强度不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关 4．（24-25高二下·湖南）如图所示为研究光电效应的实验装置，光电管的阴极K用某种金属制成。闭合开关S，用某种单色光照射阴极K时，微安表有示数。若只减弱该单色光的强度，则下列说法正确的是（　　） A．微安表的示数变大 B．该金属的逸出功变小 C．逸出的光电子的最大初动能不变 D．从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间明显增加 5．（23-24高二下·陕西西安·期中）实验发现用频率低于截止频率的强激光照射金属时也能发生光电效应，这说明在强激光照射下，一个电子在极短时间内能吸收多个光子而从金属表面逸出。若某金属的截止频率为，普朗克常量为h，则用频率为的强激光照射该金属时，光电子的最大初动能可能为（    ） A． B． C． D． 6．（23-24高二下·辽宁大连·期中）用各种频率的光照射两种金属材料得到遏止电压随光的频率变化的两条图线1、2，图线上有和两点。下列说法不正确的是（    ） A．图线1、2一定平行 B．图线2对应金属材料的逸出功大 C．照射同一金属材料，用对应的光比对应的光产生的饱和电流大 D．照射同一金属材料，用对应的光比对应的光逸出的光电子最大初动能大 7．（23-24高二下·江苏南通·期中）利用图示实验装置研究光电效应规律。实验中用同一频率（足够大）的单色光，分别照射不同型号的光电管（K极金属不同），以下遏止电压（Uc）随不同金属逸出功（W0）变化图像正确的是（    ） A．B．C． D． 8．（21-22高二下·辽宁大连·期中）如图所示，分别用波长为，的光照射光电管的阴极K，对应的遏止电压之比为3∶1，普朗克常量用h表示，则（　　） A．光电管的极限波长是 B．用频率为的光照射该光电管时，有光电子逸出 C．光电管阴极K的逸出功为 D．用波长为的光照射，加正向电压时，饱和光电流一定变大 二、多选题 9．（24-25高二下·北京海淀·期中）年诺贝尔物理学奖授予阿秒激光领域的阿戈斯蒂尼等三位科学家，以表彰他们在阿秒光脉冲产生和应用上做出的卓越贡献。阿秒光脉冲的产生，可以在亚原子尺度上研究光电效应。图甲为演示光电效应的实验装置，用光强度相同的红、绿光分别照射阴极，得到两条关于电流表与电压表读数的关系曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．用光强很弱的紫光照射阴极，会发生光电效应 B．截止电压与光的频率成正比 C．由红光照射阴极得到图线为曲线 D．向右移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数不断增大 10．（24-25高三下·贵州·阶段练习）我国太阳能发电的发展现状非常积极，取得了显著进展。截至2024年底，全国太阳能发电装机容量约为8.9亿千瓦。太阳能电池的核心部分是型和型半导体的交界区域——结。型半导体中导电的粒子为空穴（可视为正电荷），而型半导体中导电的粒子为电子。某太阳能电池的结至少需要吸收能量为的光子才能产生一对自由电子和空穴，电子—空穴对会向电池板表面迅速扩散，形成一个与光照强度有关的电动势，工作原理如图所示。光照强度越大，太阳能电池单位时间内释放出的电子、空穴越多，设光速为，普朗克常量为，则（   ） A．太阳能电池内部电流方向由型区域流向型区域 B．增大光照强度，上、下电极间的电压保持恒定 C．能量为的光子照射PN结，产生的电子和空穴的最大初动能为零 D．该太阳能电池发生光电效应的极限频率为 11．（23-24高二下·山东青岛·期中）在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象称为光电效应。如图所示，甲是研究光电效应的电路图，乙是光电流与电压的关系图像，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，电子从阴极K表面逸出后做减速运动 B．闭合开关，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动，电流表读数增大到某一值后不再增大 C．由图乙可知，③光子的频率大于①光子的频率 D．由图乙可知，①②是同种颜色的光，①的光强比②的小 12．（22-23高三上·浙江·开学考试）如图所示为研究光电效应的实验装置，此时滑片P位于中点O的正上方，用光束照射光电管的极板K，电流表的指针发生偏转。移动滑片P，当电流表示数恰好为0时，电压表指针指向某一刻度，下列说法正确的是（　　） A．滑片P应向右滑动 B．电流表示数恰好为0时，电压表示数为遏止电压的大小 C．电压表指针指向某一刻度后，再移动滑片P，指针将不再偏转 D．用某种频率的光照射，电流表示数恰好为0时，读取电压表示数。换用另一种频率的光，同样操作后也读取电压表示数，若两种光频率和电子电荷量已知，就可以测定普朗克常量 三、解答题 13．（2023高二下·河北邯郸·期中）戴同学研究光电效应的实验装置如图所示，光电管的阴极K用某金属制成，闭合开关S，该同学先用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数；用频率为的光照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数。已知电子的电荷量为e，求： （1）普朗克常量h； （2）阴极K金属的极限频率。 一、单选题 1．（23-24高二下·江苏南京·期中）某同学采用如图甲所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。电源的极性可以改变，当在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极（），测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m、电荷量为e。图乙为频率为的单色光的实验图像。则下列选项正确的是（　　） A．若改用频率为的单色光照射光电管，遏止电压U2>U1 B．阴极K金属的极限频率 C．加正向电压时，将滑片向右滑动，可增大光电子的最大初动能，电流表的示数增大 D．