（新課標）2020高考物理一輪復習 課時作業(yè)53 光電效應與波粒二象性（含解析）新人教版

《（新課標）2020高考物理一輪復習 課時作業(yè)53 光電效應與波粒二象性（含解析）新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標）2020高考物理一輪復習 課時作業(yè)53 光電效應與波粒二象性（含解析）新人教版（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、光電效應與波粒二象性 一、選擇題 1．(多選)關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法正確的是(　　) A．光的波長越短，光子的能量越大，光的粒子性越明顯 B．不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性 C．光電效應現(xiàn)象揭示了光的粒子性 D．實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性 答案　ABC 解析　A項，光子既有波動性又有粒子性，光的波長越短，光子的能量越大，光的粒子性越明顯，故A項正確； B項，不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性．故B項正確； C項，光電效應和康普頓效應都揭示了光具有粒子性，故C項正確； D項，一切運動的微粒都具有波粒二

2、象性，故D項錯誤． 2．(2018·濟南一模)用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應的措施是(　　) A．改用強度更大的原紫外線照射 B．改用X射線照射 C．延長原紫外線的照射時間 D．改用紅外線照射 答案　B 解析　用紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應，說明紫外線的頻率小于該金屬的極限頻率，要產(chǎn)生光電效應必須增大入射光的頻率，符合條件的只有X射線．故A、C、D三項錯誤，B項正確． 3．用一束紅光和一束紫光分別照射金屬甲和乙，它們逸出的光電子的最大初動能相等．則金屬甲和金屬乙比較(　　) A．甲的逸出功較大 B．乙的逸出功較大 C．相同時間內(nèi)甲逸出的

3、光電子數(shù)較多 D．相同時間內(nèi)乙逸出的光電子數(shù)較多 答案　B 解析　A、B兩項，紫光的頻率比紅光大，由EK＝hν－W知，用紫光照射的乙金屬的逸出功大，故A項錯誤，B項正確； C、D兩項，因紫光和紅光的強度關(guān)系未知，無法比較兩種色光在相同時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)的多少，故C、D兩項錯誤． 4．(2018·廣東模擬)已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，1 eV＝1.6×10－19 J．在光電效應實驗中，金屬鈀的逸出功為1.9 eV，要使鈀表面發(fā)出的光電子的最大初動能為1.0 eV，入射光的頻率約為(　　) A．2.2×1014 Hz　　　 B．4.6×1014 Hz C．4.6×

4、1015 Hz D．7.0×1014 Hz 答案　D 解析　由公式EK＝hν－W知，入射光的頻率為：ν＝≈7.0×1014 Hz，故A、B、C三項錯誤，D項正確． 5．(2018·浙江模擬)(多選)如圖，用導線將驗電器與某種金屬板連接，用綠光照射金屬板，驗電器指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，下列判斷正確的是(　　) A．改用紅光照射金屬板，驗電器指針仍會發(fā)生偏轉(zhuǎn) B．減綠光的強度，驗電器指針仍會發(fā)生偏轉(zhuǎn) C．如果驗電器原來帶負電，指針偏角先變小后變大 D．如果驗電器原來帶正電，指針偏角先變小后變大 答案　BC 解析　A項，改用紅光照射鋅板，因其頻率小于綠光的頻率，則不一定會發(fā)生光電效應，

5、驗電器指針偏角不一定會偏轉(zhuǎn)，故A項錯誤． B項，即使減綠光的強度，驗電器指針仍會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，原因是入射光的頻率沒變，故B項正確． C、D兩項，因為發(fā)生光電效應時，鋅板失去電子帶正電，用驗電器與鋅板接觸，則驗電器也帶正電，如果驗電器原來帶負電，指針偏角先變小后變大；如果驗電器原來帶正電，指針偏角一直變大，故C項正確，D項錯誤． 6．(2018·汕頭二模)紫外光電管是利用光電效應原理對油庫等重要場所進行火災報警的裝置，其工作電路如圖所示，其中A為陽極，K為陰極，只有當明火中的紫外線照射到K極時，c、d端才會有信號輸出．已知地球表面太陽光中紫外線波長主要在315 nm～400 nm之間，而明火中

6、的紫外線波長主要在200 nm～280 nm之間，下列說法正確的是(　　) A．要實現(xiàn)有效報警，照射光電管的紫外線波長應大于280 nm B．明火照射到的時間要足夠長，c、d端才有輸出電壓 C．僅有太陽光照射光電管時，c、d端輸出的電壓為零 D．火災報警時，照射光電管的紫外線波長越大，逸出的光電子最大初動能越大 答案　C 解析　A項，由題意可知，要實現(xiàn)有效報警，照射光電管的紫外線波長應小于280 nm，則入射光的頻率大于截止頻率，會發(fā)生光電效應，故A項錯誤． B項，c、d端有信號輸出，與明火的照射時間無關(guān)，與紫外線的頻率有關(guān)，故B項錯誤． C項，僅有太陽光照射光電管時，入射

