《2019年高考物理一轮复习 第十二章 近代物理 课时规范练37 光电效应 波粒二象性 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理一轮复习 第十二章 近代物理 课时规范练37 光电效应 波粒二象性 新人教版（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1课时规范练课时规范练 3737 光电效应光电效应 波粒二象波粒二象性性基础巩固组基础巩固组1 1.(光电效应)关于光电效应,下列说法正确的是( )A.极限频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多答案 A解析逸出功W0=h0,W00,A 正确;只有照射光的频率大于金属极限频率0,才能产生光电效应现象,B 错误;由光电效应方程Ekm=h-W0知,光电子的最大初动能与入射光的频率和金属材料的逸出功都有关系,所以 C 错误;光强E=n
2、h,E一定,越大,则光子数n越小,单位时间内逸出的光电子数就越少,D 错误。2 2.2(光电效应)(2017广东阳东模拟)用如图所示的光电管研究光电效应,用某种频率的单色光a照射光电管阴极 K,电流计 G 的指针发生偏转,而用另一频率的单色光b照射光电管阴极 K 时,电流计 G的指针不发生偏转。那么( )A.a光的频率不一定大于b光的频率B.只增加a光的强度可使通过电流计 G 的电流增大C.增加b光的强度可能使电流计 G 的指针发生偏转D.用a光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G 的电流是由d到c答案 B解析由于用单色光a照射光电管阴极 K,电流计 G 的指针发生偏转,说明发生了光电效应,而
3、用另一频率的单色光b照射光电管阴极 K 时,电流计 G 的指针不发生偏转,说明b光不能发生光电效应,即a光的频率一定大于b光的频率,选项 A 错误;增加a光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加,则通过电流计 G 的电流增大,选项 B 正确;因为b光不能发生光电效应,所以即使增加b光的强度也不可能使电流计 G 的指针发生偏转,选项 C 错误;用a光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G 的电子的方向是由d到c,所以电流方向是由c到d,选项 D 错误。3 3.(光电效应图象)(2017北京朝阳区期末)爱因斯坦因提出了光量子概念,并成功地解释了光电效应的规律而获得 1921 年诺贝尔物理学奖。某种
4、金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示,其中0为极限频率。则可以确定的是( )A.逸出功与有关B.Ekm与入射光强度成正比3C.当0时,会逸出光电子D.图中直线的斜率与普朗克常量有关答案 D解析由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0和W0=h0(W0为金属的逸出功)可得,Ek=h-h0,可见图象的斜率就表示普朗克常量,D 正确;只有0时才会发生光电效应,C 错误;金属的逸出功只与金属本身有关,与入射光的频率无关,A 错误;最大初动能取决于入射光的频率和金属的逸出功,而与入射光的强度无关,B 错误。4 4.(多选)(波粒二象性)物理学家做了一个有趣的实验:在双缝干涉实验中,在光
5、屏处放上照相底片,若减弱光的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝。实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只能出现一些不规则的点;如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹。对这个实验结果的认识,下列正确的是( )A.曝光时间不长时,光的能量太小,底片上的条纹看不清楚,故出现不规则的点B.单个光子的运动没有确定的轨道C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D.只有大量光子的行为才表现出波动性答案 BCD解析单个光子通过双缝后的落点无法预测,大量光子的落点出现一定的规律性,落在某些区域的可能性较大,这些区域正是波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域。光具有波粒二象性,少数光子的行为表现
6、为粒子性,大量光子的行为表现为波动性。所以正确选项为 B、C、D。5 5.(多选)(波粒二象性)下列说法正确的是( )A.普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论B.大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹,这表明所有的电子都落在明条纹处C.电子和其他微观粒子都具有波粒二象性D.光波是一种概率波,光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的,这是光子自身的固有性质答案 AC4解析普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论,A 正确;不可能所有的电子都落在明条纹处,只是电子落到该处的概率大,B 错误;所有粒子都具有波粒二象性,C 正确;波粒二象性是光的根本属性,与光子
