高中物理 第1讲 光电效应 波粒二象性

一牛之量/近代物卷初步

------------------------------------◎考点展示◎------------------------------------

1.光电效应（I）2.爱因斯坦光电效应方程（I）3.氢原子光谱（I）4.氢原子的能级结

构、能级公式（I）5.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期（I）6.放射性同位素（I）

7.核力、核反应方程（I）8.结合能、质曷■亏损（I）

9.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆（1）10.射线的危害和防护（I）

------------------------------------★备考策略★------------------------------------

1.本章复习过程中要加强对基本概念和规律的认识，不要有知识盲点.还要全面关注与

其他知识点的关联，关注其他知识（如动量守恒）在本章中的应用.

2.涉及物理学史的选择题为易错题，在复习备考中，要将人和事的对应关系梳理清楚.

第1讲光电效应波粒二象性

蓝会滚连蕊必备知识新学法基础落实低低低

i主干知识填一填］

一、光电效应

1.光电效应现象：在光的照射下，金属中的电了•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）光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是避过的.

（3）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随人射光的频率增大而增大.

（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

（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£=近.其中〃=6.63X10-34Js（称为普朗克常量）

2.逸出功Wo

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，金属表面上的虹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=hv-WQ.

（2）物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是成，这些能量的一部分用来克

服金属的逸出功W。，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能反=%电".

三、光的波粒二象性

1.波动性：光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有幽性.

2.粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有粒了•性.

3.光既具有波动性，又具有粒子性,称为光的波粒二象性.

四、物质波

1.概率波

光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,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［=今

〃为运动物体的动量，。为普朗克常量.

［规律结论•记一记］

1.光电效应现象可认为是光子把原子最外层的电子撞了出来，是一对一的关系，而且是

瞬时的.

2.光照强度决定着每秒钟光源发射的光子数，频率决定着每个光子的能最.

3.金属越活跃，逸出功越小，越容易发生光电效应.

4.当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比.

5.遏止电压上与入射光频率丫、逸出功Wo间的关系式：&=%一学.

VV

6.截止频率总与逸出功Wo的关系：hvc-W0=（）,据此求出截止频率心.

|必刷小题•测一测］

一、易混易错判断

1.光子和光电子都是实物粒子.（X）

2.只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应.（X）

3.光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比.（X）

4.光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性.（J）

5.德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律.（X）

6.美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性.（J）

7.法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性.（J）

二、经典小题速练

1.（人教版选修3-5P3O演示实验改编）（多选）如图所示，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（）

紫外线灯

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：BC用紫外线照射锌板时，发生光电效应，有电子从锌板逸出，锌板失去电子带

正电，所以验电器带正电而张开一定角度.故A、D错误，B、C正确.

2.（人教版选修3—5P36T2改编）（多选）在光电效应实验中，用频率为〃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v的光照射，一定不发生光电效应

D.改用频率大于v的光照射，光电子的最大初动能变大

解析：AD光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，

与入射光的强度无关，与光照时间也无关，当发生光电效应时，增大入射光的强度，贝」光电

流会增大.故A正确.入射光的频率大于金属的极限频率，才会发生电效应，与入射光的强

度无关，故B错误.光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当改用频率小于

'，的光照射，但不一定小于极限频率，故C错误.在光电效应中，根据光电效应方程知，Ekm

=6—Wo,入射光的频率越高，光电子最大初动能越大，故D正确.

3.（多选）下列说法中正确的是（）

A.光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说

B.在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方

C.光的双缝干涉实验中，大量光子打在光屏上的落点是有规律的，暗纹处落下光子的

概率小

D.单个光子的行为往往表现出粒子性，大量光子的效果往往表现出波动性

解析：CD麦克斯韦根据他的电磁理论，认为光是一种电磁波，而赫兹证实了电磁波的

存在，电磁波传播速度跟光速相同，他提出光是一种电破波，光的波粒二象性学说并没有否

定光的电磁说，故A错误.光波是概率波，其个别光子的行为是随机的，光子到达暗条纹处

的概率很小，但也有光子到达暗条纹处，到达明条纹处的概率很大，故B错误、C正确.光

子既具有粒子性也具有波动性，只是大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显,

故D正确.

关键能力新探究思维拓展

命题点一光电效应及其方程(自主学习)

［核心整合］

1.对光电效应的四点提醒

(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和金属材料的逸出功.

