（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 主題三 原子與原子核 3.1 波粒二象性 3.1.1-3.1.2 能量量子化 光的粒子性學(xué)案 新人教版選修3-5.doc
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3.1 波粒二象性 3.1.1 能量量子化 3.1.2 光的粒子性 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心提煉 1.了解黑體輻射及能量子概念，知道黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。 2.了解光電效應(yīng)及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律，感受以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)研究方法。 3.知道光電效應(yīng)方程及其意義，感受科學(xué)家在面對(duì)科學(xué)疑難時(shí)的創(chuàng)新精神。 4.了解康普頓效應(yīng)及其意義。 2個(gè)概念——黑體輻射 能量子 2個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律——黑體輻射 光電效應(yīng) 一、黑體與黑體輻射 1.熱輻射：我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)。 2.黑體：指能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體。 3.一般材料物體的輻射規(guī)律：輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)。 4.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律： 圖1 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，如圖1所示。 (1)隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加。 (2)隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。 思考判斷 (1)只有高溫物體才能輻射電磁波。( ) (2)能吸收各種電磁波而不反射電磁波的物體叫黑體。( ) (3)溫度越高，黑體輻射電磁波的強(qiáng)度越大。( ) 答案 (1) (2)√ (3)√ 二、能量子 1.定義：普朗克認(rèn)為，振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，也是以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收的，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 2.能量子大?。害牛絟ν，其中ν是電磁波的頻率，h稱為普朗克常量。h＝6.62610－34 Js(一般取h＝6.6310－34 Js)。 3.能量的量子化：在微觀世界中能量是量子化的，或者說(shuō)微觀粒子的能量是分立的。 思考判斷 (1)微觀粒子的能量只能是能量子的整數(shù)倍。( ) (2)能量子的能量不是任意的，其大小與電磁波的頻率成正比。( ) 答案 (1)√ (2)√ 三、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 1.光電效應(yīng)：照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象。 2.光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來(lái)的電子。 3.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 (1)存在著飽和光電流：在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大。這表明對(duì)于一定顏色的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。 (2)存在著遏止電壓和截止頻率：光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)。當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)。 (3)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性：光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的，從光照射到產(chǎn)生光電流的時(shí)間不超過(guò)10－9 s。 4.逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的最小值。 不同金屬的逸出功B(A.相同 B.不同)。 思考判斷 (1)任何頻率的光照射到金屬表面都可以發(fā)生光電效應(yīng)。( ) (2)金屬表面是否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)弱有關(guān)。( ) (3)入射光照射到金屬表面上時(shí)，光電子幾乎是瞬時(shí)發(fā)射的。( ) 答案 (1) (2) (3)√ 四、愛因斯坦的光子說(shuō)與光電效應(yīng)方程 1.光子說(shuō)：光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν，這些能量子被稱為光子。 2.愛因斯坦的光電效應(yīng)方程 (1)表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0。 (2)物理意義：金屬中電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量一部分用于克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動(dòng)能Ek。 思考判斷 (1)“光子”就是“光電子”的簡(jiǎn)稱。( ) (2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比。( ) (3)入射光若能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則入射光的強(qiáng)度越大，照射出的光電子越多。( ) 答案 (1) (2) (3)√ 五、康普頓效應(yīng)和光子的動(dòng)量 1.光的散射：光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫作光的散射。 2.康普頓效應(yīng)：美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長(zhǎng)λ0相同的成分外，還有波長(zhǎng)大于λ0的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。 3.康普頓效應(yīng)的意義：康普頓效應(yīng)表明光子除了具有能量之外，還具有動(dòng)量，深入揭示了光的粒子性的一面。 4.光子的動(dòng)量 (1)表達(dá)式：p＝。 (2)說(shuō)明：在康普頓效應(yīng)中，入射光子與晶體中電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，光子的動(dòng)量變小。因此，有些光子散射后波長(zhǎng)變大。 思考判斷 (1)光子的動(dòng)量與波長(zhǎng)成反比。