2019-2020年高考物理總復習 第12章 第3課時 光電效應 波粒二象性課時作業(yè)（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理總復習 第12章 第3課時 光電效應 波粒二象性課時作業(yè)（含解析） 一、單項選擇題 1．(xx楊浦區(qū)模擬)愛因斯坦由光電效應的實驗規(guī)律，猜測光具有粒子性，從而提出光子說，從科學研究的方法來說，這屬于(　　) A．等效替代 B．控制變量 C．科學假說 D．數(shù)學歸納 【答案】C 【解析】科學假說是科學理論發(fā)展的思維形式，是人們根據(jù)已經(jīng)掌握的科學原理和科學事實，對未知的自然現(xiàn)象及其規(guī)律，經(jīng)過一系列的思維過程，預先在自己頭腦中作出的假定性解釋．愛因斯坦由光電效應的實驗規(guī)律，猜測光具有粒子性，從而提出光子說，屬于科學假說，選項C正確． 2．關于光電效應，下列說法正確的是(　　) A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大 B．只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應 C．從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小 D．入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 【答案】A 【解析】逸出功W0＝hν0，W0∝ν0——極限頻率，A正確；只有照射光的頻率ν大于金屬極限頻率ν0，才能產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，B錯；由光電效應方程hν＝mv＋W0知，ν不確定時，無法確定mv與W0的關系，C錯；光強E＝nhν，E一定，ν越大，則光子數(shù)n越小，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，D錯． 3．入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則下列說法中正確的是(　　) A．從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加 B．逸出的光電子的最大初動能減小 C．單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少 D．有可能不發(fā)生光電效應 【答案】C 【解析】光電效應瞬時(10－9 s)發(fā)生，與光強無關，A錯；能否發(fā)生光電效應，只決定于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強無關，D錯；光電子的最大初動能只與入射光頻率有關，入射光頻率越大，最大初動能越大，B錯；光電子數(shù)目多少與入射光強度有關，可理解為一個光子能打出一個光電子，光強減弱，逸出的光電子數(shù)目減少，C對． 4．在光電效應實驗中，小明同學用同一實驗裝置[如圖1(a)]在甲、乙、丙三種光的照射下得到了三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關系曲線，如圖1(b)所示，則正確的是(　　) (a)　　　　　　　　　(b) 圖1 A．乙光的頻率小于甲光的頻率 B．甲光的波長大于丙光的波長 C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量 D．乙光對應的光電子最大初動能小于丙光的光電子最大初動能 【答案】B 【解析】由題圖可知，乙、丙兩光對應的截止電壓均為U1，由光電效應方程hν＝mv＋W0，及－eU1＝0－mv可知，乙、丙兩光的頻率相同，且均大于甲光的頻率，則由c＝λν，可知甲光波長大于乙、丙波長；同樣丙光光子能量大于甲光的光子能量．選項B正確，其余皆錯． 5．下表給出了一些金屬材料的逸出功. 材料 銫 鈣 鎂 鈹 鈦 逸出功(10－19 J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6 現(xiàn)用波長為400 nm的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應的材料最多有幾種(普朗克常量h＝6.6310－34 Js，光速c＝3.0108 m/s)(　　) A．2種　 B．3種　 C．4種　　　 D．5種 【答案】A 【解析】要發(fā)生光電效應，則入射光的能量必須大于金屬的逸出功，由題可算出波長為400 nm的光的能量為E＝hν＝h＝6.6310－34 J＝4.9710－19 J，大于銫和鈣的逸出功．所以A選項正確． 二、雙項選擇題 6．如圖2是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關系圖象．由圖象可知(　　) 圖2 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ν0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E D．入射光的頻率為時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為 【答案】AB 7．如圖3所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點坐標為4.27，與縱軸交點坐標為0.5)．由圖可知(　　) 圖3 A．該金屬的截止頻率為4.271014 Hz B．該金屬的截止頻率為5.51014 Hz C．該圖線的斜率表示普朗克常量 D．該金屬的逸出功為0.5 eV 【答案】AC 【解析】圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯誤；由光電效應方程知Ekm＝hν－W0，因此圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為W0＝hν0＝ eV＝1.77 eV，D錯誤． 8．1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時代意義的論文，其中關于光量子的理論成功地解釋了光電效應現(xiàn)象．關于光電效應，下列說法正確的是(　　) A．當入射光的頻率低于極限頻率時，不能發(fā)生光電效應 B．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比 C．光電子的最大初動能與入射光的強度成正比 D．某單色光照射一金屬時不發(fā)生光電效應，改用波長較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應 【答案】AD 【解析】根據(jù)光電效應現(xiàn)象的實驗規(guī)律，只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應，故A、D正確．根據(jù)光電效應方程，最大初動能與入射光頻率為線性關系，但非正比關系，B錯；根據(jù)光電效應現(xiàn)象的實驗規(guī)律，光電子的最大初動能與入射光強度無關，C錯． 9．如圖4所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點坐標為4.27，與縱軸交點坐標為0.5)．由圖可知(　　) 圖4 A．該金屬的截止頻率為4.271014 Hz B．該金屬的截止頻率為5.51014 Hz C．該圖線的斜率表示普朗克常量 D．該金屬的逸出功為0.5 eV 【答案】AC 【解析】圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯誤；由光電效應方程Ek＝hν－W0可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為 W0＝hν0＝eV＝1.77 eV，D錯誤． 三、非選擇題 10．用同一束單色光，在同一條件下先后照射鋅片和銀片，都能產(chǎn)生光電效應，在這兩個過程中，對于下列四個量，一定相同的是______，可能相同的是______，一定不同的是____． A．光子的能量 B．光電子的逸出功 C．光電子動能 D．光電子初動能 【答案】A　CD　B 【解析】光子的能量由光的頻率決定，同一束單色光頻率相同，因而光子能量相同．逸出功等于電子脫離原子核束縛需要做的最少的功，因此只由材料決定．鋅片和銀片的光電效應中，光電子的逸出功一定不相同．由光電效應方程hν＝mv＋W0知，照射光子能量hν相同，逸出功W0不同，則電子最大初動能也不同．由于光電子吸收光子后到達金屬表面的路徑不同，途中損失的能量也不同，因而脫離金屬時的動能可能分布在零到最大初動能之間．所以，光電子初動能是可能相等的．