(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，与入射光尢关.

(4)光电子不是光子，而是电子.

2.光电效应的研究思路

⑴两条线索：

J频率——决定者每个光子的能殳£=标--------

/照射光f强度一决定着每秒钟光源发射的光子数-——I

|j每秒钟逸出的光电子数——决定若光电流的大小」

光电子1光电子逸出后的最大初动能y♦-------------

(2)两条对应关系：

入射光强度大一光子数目多一发射光电子多一光电流大；

光子频率高一光子能量大一光电子的最大初动能大.

3.三个关系式

(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek=//v-VV0.

(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W°=6c.

［对点演练］

1.(光电效应现象)(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某

一频率的光入射时，有光电流产生.下列说法正确的是()

A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大

B.入射光的频率变高，饱和光电流变大

C.入射光的频率变而，光电子的最大初动能变大

D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电

流产生

解析：AC根据光电效应实验得出的结论：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大,

饱和光电流变大，故A正确，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程得：入射光的频率变高，

光电子的最大初动能变大，故C正确；遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光

强无关，保持入射光的光强不变，若低于截止频率，则没有光电流产生，故D错误.

2.(爱因斯坦光电效应方程的应用)用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面

的最大初动能为1.28X10-19J.已知普朗克常量为6.63X10』』真空中的光速为3.00X108

ns」.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（）

A.1X1014HzB.8X10NHZ

C.2XI015HZD.8X101;HZ

解析:B设单色光的最低频率为卬，由爱因斯坦光电效应方程得Ek=〃v—W0=/?w—W,

又片苧，整理得心耳一条代入数据解得小8义1。14股.

AAn

3.（光电效应问题的综合分析）如图所示，有一束单色光入射到极限频率।

为出的金属板K上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容,JJ|

器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右卡二d二|

侧极板时速度刚好为零.已知电容器的电容为C,带电荷量为Q,极板间距为d,普朗克常

量为小电子电荷量的绝充•值为e,不计电子的重力.关于电容器右侧极板的带电情况和入射

光的频率也以下判断正确的是（）

A.带正电，产B.带正电，

C.带负电，w+卷D.带负电，出+第

解析：C以最大初动能入射至电容器的电子经板间电场到达右侧极板时速度刚好为零,

说明电场力做负功，电场强度方向向右，右侧极板带负电，且一eU=O-£ko,由电容器电压

与电荷量的关系知由最大初动能与单色光入射频率的关系知耳0=6一切o,代人化简

可得丫=叩+券.

I题后反思I

应用光电效应方程时的注意事项

（1）每种金属都有一个截止频率，入射光频率不低于这个截止频率时才能发生光电效应.

（2）截止频率对应着光的极限波长和金属的逸出功，

=

即/?vc/zT=W（）.

（3）应用光电效应方程以=/八，一取,时，注意能量单位电子伏和焦耳的换算（1eV=L6X10

命题点二光电效应四类图象（多维探究）

［核心整合I

图象名称图线形状读取信息

①截止频率（极限频率）：横釉

截距

最大初动能反与入射光频率②逸出功：纵轴截距的绝对值

V的关系图线0|/vtVWo=\-E\=E

③普朗克常量：图线的斜率k

=h

①截止频率性：横轴截距

②遏止电压a：随入射光频

遏止电压Uc与入射光频率V率的增大而增大

的关系图线③普朗克常量岳等于图线的

匚斜率与电子电量的乘积，即〃

=ke

①遏止电压伉：横轴截距

-----------强光（黄）

颜色相同、强度不同的九，九夕夕—弱光（黄）②饱和九电流金：电流的最大

电流与电压的关系值

U,(>---------------------U

③最大初动能：Ekm=eUc

①遏止电压Ucl、Uc2

）一黄光

颜色不同时，光电流与电压的二—蓝光②饱和光电流

关系③最大初动能於ki=eUci，Ek?