若用频率更高的光照射光电管，则饱和光电流一定增大 2．（23-24高二下·江苏南通·期中）利用分光技术和热电偶等设备，可以测出黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况，1700K和1500K两种温度下的黑体，其辐射强度按波长分布的情况是（　　） A． B． C． D． 3．（23-24高二下·湖北·阶段练习）用紫外光电管制作的火灾报警器的灵敏度非常高，其能够探测5 m远处的香烟头燃烧时火焰发出的紫外线，因此被称为“火焰发现者”，但它对太阳光（灯光）中的紫外线完全没有反应，因此在使用过程中不需要过滤任何太阳光（灯光）。已知光电管内部金属材料发生光电效应的极限频率为，太阳光（灯光）中紫外线的频率为，明火中紫外线的频率为，则（　　） A． B． C． D． 4．（23-24高二下·河北石家庄·期中）如图甲所示，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在受到光照时能够发射光电子。阴极K与阳极A之间电压U的大小可以调整，电源的正负极也可以对调。闭合开关后，阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流。现分别用a、b、c三种色光照射阴极K，形成的光电流与电压的关系图像如图乙中a、b、c所示，下列说法正确的是（　　） A．b光频率最低 B．a光的光强一定最强 C．a、c光照射到阴极K上，出射电子的最大初动能不同 D．U一定时，三种单色光分别照射阴极K，射出的光电子的最大动能 5．（23-24高二下·辽宁大连·期中）照射到金属表面的光可能使金属中的电子逸出，可以用甲图的电路研究电子逸出的情况。阴极K在受到光照时能够逸出电子，阳极A吸收逸出的电子，在电路中形成光电流。图乙是用甲、乙、丙三束光分别照射阴极K得到的图线，、表示遏止电压。下列说法正确的是（　　） A．甲图中要测遏止电压，滑片不动，滑片P应向右端滑动 B．乙图中甲光的光强最大，丙光的频率最大 C．乙图中甲、乙、丙三束光的光子动量 D．乙图中丙光照射时比甲光照射时产生的光电子的最大初动能小 6．（23-24高二下·重庆北碚·期中）如图甲是研究光电效应规律的实验装置图，用绿光照射阴极K，实验测得电流Ⅰ与电势差UAK满足图乙所示规律，电子的电荷量为1.6×10-19C，关于该实验说法正确的是（　　） A．阴极材料K的逸出功为0.6eV B．滑动变阻器滑片P从图示位置向左滑动，电流计示数增大 C．改用紫光照射阴极K，饱和光电流一定变大 D．若实验中入射光的光子有60%引发了光电效应，则每秒钟照射到阴极K的光子数目为1.0×1013个 7．（2024·浙江宁波·二模）图甲所示为氢原子的能级图。一群处于第4能级的氢原子，会辐射出不同频率的光，其中只有2种频率的光a、b可以让图乙所示光电管的阴极K发生光电效应。图丙为a、b光单独照射K时产生的光电流随电压变化的关系图。下列说法正确的是（　　） A．a光的光子动量比b光的光子动量大 B．用b光照射光电管时，逸出光电子的初动能都比a光照射时大 C．用同一双缝干涉装置进行实验，a光的干涉条纹间距小于b光的 D．处于第2能级的氢原子可以吸收a光的光子并电离 二、多选题 8．（2025·浙江绍兴·三模）如图1所示，一束由两种频率的光组成的复色光照射阴极，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表的示数，并用图像表示两者的关系（图2所示）。若用光单独照射，可得到遏止电压分别为，饱和电流分别为；若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离。下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 9．（24-25高二下·河北石家庄·期中）用某频率为ν0的激光照射大量处于基态的氢原子，氢原子发射光谱中仅能观测到三种光a、b、c，对应频率分别为νa、νb、νc，分别用这三种频率的光照射图甲所示的实验装置，其中只有a、b两种光能得到图乙所示的电流I与电压U的关系曲线，已知氢原子基态能量E1=-13.6eV，第n能级的能量En=，普朗克常数h=6.63×10-34J·s，真空中光速c=3×108m/s，电子电荷量e=1.6×10-19C，下列说法正确的是（　　） A．激光光子能量约为12.09eV B．阴极材料的逸出功为5.60eV C．光电子的最大初动能为5.49eV D．c光的动量大小约为1.0×10-27kg·m/s 10．（23-24高二下·山东青岛·期中）某同学采用如图甲所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。电源的极性可以改变，当在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为和，设电子质量为m、电荷量为e。图乙为频率为的单色光的实验图像。则下列选项正确的是（　　）    A．加正向电压时，将滑片P向右滑动，可使电流表的示数增大，光电子的最大初动能增大 B．若改用频率为的单色光照射光电管，乙图像与横轴交点在光照射时的左侧 C．分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为和，阴极K金属的极限频率 D．增大上述两种光的光强照射光电管，则饱和光电流一定增大 11．（23-24高二下·广东广州·期中）关于近代物理学，下列对图所描述现象，解释正确的是（　　） A．紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象揭示了光具有粒子性 B．如图乙所示，光电子的最大初动能与入射光的频率的图像中，该直线的斜率为h C．如图丙所示，金属的遏止电压UC与入射光的频率的图像中，遏止电压与入射光的频率成正比 D．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，由图像可知这三束光的频率关系是甲最大，丙最小 12．（23-24高二下·河北邯郸·期中）某种复合光由红、绿两种颜色的光组成，实验小组以此复合光照射光电管的阴极K（红、绿单色光均可使该光电管发生光电效应），进行光电效应实验，如图甲所示。