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2022步步高中物理一轮word题库第十二章 波粒二象性 原子结构和原子核·专题第1讲 波粒二象性.doc
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考点内容 要求 全国卷三年考情分析
2017 2018 2019
光电效应 Ⅰ Ⅰ卷·T17：质量亏损与核能的计算
Ⅱ卷·T15：动量守恒、衰变、质量亏损
Ⅲ卷·T19：光电效应方程的应用 Ⅱ卷·T17：光电效应方程的应用
Ⅲ卷·T14：核反应方程 Ⅰ卷·T14：玻尔原子理论和能级跃迁
Ⅱ卷·T15：核反应释放核能的计算及其相关知识点
爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ
氢原子光谱 Ⅰ
氢原子的能级结构、能级公式 Ⅰ
原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 Ⅰ
放射性同位素 Ⅰ
核力、核反应方程 Ⅰ
结合能、质量亏损 Ⅰ
裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 Ⅰ
射线的危害和防护 Ⅰ
第1讲　波粒二象性

知识要点
一、光电效应
1.光电效应现象：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，发射出来的电子称为光电子。
2.光电效应的四个规律
(1)每种金属都有一个极限频率。
(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。
(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。
(4)光电流的强度与入射光的强度成正比。
3.遏止电压与截止频率
(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。
(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。
二、爱因斯坦光电效应方程
1.光子说
在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s。(称为普朗克常量)
2.逸出功W0
使电子脱离某种金属所做功的最小值。
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。
4.爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式：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光电子的最大初动能Ek＝
12mev2。
三、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循波动规律的表现，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＝hp，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。
基础诊断
1.(多选)[人教版选修3－5·P30·演示实验改编]如图1所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是(　　)

图1
A.有光子从锌板逸出
B.有电子从锌板逸出
C.验电器指针张开一个角度
D.锌板带负电
解析　用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故选项A错误，B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故选项C正确，D错误。
答案　BC
2.(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
解析　光电流的大小与光照时间无关，A项错误；如果入射光的频率小于金属的极限频率，入射光再强也不会发生光电效应，B项错误；遏止电压Uc，满足eUc＝hν－hνc，从表达式可知，遏止电压与入射光的频率有关，C项正确；只有当入射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，D项正确。
答案　CD
3.(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为νc，则(　　)
A.当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B.当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνc
C.当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大
D.当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
解析　该金属的截止频率为νc，则可知逸出功W0＝hνc，逸出功由金属材料的性质决定，与照射光的频率无关，因此C错误；由光电效应的实验规律可知A正确；由光电效应方程Ek＝hν－W0，将W0＝hνc代入可知B正确，D错误。
答案　AB
4.用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图2所示，该实验表明(　　)

图2
A.光的本质是波
B.光的本质是粒子
C.光的能量在胶片上分布不均匀
D.光到达胶片上不同位置的概率相同
解析　用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A、B项错误；说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C项正确，D项错误。
答案　C

　光电效应现象和光电效应方程的应用
1.四点提醒
(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。
(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。
(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。
(4)光电子不是光子，而是电子。
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＝eUc。
(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。
3.两条对应关系
(1)光的强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大。
(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大→遏止电压大。
【例1】 (2019·北京卷，19)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。
组 次 入射光子
的能量/eV 相对
光强 光电流大
小/mA 逸出光电子的最大动能/eV
第一组 1
2
3 4.0
4.0
4.0 弱
中
强 29
43
60 0.9
0.9
0.9
第二组 4
5
6 6.0
6.0
6.0 弱
中
强 27
40
55 2.9
2.9
2.9
由表中数据得出的论断中不正确的是(　　)
A.两组实验采用了不同频率的入射光
B.两组实验所用的金属板材质不同
C.若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大初动能为1.9 eV
D.若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大
解析　光子的能量E＝hν，入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，A正确；由爱因斯坦的光电效应方程Ek＝hν－W0，可求出两组实验的逸出功W0均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B错误；由Ek＝hν－W0，W0＝3.1 eV；当hν＝5.0 eV时，Ek＝1.9 eV，C正确；光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，D正确。
答案　B