UrUt2,）U

=eUC2

第1维度：光电效应的母n图象

例□在研究甲、乙两种金属发生光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能反与

入射光频率v的关系如图所示，则下列说法正确的是（）

A,两条图线与横轴的夹角a和£一定不相等

B.若增大入射光频率v,则所需的遏止电压&将增大

C.某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则不一定能使甲金属发生光电效应

D.若不改变入射光频率％而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能以将增大

解析：B根据爱因斯坦光电效应方程反=加一用）可知，光电子的最大初动能反与入射

光频率V的关系图象的斜率火=小所以两条图线的斜率一定相等，两条图线与横轴的夹角a

和/?一定相等，选项A错混.由a=/?v-Wo可知，若增大入射光的频率也则产生的光电子

的最大初功能增大，由eG一均可知，若增大入刎光频率口则所需的遏止电压”将增大，

选项B正确.光电子的最大初动能Ek与入射光频率u的关系图象中横轴的截距等于金属的逸

出功Wo与普朗克常量力的比值（截止频率），由图象可知甲的逸出功较小，因此某一频率的光

可以使乙金属发生光电效应，则一定能使甲金属发生光电效应，选项C错误；根据光电效应

规律，若不改变入射光频率v,而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能不变，选项D

错误.

第2维度：光电效应的图象

例□金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压”与入射光频

率妙的关系图象如图所示.则由图象可知（）

A.入射光频率越大，该金属的逸出功越大

B.入射光的频率越大，则遏止电压越大（什⑹

C由图可求出普朗克常量〃式

D.光电子的最大初现能与入射光的频率成正比

解析：B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，所以胸

=人，0,逸出功与入射光频率无关，是由金属材料决定的，故A错误；根据光电效应方程am

=6—Wo和eUc=Ekm得：­="一才，当入射光的频宓大于等于极限频率时，入射光的频

率越大，则遏止电压越大，故B正确；由a=耍学，知图线的斜率等于?，由题图可以得

出斜率的大小，则普朗克常量为仁斯，故C错误；根据光电效应方程丽萍一胸，得光

电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，不是成E比，故D错误.

第3维度：光电效应的/-U图象

例□用如图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/与电压U的关系如图乙所示，由图可知（）

甲乙

A.单色光。和c的频率相同，且〃光更弱些，力光频率最大

B.单色光。和c的频率相同，且。光更强些，b光频率最大

C.单色光。和c的频率相同，且。光更弱些，力光频率最小

D.单色.光〃和，•的频率不同.口〃光更强叱.光频率最小

解析：B〃、c两单色光照射后遏止电压相同，根据Ek=eUc,可知产生的光电子最大

初动能相等，则。、。两单色光的频率相等，光子能量相等，由于。光的饱和光电流较大，则

〃光的强度较大.单色光方照射后遏止电压较大，根据反=e4,可知〃光照射后产生的光电

子最大初动能较大，根据光电效应方程反=/“一1％得，。光的频率大于〃光的频率，故A、

C、D错误，B正确.

［对点演练］

I.用金属锄为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示，实验中测

得枷的遏止电压a与入射光频率-之间的关系如图乙所示，图线与横轴交点的横坐标为

5.15X10'4Hz.已知普朗克常量4=6.63XIO-34Js则下列说法中正确的是（）

A.欲测遏止电压，应选择电源左端为正极

B.当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数持续增大

C.增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大

D.如果实验中入射光的频率片7.00X10"Hz,则产生的光电子的最大初动能反约为

1.2X1O-19J

解析；D由题图甲所示的实险装置测量锄的遏止电压a,因光电管左端为阳极，则电

源左端为负极，故选项A错误；当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，

光电管两端电压增大，光且流增大，当光电流达到饱和值，不再增大，即电流表读数的变化

是先增大后不变，故选项B错误；光电子的最大初动能与入射光的频率和金属的逸出功有关,

与入射光的强度无关，故选项C错误；根据题图乙可知，锄的截止频率也=5.15X1O'HZ,

根据痴c=Wo,则可求出该金属的逸出功大小Wo=6.63XIO-34X5.15X10,4J^3.41X10-

©J,根据爱因斯坦光电效应方程反=加一网,可知当入射光的频率为丫=7.00XIO/?时，

-341419-19

则光电子的最大初动能为Ek=6.63X10X7.00X10J-3.41X10~hl.2XIOJ,故选

项D正确.

2.（多选）研究光电效应实验的电路图如图中所示，其光电流与电压的关系如图乙所示.则

下列说法中正确的是（）

窗口

光束

A.若把滑动变阻器的滑动触头向右滑动，光电流一定增大

B.图线甲与乙是同一种入射光，且甲的入射光强度大于乙光

C.由图可知，乙光的频率小于丙光频率

D.若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小

解析：BC滑动变阻器的滑片右移，光电流可能增大，也可能已达到饱和电流而不变，

故A错误.遏止电压相同，说明最大初动能相同，即入射频率相同，但饱和电流不同，说明

入射光强度不同，饱和电流越大，入射光强度越大，BE确.遏止电压越大，最大初动能越

大，说明入射光频率越大，C正确.逸出功只由金属本身性质决定，与入射光频率无关.D

错误.