设光电管电压为时测得的光电流为，测得多组数据，并作出图像如图乙所示，已知红光光子频率为，绿光光子频率为，光电管的逸出功为，普朗克常量为，电子电荷量大小为，下列说法正确的是（　　） A．光电子的最大初动能为 B．测量遏止电压时，滑片应向移动 C．遏止电压 D．红光的光强大于绿光的光强 三、解答题 13．（24-25高二下·河北邯郸·期中）美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量。已知电子电荷量大小为e。请回答下列问题： (1)图甲中电极A连接电源的正极还是负极； (2)求普朗克常量； (3)求该金属的逸出功。 14．（23-24高二下·江苏南通·期末）如图甲所示是研究光电效应的电路图，图乙是氢原子能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁时辐射的光子照射光电管阴极K，只有两种光子能使阴极K发出光电子。闭合开关，移动变阻器滑片，当微安表示数恰为零时电压表示数为U。已知氢原子的能级（，2，3，…），电子电荷量为e，普朗克常量为h。求： （1）氢原子跃迁时辐射出光子的最大频率； （2）阴极K的逸出功。 1．（23-24高二下·江苏宿迁·期末）如图所示为研究光电效应实验装置。发光功率为P的激光器，发出频率为的光全部照射在阴极K上，回路中形成光电流。当滑片B向左移至a时，微安表的示数恰好为零，电压表的示数为；当滑片B向右移至b时，微安表的示数达最大值，电压表的示数为。光电子电量为e，普朗克常量为h。求： （1）阴极材料的逸出功； （2）当滑片B向右移至b时，光电子到达A极板时的最大动能； （3）若每入射N个光子会产生一个光电子，所有的光电子都能到达A，微安表的最大示数I。 2．（23-24高二下·江苏常州·期中）利用如图甲所示的电路研究光电效应，K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子。K与A之间的电压大小可以调整。移动变阻器的滑片，可以获得灵敏电流计示数与电压表示数之间的关系。 （1）为了测得遏止电压，滑片应该往还是端移动？ （2）美国物理学家密立根在实验中测量出某种金属的遏止电压和与之对应的入射光的频率的多组数据，并利用这些数据作出图线，如图乙所示。已知图线中两个点的坐标分别为、，元电荷电荷量为。求普朗克常量； （3）某同学设计了一种利用光电效应的电池，如图丙所示。K电极加工成球形，A电极加工成透明导电的球壳形状。已知K电极发射光电子的最小动能为，最大动能为，电子电荷量为。假定照射到K电极表面的光照条件不变，单位时间射出的电子数目为，所有射出的电子都是沿着球形结构半径方向向外运动，且忽略球壳内电子之间的相互作用，电子电荷量为 a.求A、K之间的最大电势差； b.在A、K间接上不同负载时，电路中的电流可能会变化，求在什么范围内变化，电流可保持不变。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业17 光电效应　波粒二象性 知识点一：黑体辐射及实验规律 1．热辐射 (1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射． (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体温度的不同而有所不同． 2．黑体、黑体辐射的实验规律 (1)黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体． (2)黑体辐射的实验规律： ①对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除了与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图． 3．能量子 (1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子． (2)能量子大小：ε＝hν，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)． 知识点二、光电效应 1．光电效应及其规律 (1)光电效应现象 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常称为光电子． (2)光电效应的产生条件 入射光的频率大于或等于金属的截止频率． (3)光电效应规律 ①每种金属都有一个截止频率νc，入射光的频率必须大于或等于这个截止频率才能产生光电效应． ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大． ③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s. ④当入射光的频率大于或等于截止频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越多，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成正比． 2．爱因斯坦光电效应方程 (1)光电效应方程 ①表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0. ②物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能． (2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值，W0＝hνc＝h. (3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值． 