2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理初步 第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練.doc

1波粒二象性一、選擇題(18題為單項(xiàng)選擇題，914題為多項(xiàng)選擇題)1如圖1所示，當(dāng)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(shí)與鋅板相連的驗(yàn)電器鋁箔有張角，則該實(shí)驗(yàn)()圖1A只能證明光具有波動(dòng)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(dòng)性，驗(yàn)電器鋁箔有張角，說(shuō)明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，則證明了光具有粒子性，所以該實(shí)驗(yàn)證明了光具有波粒二象性，D正確。答案D2頻率為的光照射某金屬時(shí)，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ekm。改為頻率為2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)()AEkmhB2EkmCEkmh DEkm2h解析根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得：EkmhW0，若入射光頻率變?yōu)?，則Ekmh2W02h(hEkm)hEkm，故選C。答案C3在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)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(yīng)。對(duì)于這兩個(gè)過(guò)程，下列四個(gè)物理過(guò)程中，一定相同的是()A遏止電壓 B飽和光電流C光電子的最大初動(dòng)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(yīng)方程EkmhW0知，最大初動(dòng)能不同，則遏止電壓不同；同一種單色光照射，入射光的強(qiáng)度相同，所以飽和光電流相同。故選B。答案B4當(dāng)具有5.0 eV的光子射到一金屬表面時(shí)，從金屬表面逸出的電子具有的最大初動(dòng)能為1.5 eV，為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光子的能量必須不小于()A1.5 eV B2.5 eV C3.5 eV D5.0 eV解析根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW，得逸出功WhEk5.0 eV1.5 eV3.5 eV，由光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件可知，入射光子的能量必須不小于逸出功，故C正確。答案C5關(guān)于光電效應(yīng)，下列說(shuō)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(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小D入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多解析逸出功W0h0，W00，A正確；只有照射光的頻率大于金屬極限頻率0，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程EkmhW0知，因不確定時(shí)，無(wú)法確定Ekm與W0的關(guān)系，C錯(cuò)誤；光強(qiáng)Enh，越大，E一定，則光子數(shù)n越小，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，D錯(cuò)誤。答案A6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(yīng)，可得到光電子最大初動(dòng)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(huà)在同一個(gè)Ek坐標(biāo)系中，如圖所示，用實(shí)線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過(guò)程的是()解析依據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0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(yīng)該平行。圖線的橫軸截距代表截止頻率0，而0，因此鎢的截止頻率小些，綜上所述，A圖正確。答案A7當(dāng)加在光電管兩極間的正向電壓足夠高時(shí)，光電流將達(dá)到飽和值，若想增大飽和光電流，應(yīng)采取的有效辦法是 ()A增大照射光的波長(zhǎng)B增大照射光的頻率C增大照射光的光強(qiáng)D繼續(xù)增高正向電壓解析當(dāng)某種頻率的光照射到光電管的陰極時(shí)，發(fā)生光電效應(yīng)所產(chǎn)生的光電子全部被正極的高電壓吸引過(guò)去參加導(dǎo)電運(yùn)動(dòng)，這時(shí)光電流達(dá)到了飽和，再繼續(xù)增大光電管的正向電壓也不會(huì)再增加光電流了，若想增大飽和光電流，有效的辦法是增大照射光的強(qiáng)度。光強(qiáng)增加，產(chǎn)生光電子數(shù)目增加。飽和光電流將增大，增大照射光的頻率，將使光電子的最大初動(dòng)能增加，若照射的光子數(shù)目不變，并不能顯著增多光電子的數(shù)量。而照射光的波長(zhǎng)增加，將使照射光的頻率減小，光子能量減小。將使光電子的最大初動(dòng)能減小，甚至不能發(fā)生光電效應(yīng)。選項(xiàng)C正確。答案C8以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出。強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí)，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖2。用頻率為的普通光源照射陰極K，沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng)。換用同樣頻率的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽(yáng)極A接電源負(fù)極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng)。逐漸增大U，光電流會(huì)逐漸減?。划?dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量)()圖2AU BUCU2hW DU解析假設(shè)電子吸收光子個(gè)數(shù)為n(n>1)，則nhEkW，又EkeU，解得U，B正確。答案B9關(guān)于光電效應(yīng)的產(chǎn)生以及現(xiàn)象，下列描述正確的是()A逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大B對(duì)某金屬來(lái)說(shuō)，入射光波長(zhǎng)必須大于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)C產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)從金屬表面逸出的所有光電子的動(dòng)能都相同D一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，一定是入射光的光子能量太小解析根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkmhW0可知，逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，A正確；由光電效應(yīng)方程可知入射光波長(zhǎng)必須小于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤；光電子的動(dòng)能與入射光的頻率和金屬的種類以及逸出的方式有關(guān)，因此光電子的動(dòng)能不一定都相同，C錯(cuò)誤；能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，與入射光的光子頻率、光子能量有關(guān)，D正確。答案AD10.如圖3所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，其原因可能是()圖3A入射光太弱B入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)C光照時(shí)間短D電源正、負(fù)極接反解析入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)，入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B正確；電路中電源反接，對(duì)光電管加了反向電壓，若該電壓超過(guò)了遏止電壓，也沒(méi)有光電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確。答案BD11在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是()A增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大解析用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，改用頻率較小的光照射時(shí)，有可能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；據(jù)hW逸mv2可知增加照射光頻率，光電子最大初動(dòng)能增大，故D正確；增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光電子數(shù)增加，則光電流將增大，故A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生與照射光頻率有關(guān)而與照射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤。答案AD12在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一種材料在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖4所示。則可判斷出()圖4A甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C甲光、乙光波長(zhǎng)相等D甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能解析由eUcmvhW，入射光的頻率越高，對(duì)應(yīng)的遏止電壓Uc越大。甲光、乙光的遏止電壓相等，所以甲光、乙光的頻率相等，則用甲光與用乙光照射而逸出的光電子的最大初動(dòng)能相等，A錯(cuò)誤；丙光的遏止電壓大于乙光的遏止電壓，所以丙光的頻率大于乙光的頻率，則乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)，B正確；甲光、乙光的頻率相等，則甲光、乙光波長(zhǎng)相等，C正確；丙光的遏止電壓大于甲光的遏止電壓，所以甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能，D錯(cuò)誤。答案BC13在探究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，某小組的同學(xué)分別用波長(zhǎng)為、2的單色光照射某金屬，逸出的光電子最大速度之比為21，普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示。則()A光電子的最大初動(dòng)能之比為21B該金屬的截止頻率為C該金屬的截止頻率為D用波長(zhǎng)為的單色光照射該金屬時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)解析由于兩種單色光照射下，逸出的光電子的最大速度之比為21，由Ekmv2可知，光電子的最大初動(dòng)能之比為41，A錯(cuò)誤；又由hWEk知，hWmv，hWmv，又v12v2，解得Wh，則該金屬的截止頻率為，B正確，C錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)小于或等于3時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)，D正確。答案BD14如圖5所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)。由圖可知()圖5A該金屬的截止頻率為4.271014HzB該金屬的截止頻率為5.51014HzC該圖線的斜率表示普朗克常量D該金屬的逸出功約為1.78 eV解析由光電效應(yīng)方程EkhW0可知，圖中橫軸的截距為該金屬的截止頻率，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；圖線的斜率表示普朗克常量h，C正確；該金屬的逸出功W0h06.6310344.271014J1.77 eV或W0hEk6.6310345.51014J0.5 eV1.78 eV，選項(xiàng)D正確。答案ACD