命题点三光的波粒二象性物质波（自主学习）

［核心整合］

L光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为:

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

从数量上看

动性

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

从频率上看

越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象

从传播与

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

作用上看

由光子的能量加、光子的动量表达式〃=彳也可以看出，光的波动性和粒

波动性与E=

粒子性的

了•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

统一

物理量——频率y和波长A

2.理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观概念中的波，也不可把光当成宏观概念中的

粒子.

［对点演练I

1.（光的波动性）（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.如图所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确的是

（）

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

解析：ABD亮条纹处到达的电子多，因此概率大，故A正确；该实验证明电子具有波

动性，但与光子具有波动性无关，从而验证了物质波理论正确性，故B、D正确，C错误，

所以选ABD.

2.（光的粒子性）（多选）关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是（）

A.光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子

B.用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率

C.对于同种金属而言，遇止电压与入射光的频率无关

D.石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变长，这个现象称为康普顿效应

解析：BD光电效应中，金属板向外发射的电子叫光电子，光子是光能量子的简称，A

错误；用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率，B正确；

根据光电效应方程可知，对于同种金属而言（逸出功一样），入射光的频率越大，

遏止电压也越大，即遏止电压与入射光的频率有关，C错误；在石墨对X射线散射时，部分

X射线的散射光波长会变K的现象称为康普顿效应，D正确.

3.（波粒二象性）（多选）实物粒子和光都具有波粒二象性.卜.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.p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：ACD干涉和衍射体现的是波动性，A、CE确；p射线在云室中留下清晰的径

迹，体现的是粒子性，不能体现波动性，B错误；电子显微镜利用电子束衍射工作，体现的

是波动性，D正确.

限时规范训练

［基础巩固］

I.（2020・江苏卷）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方

便等优点.它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示.若

人体温度升高，则人体热辐射强度/及其极大值对应的波长A的变化情况是（）

A./增大，7增大B./增大，2减小

C./减小，2增大D./诚小，久减小

解析：B黑体辐射的实验规律如图所示.

特点是，随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，所以人体热辐射的强度/增大;

随着温度的升高，辐射强度的峰值向波长较短的方向移动，所以人减小.故选B.

2.（多选）关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是（）

A.光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显

B.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

C.光电效应现象揭示了光的粒子性

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：ABC根据£=与可知光的波长越短，则频率邈大，光的粒子性越明显，据E=6

可知光子能量越大，A正确；波粒二象性是微观世界特有的规律，一切运动的微粒都具有波

粒二象性，B正确；光电效应现象说明光具有粒子性，C正确；由德布罗意理论知，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，但仍具有波粒二象性，D错误.

3.关于光电效应有如下几种陈述，其中正确的是（）

A.金属的逸出功与入射光的频率成正比

B.光申流强度与入射注强度无关

C.用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大

D.对任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能

产生光电效应

解析：D根据卬0=加0知，金属的逸出功由金属的极限频率决定，与入射光的频率无

关，A错误；光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，即影响光电流的大小，B错误；

不可见光的频率不一定比可见光的频率大，根据光电效应方程知，产生的光电子的最大初动

能不一定大，C错误；对任何一种金属，都有一个极限频率，也就是能发生光电效应的最小

频率，则对应一个“最大波长”，入射光的波长必须小亍这个波长才能产生光电效应，D正

确.

4.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一

些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料（）

光强

01002003004COA(nm)

材料钠铜钳

极限波长（nm）541268196

A.仅钠能产生光电子

B.仅钠、铜能产生光电子

C.仅铜、的能产生光电子

D.都能产生光电子

解析：D根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要光源的波长小于某金属的极限波长,

就有光电子逸出，该光源发出的光的波长有的小于lOOrnn,小于钠、铜、粕三个的极限波长,

都能产生光电子，故D正确，A、B、C错误.

5.一个德布罗意波长为九的中子和另一个德布罗意波长为石的笊核同向正碰后结合成

一个点核，该瓶核的德布罗意波长为（）

A却上

B.