3、光电效应的分析思路 知识点三、光电效应中常见的四类图像 图像名称 图线形状 获取信息 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系 ①截止频率νc：图线与ν轴交点的横坐标 ②逸出功W0：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量h：图线的斜率k＝h 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系 ①截止频率νc：图线与横轴的交点的横坐标 ②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke(注：此时两极之间接反向电压) 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc：图线与横轴的交点的横坐标 ②饱和电流：电流的最大值 ③最大初动能：Ek＝eUc 颜色不同时，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和电流 ③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 知识点四　光的波粒二象性与物质波 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性． (2)光电效应说明光具有粒子性． (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性． 2．物质波 (1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波． (2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长λ＝，p为运动物体的动量，h为普朗克常量． 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1、 单选题 1．（24-25高二下·河北石家庄·期中）普通物体辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，具有一定的分布规律，这种分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。黑体辐射实验规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A．黑体辐射强度按波长的分布只跟黑体温度有关，与黑体材料无关 B．当温度降低时，各种波长的电磁波辐射强度均有所增加 C．当温度升高时，辐射强度峰值向波长较大的方向移动 D．黑体不能够完全吸收照射到它上面的所有电磁波 【答案】A 【详解】A．由黑体辐射的实验规律可知，黑体辐射强度按波长的分布只跟黑体温度有关，与黑体材料无关，故A正确； B．根据黑体辐射的实验规律可知，温度降低时，各种波长的光波辐射强度均有所减少，故B错误； C．当温度升高时，辐射强度峰值向波长较短的方向移动，故C错误； D．黑体能够完全吸收照射到它上面的所有电磁波，故D错误。 故选A。 2．（24-25高二下·河北石家庄·期中）智能手机中的光线传感器可以根据外界的光照强度自动调整屏幕亮度，光线传感器的主要工作原理是光电效应。下列关于光电效应的说法正确的是（　　） A．光电效应证实了光的波动性 B．发生光电效应时，入射光的频率越大，逸出光电子的最大初动能越大 C．发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能与入射光强度成正比 D．光电效应实验中的遏止电压与入射光的频率成正比 【答案】B 【详解】A．光电效应证实了光的粒子性，故A错误； BC．根据光电效应方程 可知发生光电效应时，入射光的频率越大，逸出光电子的最大初动能越大；逸出光电子的最大初动能与入射光强度无关，故B正确，C错误； D．根据， 可得 可知光电效应实验中的遏止电压与入射光的频率不成正比关系，故D错误。 故选B。 3．（24-25高二下·重庆·期中）题图是在、两种温度条件下，黑体辐射强度与辐射波长的关系图像，下列说法正确的是（　　） A． B．随着温度的升高，黑体辐射的峰值波长向长波方向移动 C．随着温度的升高，各种波长的电磁波的辐射强度均增加 D．黑体辐射的强度不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关 【答案】C 【详解】AC．根据黑体辐射规律可知，温度升高，各种波长的辐射强度均增加，则有 故A错误，C正确； B．根据黑体辐射规律可知，随着温度的升高，黑体辐射的峰值波长向短波方向移动，故B错误； D．黑体辐射的强度仅与温度有关，与材料的种类及表面状况无关，故D错误。 故选C。 4．（24-25高二下·湖南·阶段练习）如图所示为研究光电效应的实验装置，光电管的阴极K用某种金属制成。闭合开关S，用某种单色光照射阴极K时，微安表有示数。若只减弱该单色光的强度，则下列说法正确的是（　　） A．微安表的示数变大 B．该金属的逸出功变小 C．逸出的光电子的最大初动能不变 D．从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间明显增加 【答案】C 【详解】A．减弱该单色光的强度，单位时间内入射光的光子数目减少，从金属表面逸出的光电子数目将减少，微安表的示数变小，故A错误； B．金属的逸出功由金属本身决定，所以保持不变，故B错误； C．根据光电效应方程 因为入射光的频率不变，可知光电子的最大初动能不变，故C正确； D．发生光电放应时，光电子的逸出几乎是瞬时的，与光照强度无关，故 D错误。 故选C。 5．（23-24高二下·陕西西安·期中）实验发现用频率低于截止频率的强激光照射金属时也能发生光电效应，这说明在强激光照射下，一个电子在极短时间内能吸收多个光子而从金属表面逸出。若某金属的截止频率为，普朗克常量为h，则用频率为的强激光照射该金属时，光电子的最大初动能可能为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由光电效应方程可知光电子的最大初动能 （n=2、3、4……） 当n=4时 故选C。 6．（23-24高二下·辽宁大连·期中）用各种频率的光照射两种金属材料得到遏止电压随光的频率变化的两条图线1、2，图线上有和两点。下列说法不正确的是（    ） A．图线1、2一定平行 B．图线2对应金属材料的逸出功大 C．照射同一金属材料，用对应的光比对应的光产生的饱和电流大 D．照射同一金属材料，用对应的光比对应的光逸出的光电子最大初动能大 【答案】C 【详解】A．