1.(2018·全国Ⅱ卷，17)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J。已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为(　　)
A.1×1014 Hz B.8×1014 Hz
C.2×1015 Hz D.8×1015 Hz
解析　根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0＝hcλ－hν0，代入数据解得ν0≈8×1014 Hz，B正确。
答案　B
2.(多选)(2017·全国Ⅲ卷，19)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub，光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是(　　)
A.若νa＞νb，则一定有Ua＜Ub
B.若νa＞νb，则一定有Eka＞Ekb
C.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb
D.若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb
解析　由爱因斯坦光电效应方程得Ekm＝hν－W0，由动能定理得Ekm＝eU，若用a、b单色光照射同种金属时，逸出功W0相同。当νa＞νb时，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，故选项A错误，B正确；若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb，故选项C正确；因逸出功相同，有W0＝ hνa－ Eka＝ hνb－ Ekb，故选项D错误。
答案　BC
3.如图3，在研究光电效应的实验中，保持P的位置不变，用单色光a照射阴极K，电流计G的指针不发生偏转；改用另一频率的单色光b照射K，电流计的指针发生偏转，那么(　　)

图3
A.增加a的强度一定能使电流计的指针发生偏转
B.用b照射时通过电流计的电流由d到c
C.只增加b的强度一定能使通过电流计的电流增大
D.a的波长一定小于b的波长
解析　用单色光a照射阴极K，电流计G的指针不发生偏转，说明a光的频率小于阴极K的截止频率，增加a的强度也无法使电流计的指针发生偏转，A错误；电子通过电流计的运动方向从d到c，电流方向从c到d，B错误；只增加b的强度可以使光电流增大，使通过电流计的电流增大，C正确；b光能使阴极K发生光电效应，b光的频率大于阴极K的截止频率也就大于a光的频率，b的波长一定小于a的波长，D错误。
答案　C
　光电效应的图象分析
光电效应中常见的四类图象
图象名称 图线形状 读取信息
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线 ①截止频率(极限频率)：横轴截距
②逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E
③普朗克常量：图线的斜率k＝h
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 ①截止频率νc：横轴截距
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
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：横轴截距
②饱和光电流Im：电流的最大值
③最大初动能：
Ekm＝eUc
颜色不同时，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc1、Uc2
②饱和光电流
③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
【例2】 用如图4甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a，0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是(　　)

图4
A.普朗克常量为h＝ab
B.断开开关S后，电流表G的示数不为零
C.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大
D.仅增加照射光的强度，电流表G的示数保持不变
解析　由Ek＝hν－W0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h＝ba，故A错误；断开开关S后，光电子匀速运动到阳极，所以电流表G的示数不为零，故B正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与照射光的强度无关，故C错误；仅提高照射光强度，单位时间内发出的光电子增多，电流表G的示数增大，故D错误。
答案　B

解决光电效应图象问题的几个关系式
(1)光电效应方程：Ek＝hν－W0。
(2)发生光电效应的临界条件：Ek＝0，νc＝W0h。
(3)反向遏止电压与入射光极限频率的关系：
－eUc＝0－Ek，Uc＝heν－W0e。

1.(多选)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如图5所示。则由图象可知(　　)

图5
A.该金属的逸出功等于hν0
B.遏止电压是确定的，与入射光的频率无关
C.入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0
D.入射光的频率为3ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0
解析　当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0＝hν0，故选项A正确；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0和－eUc＝0－Ekm得，Uc＝heν－W0e，可知当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，故选项B错误；从图象上可知， 逸出功W0＝hν0。根据光电效应方程Ekm＝h·2ν0－W0＝hν0，故选项C正确；Ekm＝h·3ν0－W0＝2hν0，故选项D错误。
答案　AC
2.用如图6甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知(　　)

