2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第12章 第3課時(shí) 光電效應(yīng) 波粒二象性課時(shí)作業(yè)(含解析).doc
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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第12章 第3課時(shí) 光電效應(yīng) 波粒二象性課時(shí)作業(yè)(含解析).doc
2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第12章 第3課時(shí) 光電效應(yīng) 波粒二象性課時(shí)作業(yè)(含解析)
一、單項(xiàng)選擇題
1.(xx楊浦區(qū)模擬)愛因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,猜測光具有粒子性,從而提出光子說,從科學(xué)研究的方法來說,這屬于( )
A.等效替代 B.控制變量
C.科學(xué)假說 D.?dāng)?shù)學(xué)歸納
【答案】C
【解析】科學(xué)假說是科學(xué)理論發(fā)展的思維形式,是人們根據(jù)已經(jīng)掌握的科學(xué)原理和科學(xué)事實(shí),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(yù)先在自己頭腦中作出的假定性解釋.愛因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,猜測光具有粒子性,從而提出光子說,屬于科學(xué)假說,選項(xiàng)C正確.
2.關(guān)于光電效應(yīng),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(shí)間足夠長,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
【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(yīng)現(xiàn)象,B錯(cuò);由光電效應(yīng)方程hν=mv+W0知,ν不確定時(shí),無法確定mv與W0的關(guān)系,C錯(cuò);光強(qiáng)E=nhν,E一定,ν越大,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).
3.入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)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(shí)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(shí)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(yīng)
【答案】C
【解析】光電效應(yīng)瞬時(shí)(10-9 s)發(fā)生,與光強(qiáng)無關(guān),A錯(cuò);能否發(fā)生光電效應(yīng),只決定于入射光的頻率是否大于極限頻率,與光強(qiáng)無關(guān),D錯(cuò);光電子的最大初動能只與入射光頻率有關(guān),入射光頻率越大,最大初動能越大,B錯(cuò);光電子數(shù)目多少與入射光強(qiáng)度有關(guān),可理解為一個(gè)光子能打出一個(gè)光電子,光強(qiáng)減弱,逸出的光電子數(shù)目減少,C對.
4.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,小明同學(xué)用同一實(shí)驗(yàn)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(guān)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(yīng)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(yīng)的截止電壓均為U1,由光電效應(yīng)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(xiàng)B正確,其余皆錯(cuò).
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(yīng)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(yīng),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(xiàng)正確.
二、雙項(xiàng)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(guān)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(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E
D.入射光的頻率為時(shí),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(shí)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(diǎn)坐標(biāo)為4.27,與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)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(cuò)誤;由光電效應(yīng)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(cuò)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(shí)代意義的論文,其中關(guān)于光量子的理論成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象.關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是( )
A.當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí),不能發(fā)生光電效應(yīng)
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(qiáng)度成正比
D.某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng),改用波長較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng)
【答案】AD
【解析】根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)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(yīng),故A、D正確.根據(jù)光電效應(yīng)方程,最大初動能與入射光頻率為線性關(guān)系,但非正比關(guān)系,B錯(cuò);根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,光電子的最大初動能與入射光強(qiáng)度無關(guān),C錯(cuò).
9.如圖4所示是用光照射某種金屬時(shí)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(diǎn)坐標(biāo)為4.27,與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)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(cuò)誤;由光電效應(yīng)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(cuò)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(yīng),在這兩個(gè)過程中,對于下列四個(gè)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(yīng)中,光電子的逸出功一定不相同.由光電效應(yīng)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(dá)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(shí)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.