根据光电效应方程和动能定理可得 ， 可得 由此可知，图线1、2斜率相同，两图线一定平行，故A正确，不符合题意； B．结合图线可知，图线2对应金属材料的逸出功大，故B正确，不符合题意； C．P对应的光的频率较小，当不能确定光的强度，所以不可以确定饱和光电流的大小，故C说法错误，符合题意； D．P对应的光的频率较小，Q对应的光的频率较大，所以照射同一金属材料，用Q对应的光比P对应的光溢出的电子最大初动能大，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．（23-24高二下·江苏南通·期中）利用图示实验装置研究光电效应规律。实验中用同一频率（足够大）的单色光，分别照射不同型号的光电管（K极金属不同），以下遏止电压（Uc）随不同金属逸出功（W0）变化图像正确的是（    ） A．B．C． D． 【答案】B 【详解】实验中用同一频率（足够大）的单色光，分别照射不同型号的光电管；根据光电效应方程可得 根据动能定理可得 联立可得 可知是一条斜率为负，纵轴截距为正的倾斜直线。 故选B。 8．（21-22高二下·辽宁大连·期中）如图所示，分别用波长为，的光照射光电管的阴极K，对应的遏止电压之比为3∶1，普朗克常量用h表示，则（　　） A．光电管的极限波长是 B．用频率为的光照射该光电管时，有光电子逸出 C．光电管阴极K的逸出功为 D．用波长为的光照射，加正向电压时，饱和光电流一定变大 【答案】C 【详解】AB．根据光电效应方程及动能定理可知 由已知可得 联立解得 极限波长为，用频率为的光照射该光电管时，不发生光电效应，没有光电子逸出，故A B错误； C．光电管阴极K的逸出功为 故C正确； D．饱和光电流大小与入射光的强度有关，用波长为的光照射，加正向电压时，饱和光电流不一定变大，看光的强度如何变化，故D错误。 故选C。 二、多选题 9．（24-25高二下·北京海淀·期中）年诺贝尔物理学奖授予阿秒激光领域的阿戈斯蒂尼等三位科学家，以表彰他们在阿秒光脉冲产生和应用上做出的卓越贡献。阿秒光脉冲的产生，可以在亚原子尺度上研究光电效应。图甲为演示光电效应的实验装置，用光强度相同的红、绿光分别照射阴极，得到两条关于电流表与电压表读数的关系曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．用光强很弱的紫光照射阴极，会发生光电效应 B．截止电压与光的频率成正比 C．由红光照射阴极得到图线为曲线 D．向右移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数不断增大 【答案】AC 【详解】A．是否能发生光电效应，只与入射光的频率有关，与光强无关，紫色光的频率大于绿色光，故用光强很弱的紫光照射阴极，会发生光电效应，A正确； B．由，， 得，可知截止电压与光的频率不成正比，B错误； C．如图所示，，而绿光频率大于红光频率，故由红光照射阴极得到图线为曲线，C正确； D．向右移动滑动变阻器的滑片，若光电流已经达到了最大值，电流表的示数不会增大，D错误。 故选AC。 10．（24-25高三下·贵州·阶段练习）我国太阳能发电的发展现状非常积极，取得了显著进展。截至2024年底，全国太阳能发电装机容量约为8.9亿千瓦。太阳能电池的核心部分是型和型半导体的交界区域——结。型半导体中导电的粒子为空穴（可视为正电荷），而型半导体中导电的粒子为电子。某太阳能电池的结至少需要吸收能量为的光子才能产生一对自由电子和空穴，电子—空穴对会向电池板表面迅速扩散，形成一个与光照强度有关的电动势，工作原理如图所示。光照强度越大，太阳能电池单位时间内释放出的电子、空穴越多，设光速为，普朗克常量为，则（   ） A．太阳能电池内部电流方向由型区域流向型区域 B．增大光照强度，上、下电极间的电压保持恒定 C．能量为的光子照射PN结，产生的电子和空穴的最大初动能为零 D．该太阳能电池发生光电效应的极限频率为 【答案】AC 【详解】A．电子向区流动，空穴（正电荷）向区流动，电流方向相同，由到，故A正确； B．光照强度增大，光电流增大，电阻不变，电压升高，故B错误。 C．恰好等于逸出功大小，所以最大初动能为零，故C正确。 D．根据公式 解得 故D错误。 故选AC。 11．（23-24高二下·山东青岛·期中）在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象称为光电效应。如图所示，甲是研究光电效应的电路图，乙是光电流与电压的关系图像，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，电子从阴极K表面逸出后做减速运动 B．闭合开关，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动，电流表读数增大到某一值后不再增大 C．由图乙可知，③光子的频率大于①光子的频率 D．由图乙可知，①②是同种颜色的光，①的光强比②的小 【答案】BC 【详解】A．由图甲知光电管中的电场方向水平向右，电子从金属板逸出后，受到水平向左的电场力，电子做加速运动，A错误； B．向右移动滑动变阻器，光电管中电压增大，当光电管中的电流达到饱和光电流时，电流表示数将不再增大，B正确； C．根据光电效应方程 结合遏止电压 整理得 ③光子的遏止电压大于①光子的遏止电压，所以③光子的频率大于①光子的频率，C正确； D．①、②遏止电压相同，①、②频率相同，所以①、②是同种颜色的光，①的饱和光电流大于②的饱和光电流，①的光强比②的大，D错误； 故选BC。 12．（22-23高三上·浙江·开学考试）如图所示为研究光电效应的实验装置，此时滑片P位于中点O的正上方，用光束照射光电管的极板K，电流表的指针发生偏转。移动滑片P，当电流表示数恰好为0时，电压表指针指向某一刻度，下列说法正确的是（　　） A．滑片P应向右滑动 B．电流表示数恰好为0时，电压表示数为遏止电压的大小 C．电压表指针指向某一刻度后，再移动滑片P，指针将不再偏转 D．用某种频率的光照射，电流表示数恰好为0时，读取电压表示数。换用另一种频率的光，同样操作后也读取电压表示数，若两种光频率和电子电荷量已知，就可以测定普朗克常量 【答案】BD 【详解】A．滑片P向左移，光电管加上反向电压，A错误； B．