图6
A.单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最大
B.单色光a和c的频率相同，且a光更强些，b光频率最大
C.单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最小
D.单色光a和c的频率不同，且a光更强些，b光频率最小
解析　a、c两单色光照射后遏止电压相同，根据Ekm＝eUc，可知产生的光电子最大初动能相等，则a、c两单色光的频率相等，光子能量相等，由于a光的饱和光电流较大，则a光的强度较大，单色光b照射后遏止电压较大，根据Ekm＝eUc，可知b光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0得，b光的频率大于a光的频率，故A、C、D错误，B正确。
答案　B
　光的波粒二象性、物质波
1.从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性。
2.从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象。
3.从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性。
4.波动性与粒子性的统一：由光子的能量E＝hν、光子的动量表达式p＝hλ也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。
【例3】 (多选)关于物质的波粒二象性，下列说法中正确的是(　　)
A.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性
B.运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道
C.波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的
D.实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
解析　光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性。光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显。而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，选项A、B、C正确，D错误。
答案　ABC

1.(多选)下列对光的波粒二象性的说法正确的是(　　)
A.光子不仅具有能量，也具有动量
B.光的波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性
C.运动的实物粒子也有波动性，波长与粒子动量的关系为λ＝ph
D.光波和物质波，本质上都是概率波
解析　光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量，选项A正确；波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，选项B正确；物质波的波长与粒子动量的关系应为λ＝hp，选项C错误；光波中的光子和物质波中的实物粒子在空间出现的概率满足波动规律，因此二者均为概率波，选项D正确。
答案　ABD
2.(多选)1927年戴维孙和汤姆孙分别完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。如图7所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确的是(　　)

图7
A.亮条纹是电子到达概率大的地方
B.该实验说明物质波理论是正确的
C.该实验再次说明光子具有波动性
D.该实验说明实物粒子具有波动性
答案　ABD
课时作业
(时间：30分钟)
基础巩固练
1.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　)
A.有的光是波，有的光是粒子
B.光子与电子是同样的一种粒子
C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D.大量光子的行为往往显示出粒子性
解析　光具有波粒二象性，故A错误；电子是组成原子的基本粒子，有确定的静止质量，是一种物质实体，速度可以低于光速，光子代表着一份能量，没有静止质量，速度永远是光速，故B错误；光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著，故C正确；大量光子运动的规律表现出光的波动性，故D错误。
答案　C
2.我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户。在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是(　　)
A.玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念
B.爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象
C.德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念
D.普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性
解析　普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故C错误；德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误。
答案　B
3.用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则(　　)
A.单位时间内逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B.单位时间内逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小
C.单位时间内逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小
D.单位时间内光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了
解析　光的频率不变，光子能量不变，光的强度减弱，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变，而减弱光的强度，单位时间内逸出的光电子数就会减少，选项A正确。
答案　A
4.在光电效应实验中，用相同的单色光，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，一定相同的是(　　)
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　同一种单色光照射不同的金属，入射光的频率和光子能量一定相同，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；相同的单色光照射，入射光的强度相同，所以饱和光电流相同。故选项B正确。
答案　B
5.频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为Ekm。改为频率为2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)(　　)
A.Ekm－hν B.2Ekm
C.Ekm＋hν D.Ekm＋2hν
解析　根据爱因斯坦光电效应方程得Ekm＝hν－W0，若入射光频率变为2ν，则Ekm′＝h·2ν－W0＝2hν－(hν－Ekm)＝hν＋Ekm，故选项C正确。
答案　C
6.下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是 (　　)
A.一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子
B.光子与电子是同一种粒子
C.光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的
D.光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定波动说，在光子的能量ε＝hν中，频率ν表示的仍是波的特性
解析　根据光的波粒二象性，光同时具有波动性和粒子性，A错误；光子不带电，没有静止质量，而电子带负电，是实物粒子，有质量，故B错误；光的波动性是光本身固有的性质，不是光子之间互相作用引起的，C错误；光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是反映波动特征的物理量，因此ε＝hν揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系，光子说并未否定波动说，故D正确。
答案　D
7.(多选)实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是(　　)
A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样
B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构
D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
解析　电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故选项A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故选项B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故选项C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故选项D正确。
答案　ACD
8.(多选)[人教版选修3－5·P36·T2改编]在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是(　　)
A.增大入射光的强度，光电流增大
B.减小入射光的强度，光电效应现象消失
C.改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应
D.改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
解析　增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，故选项B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率小于ν的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W逸＝12mv2可知，增大入射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确。
答案　AD
9.(多选)用绿光照射一光电管，能产生光电效应。现在用如图1所示的电路测定遏止电压，则(　　)