7、光的頻率小于金屬的截止頻率，不會發(fā)生光電效應，c、d端的輸出電壓為零，故C項正確． D項，火災報警時，根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0知，照射的紫外線波長越短，頻率越大，逸出的光電子最大初動能越大，故D項錯誤． 7.(2018·山東二模)(多選)某種金屬發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示，E、ν0為已知量．由圖線信息可知(　　) A．逸出功W0＝E B．圖像的斜率表示普朗克常量的倒數(shù) C．圖中E與ν0的值與入射光的強度、頻率均無關(guān) D．若入射光頻率為3ν0，則光電子的最大初動能為3E 答案　AC 解析　A項，根據(jù)光電效應方程：EK＝hν－W

8、0，EK＝0時有hν0－W0＝0，所以逸出功W0＝hν0， 由圖，當ν＝0時可得：－E＝0－W0 所以：W0＝E.故A項正確； B項，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程EK＝hν－W0，任何一種金屬的逸出功W0一定，說明EK隨頻率ν的變化而變化，直線的斜率等于普朗克恒量，故B項錯誤； C項，根據(jù)A項的分析可知，E等于金屬的逸出功，所以圖中E與ν0的值與入射光的強度、頻率均無關(guān)，故C項正確； D項，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程EK＝hν－W0，若入射光頻率為3ν0，則光電子的最大初動能為2E.故D項錯誤． 8．(多選)N為鎢板，M為金屬網(wǎng)，它們分別與電池的兩極相連，各電池的電動勢和極性如圖所示，已

9、知金屬鎢的逸出功為4.5 eV.現(xiàn)分別用不同能量的光子照射鎢板(各光子的能量已在圖上標出)，那么如圖中，沒有光電子到達金屬網(wǎng)的是(　　) 答案　AC 解析　加反向電壓時，只要入射光子的能量hν≥W0＋eU，即有光電子到達金屬網(wǎng)，將各數(shù)值代入上式可判D項中光電子能到達金屬網(wǎng)；B項加正向電壓，且入射光電子能量大于逸出功，所以有光電子到達金屬網(wǎng)．綜上所述，A、C兩項符合題意． 9．(2018·東城區(qū)一模)美國物理學家密立根通過測量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以驗證愛因斯坦方程的正確性．如圖是某次試驗中得到的兩種金屬的遏止電壓Uc

10、與入射光頻率ν關(guān)系圖像，兩金屬的逸出功分別為W甲、W乙，如果用ν0頻率的光照射兩種金屬，光電子的最大初動能分別為E甲、E乙，則下列關(guān)系正確的是(　　) A．W甲＜W乙，E甲＞E乙 B．W甲＞W(wǎng)乙，E甲＜E乙 C．W甲＞W(wǎng)乙，E甲＞E乙 D．W甲＜W乙，E甲＜E乙 答案　A 解析　根據(jù)光電效應方程得： Ekm＝hν－W0＝hν－h(huán)ν0 又Ekm＝qUc 解得： Uc＝ν－； 知Uc－ν圖線； 當Uc＝0，ν＝ν0； 由圖像可知，金屬甲的極限頻率小于金屬乙，則金屬甲的逸出功小于乙的，即W甲＜W乙． 如果用ν0頻率的光照射兩種金屬，根據(jù)光電效應方程，當相同的頻率入

11、射光時，則逸出功越大的，其光電子的最大初動能越小，因此E甲＞E乙，故A項正確，B、C、D三項錯誤． 10．(2018·海濱區(qū)模擬)在光電效應實驗中，先后用頻率相同但光強不同的兩束光照射同一個光電管．若實驗a中的光強大于實驗b中的光強，實驗所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線分別以a、b表示，則下列圖中可能正確的是(　　) 答案　A 解析　光電流恰為零，此時光電管兩端加的電壓為截止電壓，對應的光的頻率為截止頻率，入射光的頻率越高，對應的截止電壓U截越大，由于入射光的頻率沒有變，故遏止電壓相同，即圖線與橫軸的交點相同．由于a光的光強大于b光的光強，所以a的飽和電流大于b的飽和電

12、流．故A項正確、B、C、D三項錯誤．故選A項． 11．(2018·上海一模)(多選)研究光電效應的實驗裝置如圖1所示，陰極K和陽極A封閉在真空管中，光通過小窗照射到陰極K上，在光的作用下，電子從陰極K逸出．把單刀雙擲開關(guān)S分別接到1、2位置，移動滑動變阻器的滑片，得到如圖2所示的電流隨電壓的變化關(guān)系圖線，下列各種判斷中正確的是(　　) A．圖2中的乙圖是開關(guān)S接1時的圖線 B．圖2中的乙圖是開關(guān)S接2時的圖線 C．光電子的最大初動能Ek＝eU1 D．入射光的頻率越大，圖2中的電壓U2越大 答案　BD 解析　A項，開關(guān)接1時，光電管所加的電壓為正向電壓，結(jié)合加正向電壓時電流的特