电流表示数刚为0时，电压表的示数为遏止电压的大小，B正确； C．电压表测量所并滑动变阻器部分两端电压，指针一直偏转，C错误； D．由 可知，两组数据可以表示出普朗克常量，D正确； 故选BD。 三、解答题 13．（2023高二下·河北邯郸·期中）戴同学研究光电效应的实验装置如图所示，光电管的阴极K用某金属制成，闭合开关S，该同学先用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数；用频率为的光照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数。已知电子的电荷量为e，求： （1）普朗克常量h； （2）阴极K金属的极限频率。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据题意，设阴极K金属的逸出功为，由动能定理和光电效应方程有 联立解得 （2）根据题意有 解得该光电管中金属的极限频率为 一、单选题 1．（23-24高二下·江苏南京·期中）某同学采用如图甲所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。电源的极性可以改变，当在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极（），测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m、电荷量为e。图乙为频率为的单色光的实验图像。则下列选项正确的是（　　） A．若改用频率为的单色光照射光电管，遏止电压U2>U1 B．阴极K金属的极限频率 C．加正向电压时，将滑片向右滑动，可增大光电子的最大初动能，电流表的示数增大 D．若用频率更高的光照射光电管，则饱和光电流一定增大 【答案】A 【详解】A．根据光电效应方程有 ， 其中 ， 由于 解得 U2>U1 故A正确； B．根据阴极K金属的极限频率与金属 逸出功之间的关系有 结合上述可以解得 故B错误； C．根据光电效应方程有 可知，光电子的最大初动能由金属材料与入射光频率决定，加正向电压时，将滑片向右滑动，并不能够增大光电子的最大初动能，故C错误； D．饱和电流由光照的强度决定，当用频率更高的光照射光电管时，若光的强度变小，即单位时间逸出的光电子数目不少，饱和光电流会减小，故D错误。 故选A。 2．（23-24高二下·江苏南通·期中）利用分光技术和热电偶等设备，可以测出黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况，1700K和1500K两种温度下的黑体，其辐射强度按波长分布的情况是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，随着温度升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 故选B。 3．（23-24高二下·湖北·阶段练习）用紫外光电管制作的火灾报警器的灵敏度非常高，其能够探测5 m远处的香烟头燃烧时火焰发出的紫外线，因此被称为“火焰发现者”，但它对太阳光（灯光）中的紫外线完全没有反应，因此在使用过程中不需要过滤任何太阳光（灯光）。已知光电管内部金属材料发生光电效应的极限频率为，太阳光（灯光）中紫外线的频率为，明火中紫外线的频率为，则（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题意可知，明火中紫外线的频率大于金属材料发生光电效应的极限频率，即，明火中紫外线照射光电管时能产生光电效应；太阳光（灯光）中紫外线的频率小于金属材料发生光电效应的极限频率，即，太阳光（灯光）中紫外线照射光电管时不能产生光电效应，因此、、的大小关系为。 故选D。 4．（23-24高二下·河北石家庄·期中）如图甲所示，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在受到光照时能够发射光电子。阴极K与阳极A之间电压U的大小可以调整，电源的正负极也可以对调。闭合开关后，阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流。现分别用a、b、c三种色光照射阴极K，形成的光电流与电压的关系图像如图乙中a、b、c所示，下列说法正确的是（　　） A．b光频率最低 B．a光的光强一定最强 C．a、c光照射到阴极K上，出射电子的最大初动能不同 D．U一定时，三种单色光分别照射阴极K，射出的光电子的最大动能 【答案】D 【详解】A．设遏止电压为，有 可知，对于同一种金属不变，遏止电压与入射光的频率有关，b光的遏止电压最大，故b光的频率最大，故A错误； B．在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，则a光的光强大于b光的光强。光强代表的是总能量，若光强相同，光频率越大，单个光子能量越大，则光子数越少，打出来的光电子也越少，所以饱和电流会减小，所以a光的光强可能小于b光的光强，故B错误； C．a、c光遏止电压相同，频率相同，a、c光照射到阴极K上，出射电子的最大初动能相同，故C错误； D．b光的频率最大，a、c光遏止电压相同，频率相同，U一定时，三种单色光分别照射阴极K，射出的光电子的最大动能 故D正确。 故选D。 5．（23-24高二下·辽宁大连·期中）照射到金属表面的光可能使金属中的电子逸出，可以用甲图的电路研究电子逸出的情况。阴极K在受到光照时能够逸出电子，阳极A吸收逸出的电子，在电路中形成光电流。图乙是用甲、乙、丙三束光分别照射阴极K得到的图线，、表示遏止电压。下列说法正确的是（　　） A．甲图中要测遏止电压，滑片不动，滑片P应向右端滑动 B．乙图中甲光的光强最大，丙光的频率最大 C．乙图中甲、乙、丙三束光的光子动量 D．乙图中丙光照射时比甲光照射时产生的光电子的最大初动能小 【答案】A 【详解】A．由甲图可知滑片不动，滑片P向右端滑动则阳极A的电势比阴极K的电势低，光电管上加的是反向电压，可以测遏止电压。故A正确； B．乙图中丙光的遏止电压大于甲、乙光的遏止电压，根据 可知丙光的频率最大。甲、乙光的频率相同，甲光的饱和光电流大于乙光，则甲光的光强大于乙光。