高考物理一輪復習 第十二章 原子與原子核 第一講 光電效應 波粒二象性課時作業(yè)

第一講 光電效應 波粒二象性A組基礎(chǔ)題一、單項選擇題1如圖所示，當弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角，則該實驗()A只能證明光具有波動性B只能證明光具有粒子性C只能證明光能夠發(fā)生衍射D證明光具有波粒二象性解析：弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射，證明了光具有波動性，驗電器鋁箔有張角，說明鋅板發(fā)生了光電效應，則證明了光具有粒子性，所以該實驗證明了光具有波粒二象性，D正確答案：D2用波長為2.0107 m的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大的動能是4.71019 J由此可知，鎢的極限頻率是(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)()A5.51014 HzB7.91014 HzC9.81014 Hz D1.21015 Hz解析：由光電效應方程EkhW逸可得W逸hEk，而W逸h0，所以鎢的極限頻率07.91014 Hz，答案為B.答案：B3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(1019 J)3.04.35.96.26.6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h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s)()A2種 B3種C4種 D5種解析：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Ehh6.631034 J4.971019 J，大于銫和鈣的逸出功，所以A選項正確答案：A4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，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率變化的Ek圖象已知鎢的逸出功是3.28 eV，鋅的逸出功是3.34 eV，若將二者的圖線畫在同一個Ek坐標系中，圖所示中用實線表示鎢，虛線表示鋅，則下列圖象正確反映這一過程的是()解析：依據(jù)光電效應方程EkhW可知，Ek圖線的斜率代表普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek圖線應該平行圖線的橫截距代表極限頻率c，而0，因此鎢的0小些綜上所述，A圖正確答案：A二、多項選擇題5(2014高考海南卷)在光電效應實驗中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能發(fā)生光電效應對于這兩個過程，下列四個物理過程中，一定不同的是()A遏止電壓 B飽和光電流C光電子的最大初動能 D逸出功解析：同一種單色光照射不同的金屬，入射光的頻率和光子能量一定相同，金屬逸出功不同，根據(jù)光電效應方程EkmhW0知，最大初動能不同，則遏止電壓不同；同一種單色光照射，入射光的強度相同，所以飽和光電流相同故選A、C、D.答案：ACD6用波長為和2的光照射同一種金屬，分別產(chǎn)生的速度最快的光電子速度之比為21，普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示，那么下列說法正確的有()A該種金屬的逸出功為B該種金屬的逸出功為C波長超過2的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應D波長超過4的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應解析：由hW0Ek知hW0mv12，hW0mv22，又v12v2，所以W0，故選項A正確，B錯誤；光的波長小于或等于3時方能發(fā)生光電效應，故選項C錯誤，D項正確答案：AD7.如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖象由圖象可知()A該金屬的逸出功等于EB該金屬的逸出功等于hcC入射光的頻率為2c時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為ED入射光的頻率為時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為解析：由題圖得EkhW0，得EkhE故逸出功W0E，故選項A正確；當Ek0時，c，故Ehc，故選項B正確；2c時，可得出EkE，故選項C正確；當入射光的頻率為時，不發(fā)生光電效應，故選項D錯誤答案：ABC8.(2016河北保定一模)如圖所示，這是一個研究光電效應的電路圖，下列敘述中正確的是()A只調(diào)換電源的極性，移動滑片P，當電流表示數(shù)為零時，電壓表示數(shù)為遏止電壓Uc的數(shù)值B保持光照條件不變，滑片P向右滑動的過程中，電流表示數(shù)將一直增大C不改變光束顏色和電路，增大入射光束強度，電流表示數(shù)會增大D陰極K需要預熱，光束照射后需要一定的時間才會有光電流解析：只調(diào)換電源的極性，移動滑片P，電場力對電子做負功，當電流表示數(shù)為零時，則有qUmv20，那么電壓表示數(shù)為遏止電壓Uc的數(shù)值，故A正確；保持光照條件不變，滑片P向右滑動的過程中，導致電壓增大，則電場力做功增大，則電流表示數(shù)會增大，若電流達到飽和電流，則電流表示數(shù)不再增大，故B錯誤；不改變光束顏色和電路，增大入射光束強度，則光電子數(shù)目增多，那么電流表示數(shù)會增大，故C正確；光束照射后不需要一定的時間，幾乎同時就有光電流，故D錯誤答案：ACB組能力題一、選擇題9(多選)(2017河南鶴壁市高中模擬)下列說法正確的有()A普朗克曾經(jīng)大膽假設(shè)：振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，這個不可再分的最小能量值叫做能量子B 粒子散射實 驗中少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，這是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)之一C由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要輻射一定頻率的光子，同時電子的動能減小，電勢能增大D在光電效應實驗中， 用同種頻率的光照射不同的金屬表面，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能Ek越大，則這種金屬的逸出功W0越小解析：普朗克能量量子化理論：振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，這個不可再分的最小能量值叫做能量子，故A正確；粒子散射實驗中少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，這是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)之一，故B正確；玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要輻射一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小，故C錯誤；光電效應實驗中，用同種頻率的光照射不同的金屬表面，根據(jù)光電效應方程：EkhW0，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能Ek越大，則這種金屬的逸出功W0越小，故D正確答案：ABD10(2016江蘇蘇州一模)現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為abc123.當用a光束照射某種金屬板時能發(fā)生光電效應，飛出的光電子最大動能為Ek，若改用b光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動能為Ek，當改用c光束照射該金屬板時()A能發(fā)生光電效應，飛出的光電子最大動能為EkB能發(fā)生光電效應，飛出的光電子最大動能為EkC能發(fā)生光電效應，飛出的光電子最大動能為EkD由于c光束光子能量最小，該金屬板不會發(fā)生光電效應解析：a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為abc123，因為光子頻率，可知光子頻率之比為632.設(shè)a光的頻率為6，根據(jù)光電效應方程Ekh6W0，Ekh3W0.聯(lián)立兩式解得逸出功W0h，Ekh.c光的光子頻率為2，能量為2hW0，能發(fā)生光電效應最大初動能Ekmh2W0hEk.故B正確答案：B二、非選擇題11(2017湖北武漢部分重點中學期中)從1907年起，美國物理學家密立根開始以精湛的技術(shù)測量光電效應中幾個重要的物理量他通過如圖所示的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率，作出Uc-圖象，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射測出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應方程的正確性圖中頻率1、2，遏止電壓Uc1、Uc2及電子的電荷量e均為已知，求：(1)普朗克常量h；(2)該金屬的截止頻率0.解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應方程EkhW0及動能定理eUcEk，可得Uc0.結(jié)合圖象知k.普朗克常量h.截止頻率0.答案：(1)(2)12.某同學采用如圖所示的實驗電路研究光電效應，用某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應現(xiàn)象閉合開關(guān)S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此時電壓的示數(shù)U稱為反向遏止電壓根據(jù)反向遏止電壓，可以計算出光電子的最大初動能現(xiàn)分別用1和2的單色光照射陰極，測量到反向遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子的比荷為，求：(1)陰極K所用金屬的極限頻率；(2)用題目中所給條件表示普朗克常量h.解析：(1)由于陽極A和陰極K之間所加電壓為反向電壓，根據(jù)動能定理有eU10mv12eU20mv22根據(jù)光電效應方程mv12h1W0mv22h2W0其中W0hc解以上各式得c.(2)由(1)中各式得eU1h1W0eU2h2W0解得h.答案：(1)(2)6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375