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2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí)第十三章動量守恒定律波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核第2講光電效應(yīng)波粒二象性選修 1. 在光電效應(yīng)實驗中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光 電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖1所示．則可判斷出(　　)． 圖1 A．甲光的頻率大于乙光的頻率 B．乙光的波長大于丙光的波長 C．乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D．甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能 解析　由于是同一光電管，因而不論對哪種光，極限頻率和逸出功都相同，對于甲、乙兩種光，反向截止電壓相同，因而頻率相同，A項錯誤；丙光對應(yīng)的反向截止電壓較大，因而丙光的頻率較高，波長較短，對應(yīng)的光電子的最大初動能較大，故C、D均錯，只有B項正確． 答案　B 2. 太陽能光電直接轉(zhuǎn)換的基本原理是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換 成電能．如圖2所示是測定光電流的電路簡圖，光電管加正向電壓． 圖2 (1)說出電源和電流表的正、負極． (2)入射光應(yīng)照射在________極上． (3)若電流表讀數(shù)是10 μA，則每秒鐘從光電管陰極發(fā)射出的光電子數(shù)至少是________個． 解析　(1)電源左邊為正極，右邊為負極，電流表是上邊正極下邊負極． (2)入射光應(yīng)照射到陰極板上，即題圖中的B極． (3)q＝It＝1010－61 C＝10－5 C， 而n＝，所以每秒發(fā)射出6.251013個光電子． 答案　(1)電源左邊為正極，右邊為負極　電流表是上邊正極下邊負極　(2)B　(3)6.251013 3. 用不同頻率的光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，測量金屬的遏止電壓Uc與入 射光頻率ν，得到Ucν圖象如圖7所示，根據(jù)圖象求出該金屬的截止頻率 νc＝________ Hz，普朗克常量h＝________ Js.(已知電子電荷量e＝1.610－19 C) 圖3 解析　由題圖線可知νc＝5.01014 Hz，又eUc＝hν－W0，所以Uc＝ν－.結(jié)合圖線可得 k＝＝ V/Hz， h＝ Js＝6.410－34 Js. 答案　5.01014　6.410－34 4．在光電效應(yīng)實驗中，某金屬截止頻率相應(yīng)的波長為λ0，該金屬的逸出功為________．若用波長為λ(λ<λ0)的單色光做該實驗，則其遏止電壓為______．已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h. 解析　由波長、頻率、波速的關(guān)系知，該金屬的極限頻率為ν0＝，故該金屬的逸出功為hν0＝.設(shè)遏止電壓為Uc，則eUc＝－，解得Uc＝. 答案　　(寫為也可) 5. 愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎．某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖4所示，其中ν0為極限頻率．從圖中可以確定的是________．(填選項前的字母) 圖4 A．逸出功與ν有關(guān) B．Ekm與入射光強度成正比 C．當ν＜ν0時，會逸出光電子 D．圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān) 解析　金屬的逸出功由金屬本身決定，與入射光的頻率無關(guān)，A錯；由Ekm＝hν－h(huán)ν0可知，Ekm與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)，B錯；當入射光的頻率小于極限頻率時不會發(fā)生光電效應(yīng)，不會逸出光電子，C錯；由Ekm＝hν－h(huán)ν0可知圖線的斜率與普朗克常量有關(guān)，D對． 答案　D 6．如圖5所示，當電鍵S斷開時，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.60 V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時，電流表讀數(shù)為零． 圖5 (1)求此時光電子的最大初動能的大?。? (2)求該陰極材料的逸出功． 解析　設(shè)用光子能量為2.5 eV的光照射時，光電子的最大初動能為Ek，陰極材料逸出功為W0，當反向電壓達到U＝0.60 V以后，具有最大初動能的光電子達不到陽極，因此eU＝Ek 由光電效應(yīng)方程得：Ek＝hν－W0 由以上兩式得：Ek＝0.6 eV，W0＝1.9 eV. 答案　(1)0.6 eV　(2)1.9 eV