九十22，一22

九+22Al-X2

D.

22

解析：A中子的动量〃|=:，笊核的动量P2=7，同向正碰后形成的氟核的动量"3=

h九22

P2+PI,所以笊核的德布罗意波长义3=,A正确.

P3九+72

6.（多选）如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上,

灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（）

A.入射光太弱

B.入射光波长太长

C.光照时间短

D.电源正、负极接反

解析：BD入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故B

正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流

产生，故D正确.

7.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要所接收到

的功率不低于2.3XIO/W,眼睛就能察觉.已知普朗克常量为6.63X10~34Js,光速为3义108

in/s,人眼能察觉到绿光时，每秒至少接收到的绿光光子数为（）

A.6B.60

C.600D.6000

解析：A绿光光子能量七=加=/枭3.8乂101，所以每秒内最少接收光子数〃=?=

XE

2.3X1O-,8X1皿y〒庄

38X1（）19B、C、D错底，A正确.

8.（2022•北京西城区一模）被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜（简称FAST）

坐落在贵州省平塘县，用来接收来自宇宙深处的电磁波.“中国天眼”的存在，使得深空通

讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义.如果为天眼配

备•部发射功率为百万瓦级（IO。W）的发射机，其发射的无线电波波长为126厘米，那么该发

射机每秒钟发射的光子数最的数最级约为（取真空光速c=3X|（）8m/s,普朗克常鼠/?=6.6X|（）

-34人）（）

A.IO23B.1027

C.10"D.1035

解析:C设发射机每秒钟发射的光子数量为〃，则/O时间内发射光子的总能量为

由£=痴和v=:得用则有〃/跖=P/o,代入数据，最终可得〃的数量级约为10",故

C正确.

［能力提升］

9.（多选）在光电效应实验中，分别用频率为心、出的单色光。、〃照射到同种金属匕

测得相应的遏止电压分别为U”和“、光电子的最大初动能分别为乐”和Ekb.h为普朗克常

量.下列说法正确的是（）

A.若vrt>v/„则一定有Ua<Ub

B.若心〉监，则一定有以“>&/>

C.若U.<Ub，则一定有EL<

D.若vrt>v；„则一定有Ek”>h\>b—Ekb

解析：BC光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eU=Ek,根据光电效应方

程可知反=加，一1%,若则石">所，UQUb,选项A错误，选项B正确；若URUb,

则反“vEb,选项C正确；由光电效应方程可得Wo=〃v—反，则加一Eka=Q,—Ekb,选项D

错误.

10.（2022・山西孝义模拟）从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光

电效应中几个重要的物理量.他通过如图中所示的实验装置测量某金属的遏止电压口与入射

光频率也作出如图乙所示的Uc-v的图象，由此算出普朗克常量爪并与普朗克根据黑体辐

射测出的人相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性.已知电子的电荷量为e,则下

列普朗克常量h的表达式正确的是（）

Ch--------n----

eg一UQUc2-Uci

解析：A根据爱因斯坦光电效应方程4=加一用）及动能定理ed=£k,得&=3一乎,

所以图象的斜率2="1*=£则仁＜”厂0叫故A项正确.

V2-V1eV2-M

II.（2022•广东潮州质检）用如图甲所示的装置研究光电效应现象.用频率为I，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v的关系图象..图线与横轴的交点坐标为（40）.与纵轴的交点坐标为（0.~b）,下列说

法中正确的是（）

B.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大

C.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变

D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数增大

解析：A根据Ekm=6-Wo可得，图线纵截距的绝对值等于金属的逸出功，即等于A

当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为那么普朗克

常量为力=今故A正确；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与照射光的频率有关,

与光的强度无关，故B错误；若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小,

那么电流表G的示数会减小，故C、D错误.

12.（多选）某种金属的遏止电压&与入射光频率v的关系如图中直线①所示，已知电子

电荷量的绝对值为e,该图线的斜率为纵轴截距为从下列说法正确的是（）

A.普朗克常量可表示为以：

B.金属的逸出功可表示为一助

C.用不同金属做实验，一定得到图线②

D.用不同金属做实验，可能得到图线③

解析：AB光电效应方程双=痴一Wo以及得到&=）丫一学，由公式可知k

C-C-

4人=一号，故AB正确；由&岭一学可知，用不同的金属做实