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光电效应 波粒二象性 物质波
1．(2011年启东中学检测)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：选C.一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．
虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量、光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样一种粒子．
光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著．故选项C正确，A、B、D错误．
2．(2009年高考上海卷)光电效应的实验结论是：对于某种金属( )
A．无论光照多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应
C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小
D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大
解析：选AD.根据光电效应规律可知A正确，B、C错误．根据光电效应方程mv＝hν－W，频率ν越高，初动能就越大，D正确．
3．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( )
A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
解析：选C.光电效应瞬时(10－9s)发生，与光强无关，A错；能否发生光电效应，只决定于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，D错；光电子的最大初动能只与入射光频率有关，入射光频率越大，最大初动能越大，B错；光电子数目多少与入射光强度有关，可理解为一个光子能打出一个光电子，光强减弱，逸出的光电子数目减少，C对．
4. 一束复色光以入射角i从玻璃界面MN射向空气时分成a、b、c三束光，如图15－1－5所示，则( )
图15－1－5
A．在玻璃中a光速度最大
B．c光的光子能量最大
C．用b光照射某金属时恰好能发生光电效应，则用a光照射该金属也一定能发生光电效应
D．若逐渐增大入射角i，c光在空气中将首先消失
解析：选ABD.一束复色光以入射角i从玻璃界面MN射向空气时分成a、b、c三束光，由题图可知，a、b、c三束光的频率大小关系是νa<νb<νc，所以在玻璃中a光速度最大，c光的频率、光子能量最大．若用b光照射某金属时恰好能发生光电效应，则用a光照射该金属时一定不能发生光电效应．若逐渐增大入射角i，c光的临界角最小，则在空气中将首先消失，故选项A、B、D是正确的．
5. 如图15－1－6所示，当电键S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．
图15－1－6
(1)求此时光电子的最大初动能的大小；
(2)求该阴极材料的逸出功．
解析：设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ek，阴极材料逸出功为W0，
当反向电压达到U＝0.60 V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU＝Ek
由光电效应方程有：Ek＝hν－W0
由以上二式代入数据解得：Ek＝0.6 eV，W0＝1.9 eV.
所以此时最大初动能为0.6 eV，该材料的逸出功为1.9 eV.
答案：(1)0.6 eV (2)1.9 eV
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