( ) (2)光子發(fā)生散射時(shí)，其動(dòng)量大小發(fā)生變化，但光子的頻率不發(fā)生變化。( ) (3)光子發(fā)生散射后，其波長(zhǎng)變大。( ) 答案 (1)√ (2) (3)√ 黑體輻射的規(guī)律 [要點(diǎn)歸納] 1.一般物體與黑體的比較 熱輻射特點(diǎn) 吸收、反射特點(diǎn) 一般物體 輻射電磁波的情況與溫度、材料的種類及表面狀況有關(guān) 既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波長(zhǎng)等因素有關(guān) 黑體 輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān) 完全吸收各種入射電磁波，不反射 2.隨著溫度的升高，黑體輻射的各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。 [精典示例] [例1] (多選)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖2所示，由圖可知( ) 圖2 A.隨溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加 B.隨溫度降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加 C.隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng) D.隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng) 解析 由題圖可知，隨溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，當(dāng)溫度降低時(shí)，上述變化都將反過(guò)來(lái)。 答案 ACD [針對(duì)訓(xùn)練1] 關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是( ) A.黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的 B.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān) C.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無(wú)關(guān) D.如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體 答案 C 能量子的理解和計(jì)算 [要點(diǎn)歸納] 1.物體在發(fā)射或接收能量的時(shí)候，只能從某一狀態(tài)“飛躍”地過(guò)渡到另一狀態(tài)，而不可能停留在不符合這些能量的任何一個(gè)中間狀態(tài)。 2.在宏觀尺度內(nèi)研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)我們可以認(rèn)為：物體的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，能量變化是連續(xù)的，不必考慮量子化；在研究微觀粒子時(shí)必須考慮能量量子化。 3.能量子的能量ε＝hν，，其中h是普朗克常量，ν是電磁波的頻率。 [精典示例] [例2] 人眼對(duì)綠光較為敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530 nm的綠光時(shí)，只要每秒鐘有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺。普朗克常量為6.6310－34 Js，光速為3.0108 m/s，則人眼能察覺到綠光時(shí)所接收到的最小功率是( ) A.2.310－18 W B.3.810－19 W C.7.010－10 W D.1.210－18 W 解析 因只要每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺。所以察覺到綠光所接收的最小功率P＝，式中E＝6ε，又ε＝hν＝h，可解得P＝ W≈2.310－18 W。 答案 A [針對(duì)訓(xùn)練2] (多選)對(duì)于帶電微粒的輻射和吸收能量時(shí)的特點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是( ) A.以某一個(gè)最小能量值一份一份地輻射或吸收 B.輻射和吸收的能量是某一最小值的整數(shù)倍 C.吸收的能量可以是連續(xù)的 D.輻射和吸收的能量是量子化的 解析 帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)是以最小能量值——能量子ε的整數(shù)倍或一份一份地輻射或吸收的，是不連續(xù)的。故選項(xiàng)A、B、D正確，C錯(cuò)誤。 答案 ABD 光電效應(yīng)現(xiàn)象及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律 [要點(diǎn)歸納] 1.光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)：光現(xiàn)象電現(xiàn)象。 2.光電效應(yīng)中的光包括不可見光和可見光。 3.光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來(lái)的電子，其本質(zhì)還是電子。 4.能不能發(fā)生光電效應(yīng)由入射光的頻率決定，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。 5.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的光電子數(shù)與入射光的頻率無(wú)關(guān)，與入射光的強(qiáng)度有關(guān)。 6.光電效應(yīng)與光的電磁理論的矛盾 按光的電磁理論，應(yīng)有： (1)光越強(qiáng)，光電子的初動(dòng)能越大，遏止電壓與光的強(qiáng)弱有關(guān)。 (2)不存在截止頻率，任何頻率的光都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。 (3)在光很弱時(shí)，放出電子的時(shí)間應(yīng)遠(yuǎn)大于10－9 s。 [精典示例] [例3] 一驗(yàn)電器與鋅板相連(如圖3所示)，用一紫外線燈照射鋅板，關(guān)燈后，驗(yàn)電器指針保持一定偏角。 圖3 (1)現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則驗(yàn)電器指針偏角將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (2)使驗(yàn)電器指針回到零，再用相同強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗(yàn)電器指針無(wú)偏轉(zhuǎn)。那么，若改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗(yàn)電器指針________(填“有”或“無(wú)”)偏轉(zhuǎn)。 解析 (1)當(dāng)用紫外線燈照射鋅板時(shí)，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，鋅板放出光電子而帶上正電，此時(shí)與鋅板連在一起的驗(yàn)電器也帶上了正電，故指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。當(dāng)帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸后，中和了一部分正電荷，從而使驗(yàn)電器的指針偏角減小。 (2)使驗(yàn)電器指針回到零，用鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗(yàn)電器指針無(wú)偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明鈉燈發(fā)出的黃光的頻率小于鋅的極限頻率，而紅外線比黃光的頻率還要低，更不可能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)。能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)。 答案 (1)減小 (2)無(wú) [針對(duì)訓(xùn)練3] (多選)如圖4所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)。其原因可能是( ) 圖4 A.入射光太弱 B.入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng) C.光照時(shí)間太短 D.電源正、負(fù)極接反 解析 金屬存在截止頻率，超過(guò)截止頻率的光照射金屬時(shí)才會(huì)有光電子射出。射出的光電子的動(dòng)能隨頻率的增大而增大，動(dòng)能小時(shí)不能克服反向電壓，也不會(huì)有光電流。入射光的頻率低于截止頻率，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，與光照強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；電路中電源正、負(fù)極接反，對(duì)光電管加了反向電壓，若該電壓超過(guò)了遏止電壓，也沒(méi)有光電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D正確；光電效應(yīng)的產(chǎn)生與光照時(shí)間無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 答案 BD 光電效應(yīng)方程的理解與應(yīng)用 [要點(diǎn)歸納] 1.光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程 (1)能量為ε＝hν的光子被電子所吸收，電子把這些能量的一部分用來(lái)克服金屬表面對(duì)它的吸引，另一部分就是電子離開金屬表面時(shí)的動(dòng)能。 (2)如果克服吸引力做功最少為W0，則電子離開金屬表面時(shí)動(dòng)能最大為Ek，根據(jù)能量守恒定律可知：Ek＝hν－W0。 2.光電效應(yīng)規(guī)律中的兩條線索、兩個(gè)關(guān)系 (1)兩條線索 (2)兩個(gè)關(guān)系 光強(qiáng)―→光子數(shù)目多―→發(fā)射光電子多―→光電流大； 光子頻率高―→光子能量大―→產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大。 [精典示例] [例4] 如圖5所示，當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí)，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。合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.6 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零。當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.6 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為( ) 圖5 A.1.9 eV B.0.6 eV C.2.5 eV D.3.1 eV 解析 由題意知光電子的最大初動(dòng)能為 Ek＝eUc＝0.6 eV 所以根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可得 W0＝hν－Ek＝(2.5－0.6)eV＝1.9 eV 答案 A 1.逸出功W0對(duì)應(yīng)著某一極限頻率νc，即W0＝hνc，只有入射光的頻率ν≥νc時(shí)才有光電子逸出，即才能發(fā)生光電效應(yīng)。 2.對(duì)于某一金屬(νc一定)，入射光的頻率決定著能否產(chǎn)生光電效應(yīng)及光電子的最大初動(dòng)能，而與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)?！ ? [針對(duì)訓(xùn)練4] (多選)如圖6所示是某金屬在光的照射下，光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象，由圖象可知( ) 圖6 A.該金屬的逸出功等于E B.該金屬的逸出功等于hνc C.入射光的頻率為νc時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E D.入射光的頻率為2νc時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E 解析 題中圖象反映了光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，知當(dāng)入射光的頻率恰為該金屬的截止頻率νc時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能Ek＝0，此時(shí)有hνc＝W0，即該金屬的逸出功等于hνc，選項(xiàng)B正確；根據(jù)圖線的物理意義，有W0＝E，故選項(xiàng)A正確，C、D錯(cuò)誤。 答案 AB 1.能正確解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是( ) A.能量的連續(xù)經(jīng)典理論 B.普朗克提出的能量量子化理論 C.以上兩種理論體系任何一種都能解釋 D.牛頓提出的能量微粒說(shuō) 解析 根據(jù)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，隨著溫度的升高，一方面各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，只能用普朗克提出的能量量子化理論才能得到較滿意的解釋，故選項(xiàng)B正確。 答案 B 2.(多選)關(guān)于普朗克“能量量子化”的假設(shè)，下列說(shuō)法正確的是( ) A.認(rèn)為帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，是一份一份的 B.認(rèn)為能量值是連續(xù)的 C.認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化的、連續(xù)的 D.認(rèn)為微觀粒子的能量是分立的 解析 普朗克的理論認(rèn)為帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，是一份一份的，微觀粒子的能量是量子化的，是分立的，故選項(xiàng)A、D正確。 答案 AD 3.關(guān)于光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是( ) A.當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng) B.只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng) C.光電效應(yīng)現(xiàn)象中存在極限頻率，導(dǎo)致含有光電管的電路存在飽和電流 D.