图1
A.改用红光照射，遏止电压会增大
B.改用紫光照射，遏止电压会增大
C.延长绿光照射时间，遏止电压会增大
D.增加绿光照射强度，遏止电压不变
解析　红光到紫光频率升高，由光电效应方程Ekm＝hν－W及eUc＝Ekm知遏止电压Uc与光电子最大初动能有关，由入射光的频率和金属材料决定，与入射光的强度无关，故B、D正确。
答案　BD
10.在研究光电效应的实验中，两个实验小组用相同频率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应。下列说法中正确的是(　　)
A.光电子的最大初动能相同
B.饱和光电流一定不同
C.因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同
D.分别用不同频率的光照射之后绘制Uc－ν图象的斜率可能不同
解析　由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W可知，由于锌和银的逸出功W不相同，光电子的最大初动能也不同，故A错误；饱和光电流与入射光的强度有关，故B错误；由eUc＝Ek＝hν－W，可知由于锌和银的逸出功W不相同，所以遏止电压Uc不同，故C正确；由eUc＝hν－W可知Uc＝hνe－We， 斜率k＝he不变，故D错误。
答案　C
综合提能练
11.如图2所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，则下列说法中正确的是(　　)

图2
A.A光的频率小于B光的频率
B.A光的入射强度大于B光的入射强度
C.A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b
D.A光照射光电管时流过电流表G的电流大小取决于光照时间的长短
解析　由光电效应实验规律知A、B错误，A光照射光电管时，光电子从阴极射出，光电子从b流过电流表G到a的，所以电流方向是a流向b，而且流过电流表G的电流大小取决于光的入射强度，与光照时间的长短无关，故C正确，D错误。
答案　C
12.(2020·江西上饶联考)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年的诺贝尔物理学奖。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3所示，其中ν0为极限频率。从图中可以确定的是(　　)

图3
A.逸出功与ν有关
B.Ekm与入射光强度成正比
C.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
解析　金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小W＝hν0，故A错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W，可知光电子的最大初动能Ekm与入射光的强度无关，只要入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变，故B错误；光电子的最大初动能Ekm＞0，即只有入射光的频率大于金属的极限频率即ν＞ν0时才会有光电子逸出，故C错误；根据方程Ekm＝hν－W，可知ΔEkmΔν＝h，故D正确。
答案　D
13.(多选)利用如图4所示的电路研究光电效应现象，其中电极K由金属钾制成，其逸出功为2.25 eV。用某一频率的光照射时，逸出光电子的最大初动能为1.50 eV，电流表的示数为I。已知普朗克常量约为6.6×10－34 J·s。下列说法中正确的是(　　)

图4
A.金属钾发生光电效应的极限频率约为5.5×1014 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.若入射光频率加倍，电流表的示数变为2I
D.若入射光频率加倍，遏制电压的大小将变为5.25 V
解析　由W0＝hν0可知ν0＝5.5×1014 Hz，故A正确；由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，可知入射光频率加倍，光电子的最大初动能大于3.00 eV，故B错误；若入射光的频率加倍，电流表的示数不一定是原来的2倍，故C错误；由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，可知入射光频率加倍，Ek1＝2hν－W0，又最大初动能与遏止电压的关系Ek1＝eUc，解得Uc＝5.25 V，故D正确。
答案　AD
14.(多选)利用如图5甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压Uc与入射频率ν之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e＝1.6×
10－19 C，则(　　)

图5
A.普朗克常量为eν1U1
B.该金属的逸出功为eU1
C.电源的右端为正极
D.若电流表的示数为10 μA，则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为6.25×1012
解析　由爱因斯坦光电效应方程可知，Uc＝hνe－W0e，知题图乙图线的斜率U1ν1＝he，则普朗克常量h＝eU1ν1，该金属的逸出功为W0＝hν1＝eU1，选项A错误，B正确；测遏止电压时，电源左端为负极，右端为正极，选项C正确；每秒内发出的光电子的电荷量为q＝It＝10×10－6×1 C＝10－5 C，而n＝qe，故每秒内至少发出6.25×1013个光电子，选项D错误。
答案　BC

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