專題十七　波粒二象性　原子結構和原子核
高考試題
考點一 光電效應　　　　　　　　★★★

1.(2013年北京理綜,20,6分)以往我們認識的光電效應是單光子光電效應,即一個電子在極短時間內只能吸收到一個
光子而從金屬表面逸出.強激光的出現豐富了人們對于光電效應的認識,用強激光照射金屬,由于其光子密度極大,一
個電子在極短時間內吸收多個光子成為可能,從而形成多光子光電效應,這已被實驗證實.
光電效應實驗裝置示意圖如圖所示.用頻率為ν的普通光源照射陰極K,沒有發生光電效應,換用同樣頻率ν的強激光照
射陰極K,則發生了光電效應;此時,若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極,陽極A接電源負極,在KA之間就形成了使
光電子減速的電場,逐漸增大U,光電流會逐漸減小;當光電流恰好減小到零時,所加反向電壓U可能是下列的(其中W為
逸出功,h為普朗克常量,e為電子電荷量)(　　)
[pic]
A.U=[pic]-[pic] B.U=[pic]-[pic]
C.U=2hν-W D.U=[pic]-[pic]
解析:用強激光照射金屬,由于其光子密度極大,一個電子在短時間內吸收多個光子成為可能,從而形成多光子光電效
應.“當增大反向電壓U,使光電流恰好減小到零時”,即為:從陰極K逸出的具有最大初動能的光電子,恰好不能到達陽極
A.以從陰極K逸出的且具有最大[pic]初動能的光電子為研究對象,由動能定理得-Ue=0-[pic]m[pic]
由光電效應方程得nhν=[pic]m[pic]+W(n=2,3,4…)
由兩式解得U=[pic]-[pic](n=2,3,4…).
故選項B正確,選項A、C、D錯誤.
答案:B
2.(2011年廣東理綜,18,6分)光電效應實驗中,下列表述正確的是(　　)
A.光照時間越長光電流越大
B.入射光足夠強就可以有光電流
C.遏止電壓與入射光的頻率有關
D.入射光頻率大于極限頻率才能產生光電子
解析:光電效應中光電流的大小與光強有關,與時間無關,選項A錯誤;發生光電效應的條件是入射光的頻率大于等于材
料的極限頻率,選項B錯誤,D正確;入射光的頻率越大,遏止電壓越大,選項C正確.
答案:CD
3.(2010年浙江理綜,16,6分)在光電效應實驗中,飛飛同學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
之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光),如圖所示.則可判斷出(　　)
[pic]
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.乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率
D.甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能
解析:由圖像知,甲、乙光對應的遏止電壓相等,由eUc=hνc得甲、乙光頻率相等,選項A錯誤.由eUc=hνc,λ=[pic]可知
丙光的波長小于乙光波長,乙光對應的截止頻率小于丙光的截止頻率,選項B正確,C錯誤.由[pic]mev2=eUc可知甲光對
應的光電子最大初動能小于丙光對應的光電子最大初動能,選項D錯誤.
答案:B
點評： 通過對光電流與電壓關系圖線考查不同頻率光的截止頻率和遏止電壓,是高考對光電效應考查的常見形式.
4.(2011年福建理綜,29(1),6分)愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應的規律而獲得1921年諾貝爾物
理學獎.某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關系如圖所示,其中ν0為極限頻率.從圖中可以確定的
是　　　　.(填選項前的字母)
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