入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 解析 光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的截止頻率，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，飽和電流的大小與極限頻率無(wú)關(guān)，與入射光的強(qiáng)度有關(guān)；入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，光子的能量值越大；入射光中的光子的數(shù)目越少，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少。 答案 A 4.分別用波長(zhǎng)為λ和λ的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為( ) A. B. C. D. 解析 根據(jù)光電效應(yīng)方程得Ek1＝h－W0① Ek2＝h－W0② 又Ek2＝2Ek1③ 聯(lián)立①②③得W0＝，選項(xiàng)A正確。 答案 A 1.下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是( ) 解析 黑體輻射規(guī)律：隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有所增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，A圖正確。 答案 A 2.某激光器能發(fā)射波長(zhǎng)為λ的激光，發(fā)射功率為P，c表示光速，h為普朗克常量，則激光器每秒發(fā)射的光量子數(shù)為( ) A. B. C. D.λPhc 解析 每個(gè)光量子的能量ε＝hν＝，每秒鐘發(fā)射的總能量為P，則n＝＝。 答案 A 3.(多選)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖1所示，用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，則下列說(shuō)法正確的是( ) 圖1 A.用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.用紅色光照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.鋅板帶的是負(fù)電荷 D.使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷 解析 將擦得很亮的鋅板連接驗(yàn)電器，用弧光燈照射鋅板(弧光燈發(fā)出紫外線)，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，說(shuō)明鋅板帶了電。進(jìn)一步研究表明鋅板帶正電，這說(shuō)明在紫外線的照射下，鋅板中有一部分自由電子從表面飛出來(lái)，鋅板中缺少電子，于是帶正電，選項(xiàng)A、D正確。紅光不能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)。 答案 AD 4.某光源發(fā)出的光由不同波長(zhǎng)的光組成，不同波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度如圖2所示。表中給出了一些材料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照射表中材料( ) 圖2 材料 鈉 銅 鉑 極限波長(zhǎng)(nm) 541 268 196 A.僅鈉能產(chǎn)生光電子 B.僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子 C.僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D.都能產(chǎn)生光電子 解析 當(dāng)光的波長(zhǎng)小于金屬的極限波長(zhǎng)時(shí)，被照射金屬發(fā)生光電效應(yīng)。又光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)約為50 nm到450 nm之間，故可使三種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，D項(xiàng)正確。 答案 D 5.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)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3所示。則可判斷出( ) 圖3 A.甲光的頻率大于乙光的頻率 B.乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng) C.乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D.甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能 解析 該題考查了光電效應(yīng)問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)遏止電壓判斷頻率。由eUc＝mv2＝hν－W可知ν丙>ν甲＝ν乙，λ甲＝λ乙>λ丙，所以選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，B正確；由于hν0＝W，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 答案 B 6.用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動(dòng)能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek－ν圖象。已知鎢的逸出功是3.28 eV，鋅的逸出功是3.24 eV，若將二者的圖線畫在同一個(gè)Ek－ν坐標(biāo)圖中，用實(shí)線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過(guò)程的圖是( ) 解析 依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，Ek－ν圖線的斜率代表了普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek－ν圖線應(yīng)該平行。圖線的橫截距代表了極限頻率νc，而νc＝，因此鎢的νc大些。故選項(xiàng)B正確。 答案 B 7.實(shí)驗(yàn)得到金屬鈣的光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖4所示。下表中列出了幾種金屬的截止頻率和逸出功，參照下表可以確定的是( ) 圖4 金屬 鎢 鈣 鈉 截止頻率ν0/1014 Hz 10.95 7.73 5.53 逸出功W0/eV 4.54 3.20 2.29 A.如用金屬鎢做實(shí)驗(yàn)得到的Ekm－ν圖線也是一條直線，其斜率比圖中直線的斜率大 B.如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)得到的Ekm－ν圖線也是一條直線，其斜率比圖中直線的斜率大 C.如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)得到的Ekm－ν圖線也是一條直線，設(shè)其延長(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，－Ek2)，則Ek2下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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