2020高考物理復(fù)習(xí) 金版教程 第15章第1單元 光電效應(yīng) 波粒二象性練習(xí)（通用）

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1、限時(shí)規(guī)范特訓(xùn) (時(shí)間：45分鐘　分值：100分) 1. 黑體輻射和能量子的說法中正確的是(　　) A．黑體輻射隨溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增強(qiáng) B．黑體輻射隨溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng) C．能量子是最小的能量值 D．能量子是一種粒子 答案：ABC 2．[2020·江蘇理綜卷]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 3．在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板

2、與靈敏驗(yàn)電器相連，用紫外線燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)(　　) A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電 B．鋅板帶正電，指針帶正電 C．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電 D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電 解析：驗(yàn)電器的指針張開一個(gè)角度說明鋅板帶電，鋅板在弧光燈照射下發(fā)生光電效應(yīng)失去電子而帶正電，驗(yàn)電器也帶正電． 答案：B 4．頻率為ν的光照射某金屬時(shí)，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ekm.改用頻率為2ν的光照射同一金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為(h為普朗克常量)(　　) A．Ekm－h(huán)ν　　　　　 B．2Ekm C. Ekm＋hν D. Ekm＋2hν 解析：頻率為ν的

3、光照射某金屬時(shí)，有Ekm＝hν－W.同理，改用頻率為2ν的光照射同一金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E＝2hν－W＝Ekm＋hν，C正確． 答案：C 5．關(guān)于波粒二象性和物質(zhì)波下列說法中不正確的是(　　) A．個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性 B．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光具有粒子性，從而推翻了光的電磁波理論 C．只要是運(yùn)動(dòng)著的物體，不論是宏觀物體還是微觀粒子，都具有波動(dòng)性，這就是物質(zhì)波 D．光既具有粒子性也具有波動(dòng)性，二者同時(shí)存在，統(tǒng)一在一起 解析：光具有波粒二象性，二者同時(shí)具備，只是不同條件下表現(xiàn)的側(cè)重點(diǎn)不同，個(gè)別光子行為的無規(guī)則體現(xiàn)了光的粒子性，大量光子的集體

4、表現(xiàn)的有規(guī)律性體現(xiàn)了光的波動(dòng)性，A正確；光電效應(yīng)證實(shí)了光的粒子性，但并不否認(rèn)光的波動(dòng)性，故B錯(cuò)誤；任何物體都具有波動(dòng)性這是物質(zhì)波的本質(zhì)含義，所以C正確；光具有波動(dòng)性和粒子性，這二者是統(tǒng)一的，這是光的波粒二象性的本質(zhì)，故D正確． 答案：B 6．如圖所示是光電管使用的原理圖，用頻率為ν0 的可見光照射到陰極K上時(shí)，電流表中有電流通過，則(　　) A．若用紫外線照射陰極K，電流表中一定有電流通過 B．若用紅外線照射陰極K，電流表中一定沒有電流通過 C．若用頻率為ν0 的可見光照射到陰極K上時(shí)，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到A端時(shí)，電流表中一定沒有電流通過 D．若用頻率為ν0 的可見光照射

5、到陰極K上時(shí)，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭逐漸由圖示位置向B端移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)可能不變 解析：可見光照射到陰極K上時(shí)有光電流，用頻率更大的光照射一定有光電流，用頻率小的光照射可能有光電流也可能沒有，所以A對(duì)，B錯(cuò)．如圖所示電路圖，光電管兩端的電壓為正向電壓，滑動(dòng)觸頭移到A端，正向電壓為零，仍有光電流；B端移動(dòng)時(shí)，如果此時(shí)光電流已經(jīng)為飽和光電流，則電流表示數(shù)不在變化，C錯(cuò)D對(duì)． 答案：AD 7．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬(　　) A．無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng) B．無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng) C．超過極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱

6、，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小 D．超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大 解析：根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知A正確，B、C錯(cuò)誤．根據(jù)光電效應(yīng)方程mv＝hν－W，頻率ν越高，初動(dòng)能就越大，D正確． 答案：AD 8．如圖所示是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象．由圖象可知(　　) A．該金屬的逸出功等于E B．該金屬的逸出功等于hν0 C．入射光的頻率為2ν0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ν0/2時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E/2 答案：ABC 9．分別用波長(zhǎng)為λ和λ的單色光照射同一金屬板，發(fā)出光

7、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.hcλ D. 解析：由Ek1＝hν1－W ① Ek2＝hν2－W ② 得＝，所以W＝. 答案：B 10．康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也有動(dòng)量．圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運(yùn)動(dòng)方向，則碰后光子(　　) A．可能沿1方向，且波長(zhǎng)變小 B．可能沿2方向，且波長(zhǎng)變小 C．可能沿1方向，且波長(zhǎng)變長(zhǎng) D．可能沿3方向，且波長(zhǎng)變長(zhǎng) 解析：因光子與電子碰撞過程動(dòng)量守恒，所以碰撞之后光子和電子的總動(dòng)量的方向與光子碰前的方向一致，可見碰后光子的方向可

8、能沿1方向，不可能沿2或3方向；通過碰撞，光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，能量減少，由E＝hν知，頻率變小，再根據(jù)c＝λν知，波長(zhǎng)變長(zhǎng)． 答案：C 11．一種X射線，每個(gè)光子具有4×104 eV的能量，此X射線的波長(zhǎng)是多少？一個(gè)電子具有多少電子伏特能量時(shí)，其德布羅意波長(zhǎng)與上述X射線的波長(zhǎng)相等？(電子的質(zhì)量m＝9.1×10－31 kg) 解析：由E＝h得 λ＝＝ m≈3.1×10－11 m. 電子的能量就是電子的動(dòng)能，由德布羅意物質(zhì)波長(zhǎng)公式 λ＝及Ek＝ 得Ek＝ ＝J ＝ eV ＝1.6×103 eV. 答案：3.1×10－11 m　1.6×103 eV 12．波長(zhǎng)為λ＝0

9、.17 μm的紫外線照射至金屬筒上能使其發(fā)射光電子，光電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做最大半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知r·B＝5.6×10－6 T·m，光電子質(zhì)量m＝9.1×10－31 kg，電荷量e＝1.6×10－19 C，求： (1)光電子的最大動(dòng)能；(2)金屬筒的逸出功． 解析：光電子做半徑最大的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的動(dòng)能即是最大動(dòng)能． (1)由eBv＝得v＝ 所以mv2＝m·()2＝ 代入數(shù)據(jù)得mv2≈4.41×10－19 J. (2)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得 W＝hν－mv2＝h－mv2代入數(shù)據(jù)得W≈7.3×10－19 J 答案：(1)4.41×10－19 J　(2

10、)7.3×10－19 J 13．如圖所示，相距為d的兩平行金屬板A、B足夠大，板間電壓恒為U，有一波長(zhǎng)為λ的細(xì)激光束照射到B板中央，使B板發(fā)生光電效應(yīng)，已知普朗克常量為h，金屬板B的逸出功為W，電子質(zhì)量為m，電荷量e，求： (1)從B板運(yùn)動(dòng)到A板所需時(shí)間最短的光電子，到達(dá)A板時(shí)的動(dòng)能； (2)光電子從B板運(yùn)動(dòng)到A板時(shí)所需的最長(zhǎng)時(shí)間． 解析：(1)根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝ hν－W，光子的頻率為ν＝.所以，光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝－W.能以最短時(shí)間到達(dá)A板的光電子，是初動(dòng)能最大且垂直于板面離開B板的電子，設(shè)到達(dá)A板的動(dòng)能為Ek1，由動(dòng)能定理，得eU＝ Ek1－Ek，所以Ek1 ＝eU＋－W. (2)能以最長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)A板的光電子，是離開B板時(shí)的初速度為零或運(yùn)動(dòng)方向平行于B板的光電子．則d＝at2＝，得t＝d.