根据 可知丙光光子能量大于甲光光子能量，由二者饱和光电流的大小无法比较光强大小。故B错误； C．由B选项分析可知 根据 可知 由 可得 故C错误； D．根据 可知乙图中丙光照射时比甲光照射时产生的光电子的最大初动能大。故D错误。 故选A。 6．（23-24高二下·重庆北碚·期中）如图甲是研究光电效应规律的实验装置图，用绿光照射阴极K，实验测得电流Ⅰ与电势差UAK满足图乙所示规律，电子的电荷量为1.6×10-19C，关于该实验说法正确的是（　　） A．阴极材料K的逸出功为0.6eV B．滑动变阻器滑片P从图示位置向左滑动，电流计示数增大 C．改用紫光照射阴极K，饱和光电流一定变大 D．若实验中入射光的光子有60%引发了光电效应，则每秒钟照射到阴极K的光子数目为1.0×1013个 【答案】D 【详解】A．由题图乙知，遏止电压为0.6V，则最大初动能为0.6eV，由 可知，因为不知道入射光的频率，所以阴极材料K的逸出功无法求出。故A错误； B．由甲图可知，滑动变阻器滑片从图示位置向左滑动，光电管AK两极间电压减小，向左的场强减弱，光电子受到向右的电场力减小，则电流计示数减小。故B错误； C．饱和光电流取决于单位时间内入射的光子数，改用紫光照射阴极后，若紫光的光照强度减弱，单位时间内光子数可能比绿光少，饱和光电流也可能减小。故C错误； D．由题图乙知，饱和电流为0.96，则一秒内逸出的光电子数约为 故D正确。 故选D。 7．（2024·浙江宁波·二模）图甲所示为氢原子的能级图。一群处于第4能级的氢原子，会辐射出不同频率的光，其中只有2种频率的光a、b可以让图乙所示光电管的阴极K发生光电效应。图丙为a、b光单独照射K时产生的光电流随电压变化的关系图。下列说法正确的是（　　） A．a光的光子动量比b光的光子动量大 B．用b光照射光电管时，逸出光电子的初动能都比a光照射时大 C．用同一双缝干涉装置进行实验，a光的干涉条纹间距小于b光的 D．处于第2能级的氢原子可以吸收a光的光子并电离 【答案】D 【详解】A．由图可知b光的遏止电压最大，由 联立可知b光的频率大于a光的频率，即b光的波长小，根据 a光的光子动量比b光的光子动量小，故A错误； B．用b光照射光电管时，逸出光电子的最大初动能比a光照射时大，并不是所有光电子的初动能都大，故B错误； C．根据 因为b光的波长小，所以b光的干涉条纹间距小，故C错误； D．由题意可知，a光是由氢原子处于能级跃迁到能级释放，则 故D正确。 故选D。 二、多选题 8．（2025·浙江绍兴·三模）如图1所示，一束由两种频率的光组成的复色光照射阴极，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表的示数，并用图像表示两者的关系（图2所示）。若用光单独照射，可得到遏止电压分别为，饱和电流分别为；若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离。下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离，可知P光的光子能量大于Q光的光子能量，根据 则P光的遏止电压较大，即，则由两种频率的光组成的复色光照射阴极时的遏止电压； 由两种频率的光组成的复色光照射阴极时，单位时间逸出光电子数等于两种光产生的光电子数之和，可知饱和光电流I0等于两种光单独照射时的饱和光电流之和，即。 故选BD。 9．（24-25高二下·河北石家庄·期中）用某频率为ν0的激光照射大量处于基态的氢原子，氢原子发射光谱中仅能观测到三种光a、b、c，对应频率分别为νa、νb、νc，分别用这三种频率的光照射图甲所示的实验装置，其中只有a、b两种光能得到图乙所示的电流I与电压U的关系曲线，已知氢原子基态能量E1=-13.6eV，第n能级的能量En=，普朗克常数h=6.63×10-34J·s，真空中光速c=3×108m/s，电子电荷量e=1.6×10-19C，下列说法正确的是（　　） A．激光光子能量约为12.09eV B．阴极材料的逸出功为5.60eV C．光电子的最大初动能为5.49eV D．c光的动量大小约为1.0×10-27kg·m/s 【答案】ACD 【详解】A．氢原子发射光谱中仅能观测到三种光，即氢原子吸收光子后跃迁到第3能级，则激光能量为能级3和能级1的差， 故A正确； B．只有两种光能使材料发生光电效应，根据图像可知，两种光对应能量分别为， 设材料逸出功为，根据光电效应方程有 根据图像可知遏止电压为，由动能定理有 则 得 故B错误； C．光电子最大初动能为 故C正确； D．同理光能量 光的动量大小 故D正确。 故选ACD。 10．（23-24高二下·山东青岛·期中）某同学采用如图甲所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。电源的极性可以改变，当在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为和，设电子质量为m、电荷量为e。图乙为频率为的单色光的实验图像。则下列选项正确的是（　　）    A．加正向电压时，将滑片P向右滑动，可使电流表的示数增大，光电子的最大初动能增大 B．若改用频率为的单色光照射光电管，乙图像与横轴交点在光照射时的左侧 C．分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为和，阴极K金属的极限频率 D．增大上述两种光的光强照射光电管，则饱和光电流一定增大 【答案】BCD 【详解】A．加正向电压时，将滑片P向右滑动，由题图可知，加在光电管两端的电压增大，产生的光电流增大，因此可使电流表的示数增大，由爱因斯坦的光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光电管两端的电压无关，A错误； B．乙图像是光电流随所加电压的变化图像，图像与横轴的交点表示遏止电压，由动能定理可得 若改用频率为的单色光照射光电管，即增大入射光的频率，则遏止电压增大，可知乙图像与横轴交点在光照射时的左侧，B正确； C．由爱因斯坦的光电效应方程可得 其中 联立解得阴极K金属的极限频率 C正确； D．饱和光电流的大小取决于入射光的强度，强度越大，饱和电流越大，D正确。 故选BCD。 11．（23-24高二下·广东广州·期中）关于近代物理学，下列对图所描述现象，解释正确的是（　　） A．紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象揭示了光具有粒子性 B．如图乙所示，光电子的最大初动能与入射光的频率的图像中，该直线的斜率为h C．如图丙所示，金属的遏止电压UC与入射光的频率的图像中，遏止电压与入射光的频率成正比 D．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，由图像可知这三束光的频率关系是甲最大，丙最小 【答案】AB 【详解】A．紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象为光电效应现象，揭示了光具有粒子性，故A正确； B．根据光电效应方程有：，则图像的斜率表示普朗克常量h，故B正确； C．根据光电效应方程结合动能定理可知 即UC与入射光的频率为一次函数，而不是正比，故C错误； D．由，可知 故D错误。 故选AB。 12．（23-24高二下·河北邯郸·期中）某种复合光由红、绿两种颜色的光组成，实验小组以此复合光照射光电管的阴极K（红、绿单色光均可使该光电管发生光电效应），进行光电效应实验，如图甲所示。设光电管电压为时测得的光电流为，测得多组数据，并作出图像如图乙所示，已知红光光子频率为，绿光光子频率为，光电管的逸出功为，普朗克常量为，电子电荷量大小为，下列说法正确的是（　　） A．光电子的最大初动能为 B．测量遏止电压时，滑片应向移动 C．遏止电压 D．红光的光强大于绿光的光强 【答案】ABD 【详解】A．绿光的频率大于红光的频率，绿光光子的能量大于红光光子的能量，根据光电效应方程，光电子的最大初动能为 故A正确； B．测量遏止电压时，应接反向电压，滑片应向移动，故B正确； C．根据动能定理 解得遏止电压为 故C错误； D．绿光的频率大于红光的频率，绿光的遏止电压大于红光的遏止电压，可知红光的饱和光电流为，绿光的饱和光电流为，故红光的光强大于绿光的光强，故D正确。 故选ABD。 三、解答题 13．（24-25高二下·河北邯郸·期中）美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量。已知电子电荷量大小为e。请回答下列问题： (1)图甲中电极A连接电源的正极还是负极； (2)求普朗克常量； (3)求该金属的逸出功。 【答案】(1)负极 (2) (3)eb 【详解】（1）测量遏止电压需要接反向电压，电极A连接电源的负极。 （2）由爱因斯坦光电效应方程可得 由动能定理有 联立并整理得 可知图线的斜率为 解得普朗克常量为 （3）由图像可知图线的纵截距 解得该金属的逸出功为 14．（23-24高二下·江苏南通·期末）如图甲所示是研究光电效应的电路图，图乙是氢原子能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁时辐射的光子照射光电管阴极K，只有两种光子能使阴极K发出光电子。闭合开关，移动变阻器滑片，当微安表示数恰为零时电压表示数为U。已知氢原子的能级（，2，3，…），电子电荷量为e，普朗克常量为h。求： （1）氢原子跃迁时辐射出光子的最大频率； （2）阴极K的逸出功。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）处于能级跃迁到能级时辐射光子能量最大，有 解得 （2）当微安表示数恰为零时电压表示数为U，根据动能定理有 根据光电效应方程可知 联立得 1．（23-24高二下·江苏宿迁·期末）如图所示为研究光电效应实验装置。发光功率为P的激光器，发出频率为的光全部照射在阴极K上，回路中形成光电流。当滑片B向左移至a时，微安表的示数恰好为零，电压表的示数为；当滑片B向右移至b时，微安表的示数达最大值，电压表的示数为。光电子电量为e，普朗克常量为h。求： （1）阴极材料的逸出功； （2）当滑片B向右移至b时，光电子到达A极板时的最大动能； （3）若每入射N个光子会产生一个光电子，所有的光电子都能到达A，微安表的最大示数I。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）依题意，变阻器的滑片B左移至a时，加在光电管两端的电压为反向电压，此时电流表示数恰好变为零，可得电子从K极射出时的最大初动能为 得阴极材料的逸出功 （2）当滑片B向右移至b时，微安表的示数达最大值，电压表的示数为，根据功能关系可得，此时电子到达A极时的最大初动能为 （3）根据 解得 2．（23-24高二下·江苏常州·期中）利用如图甲所示的电路研究光电效应，K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子。K与A之间的电压大小可以调整。移动变阻器的滑片，可以获得灵敏电流计示数与电压表示数之间的关系。 （1）为了测得遏止电压，滑片应该往还是端移动？ （2）美国物理学家密立根在实验中测量出某种金属的遏止电压和与之对应的入射光的频率的多组数据，并利用这些数据作出图线，如图乙所示。已知图线中两个点的坐标分别为、，元电荷电荷量为。求普朗克常量； （3）某同学设计了一种利用光电效应的电池，如图丙所示。K电极加工成球形，A电极加工成透明导电的球壳形状。已知K电极发射光电子的最小动能为，最大动能为，电子电荷量为。假定照射到K电极表面的光照条件不变，单位时间射出的电子数目为，所有射出的电子都是沿着球形结构半径方向向外运动，且忽略球壳内电子之间的相互作用，电子电荷量为 a.求A、K之间的最大电势差； b.在A、K间接上不同负载时，电路中的电流可能会变化，求在什么范围内变化，电流可保持不变。 【答案】（1）向b端移动；（2）；（3）a.；b. 【详解】（1）为了测得遏止电压，与之间需接反向电压，即K极板带正电，故向端移动。 （2）设入射光的频率为，金属的逸出功为，由爱因斯坦光电效应方程，光电子最大初动能 由动能定理 得 由关系式及图像可知 解得 （3）a.电子聚集在电极后，使极带负电，因此会在球内部建立一个从指向的反向电场，阻碍电子继续往聚集。当之间达到最大电势差，最大动能为的电子都无法到达极。根据动能定理 可得 b.所有电子都能到达极，电流就能保持不变，故之间的电压要满足，其中 则 / 学科网（北京）股份有限公司 $$