13、點可知，圖2中的甲圖是開關(guān)S接1時的圖線．故A項錯誤； B項，開關(guān)接2時，光電管所加的電壓為反向電壓，結(jié)合加反向電壓時電流的特點可知，圖2中的乙圖是開關(guān)S接2時的圖線．故B項正確； C項，圖2中的乙圖是開關(guān)S接2光電管所加的電壓為反向電壓時的圖線，可知截止電壓為U2，所以光電子得最大初動能為eU2.故C項錯誤； D項，根據(jù)光電效應方程：Ekm＝hν－W＝eU截止，結(jié)合圖2中的乙圖的特點可知，入射光的頻率越大，圖2中的電壓U2越大．故D項正確． 12．(2018·太原二模)(多選)如圖的實驗中，分別用波長為λ1、λ2的單色光照射光電管的陰極K，測得相應的遏止電壓分別為U1和U2設(shè)電子的質(zhì)

14、量為m，帶電荷量為e，真空中的光速為c，下列說法正確的是(　　) A．若λ1＞λ2，則U1＞U2 B．用λ1照射時，光電子的最大初動能為eU1 C．普朗克常量等于 D．陰極K金屬的極限頻率為 答案　BD 解析　A項，根據(jù)光電效應方程，則有：－W0＝Ekm，因此若λ1＞λ2，則U1＜U2，故A項錯誤； B項，光電子在電場中做減速運動，根據(jù)動能定理得：－eU1＝0－Ekm， 則得光電子的最大初動能Ekm＝eU1，故B項正確； C項，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程得： hν1＝eU1＋W，hν2＝eU2＋W， 得金屬的逸出功為：W＝hν1－eU1. 聯(lián)立得：h＝＝.故C項錯誤；

15、 D項，陰極K金屬的極限頻率ν0＝＝＝，故D項正確． 13．(2018·遼寧模擬)某同學用如圖(甲)所示的電路研究光電效應中電子發(fā)射的情況與光照強度、光的頻率等物理量之間的關(guān)系．陰極K和陽極A是密封在真空玻璃中的兩個電極，K在受到光照射時能夠發(fā)射光電子．K、A之間的電壓大小可以調(diào)節(jié)，電源極性也可以對調(diào)．當分別用a、b、c三束不同的光照射陰極K，得到的I－U關(guān)系分別如圖(乙)中a、b、c三條曲線所示．下列關(guān)于三束光的頻率ν、三束光的強度E大小關(guān)系，正確的是(　　) A．νa＞νb＞νc，Ea＞Eb＞Ec B．νa＞νb＞νc，Ea＝Ec＜Eb C．νb＞νa＝νc，Ea＞Eb＞E

16、c D．νa＜νb＜νc，Ea＜Eb＜Ec 答案　C 解析　由圖可知，a的飽和電流最大，因此a光束照射時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)量大，光強大，而c光的強度最小，b光的強度介于其中，即有Ea＞Eb＞Ec； 當光電流為零時，光電管兩端加的電壓為遏止電壓，對應的光的頻率為截止頻率，根據(jù)eU＝hν－W，入射光的頻率越高，對應的遏止電壓U越大，a光、c光的遏止電壓相等，所以a光、c光的頻率相等，而b光的頻率大， 綜上所述，故C項正確，A、B、D三項錯誤． 14．如圖所示，真空中有一平行板電容器，兩極板分別用鋅板和銅板制成(鋅板和銅板的截止頻率分別為ν1和ν2，且ν1＜ν2)，極板的面積為S，間

17、距為d.鋅板與靈敏靜電計相連，鋅板和銅板原來都不帶電．現(xiàn)用頻率為ν(ν1＜ν＜ν2)的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面，假設(shè)光電子全部到達另一極板，則電容器的最終帶電荷量Q正比于(　　) A.(ν1－ν) B.(ν1－ν2) C.() D.(ν－ν1) 答案　D 解析　現(xiàn)用頻率為ν(ν1＜ν＜ν2)的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面，根據(jù)光電效應的條件，知該單色光照射鋅板能發(fā)生光電效應，照射銅板不能發(fā)生光電效應．通過光電效應方程知，光電子的最大初動能Ekm＝hν－h(huán)ν1.臨界狀態(tài)是電子減速到負極板時速度剛好為零．根據(jù)動能定理有eU＝Ekm＝hν－h(huán)ν1.平行板電容器的電容C∝，而Q＝CU，所以Q∝(ν－ν1)，故D項正確． 二、非選擇題 15．(2018·江蘇)光電效應實驗中，用波長為λ0的單色光A照射某金屬板時，剛好有光電子從金屬表面逸出．當波長為的單色光B照射該金屬板時，光電子的最大初動能為________，A、B兩種光子的動量之比為________．(已知普朗克常量為h、光速為c) 答案　　1∶2 解析　由題知，金屬板的逸出功為為： W0＝hν0＝ 當波長為的單色光B照射該金屬板時，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程得： Ek＝h－W0＝ 根據(jù)p＝得A、B兩種光子的動量之比為： pA∶pB＝∶λ0＝1∶2. 8