7、之间的相互作用无关,D 错误。6 6.(爱因斯坦光电效应方程)已知钙和钾的截止频率分别为 7.731014 Hz 和 5.441014 Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的( )A.波长B.频率C.能量D.动量答案 A解析由爱因斯坦光电效应方程h=W0+,又由W0=h0,可得光电子的最大初动能=h-1 2m21 2m2h0,由于钙的截止频率大于钾的截止频率,所以钙逸出的光电子的最大初动能较小,因此它具有较小的能量、频率和动量,B、C、D 错;又由c=可知光电子频率较小时,波长较大,A 对。7 7.(光电效应图象)(
8、2017北京东城期末)实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekmax与入射光频率的关系如图所示。下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功,参照下表可以确定的是( )金属钨钙 钠截止频 率0/Hz10. 957.7 35.5 3逸出功W/eV4.5 43.2 02.2 9A.如用金属钨做实验得到的Ekmax-图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大B.如用金属钠做实验得到的Ekmax-图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大5C.如用金属钠做实验得到的Ekmax-图线也是一条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为(0,-Ek2),则Ek2Ek1D.如用金属钨做实验,当入射光的频率1时,可能会有光电子
9、逸出答案 C解析由光电效应方程Ekmax=h-W可知Ekmax-图线是直线,且斜率相同,选项 A、B 错;由表中所列的截止频率和逸出功数据可知选项 C 正确,选项 D 错误。8 8.(光电效应图象)(2017江苏南京、盐城二模)用如图甲所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为 5 eV 的光照射到光电管上时,测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示,则光电子的最大初动能为 J,金属的逸出功为 J。 答案 3.210-19 4.810-19解析由题图乙可知,当该装置所加的电压为反向电压-2 V 时,电流计示数为 0,故光电子的最大初动能为Ekm=2 eV=3.210-19 J,根据光电效应
10、方程Ekm=h-W0,可得W0=3 eV=4.810-19 J。导学号06400492能力提升组能力提升组9 9.(多选)在 X 射线管中,由阴极发射的电子(不计初速度)被加速后打到阳极,会产生包括 X 光在内的各种能量的光子,其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量h、电子电荷量e和光速c,则可知该 X 射线管发出的 X 光的( )A.最短波长为B.最长波长为 6C.最小频率为D.最大频率为 答案 AD解析根据动能定理eU= mv2、光速与波长和频率的关系公式c=、光子能量E=h,依题意有1 2eUE,则可得,所以 A、D 正确。 1010.(多选)如图是
11、某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象。由图象可知( )A.该金属的逸出功等于EB.该金属的逸出功等于h0C.入射光的频率为 20时,产生的光电子的最大初动能为ED.由该图象可得出普朗克常量h=0答案 ABC解析由爱因斯坦的光电效应方程可知,Ek=h-W,对应图线可得该金属的逸出功W=E=h0,A、B 均正确;若入射光的频率为 20,则产生的光电子的最大初动能Ek=2h0-W=h0=E,故 C 正确;由E=h0可得h=,D 错误。 01111.某光源发出的光由不同波长的光组成,不同波长的光的强度如图所示,表中给出了一些材料的极限波长,用该光源发出的光照射表中材料(
12、 )7材料钠 铜 铂极限波 长(nm)54 126 819 6A.仅钠能产生光电子B.仅钠、铜能产生光电子C.仅铜、铂能产生光电子D.都能产生光电子答案 D解析根据爱因斯坦光电效应方程可知,只有光源的波长小于某金属的极限波长,就有光电子逸出,该光源发出的光的波长小于 100 nm,小于钠、铜、铂三个的极限波长,都能产生光电子,故 D 正确,A、B、C 错误。1212.(2017河南洛阳二模)一个德布罗意波波长为1的中子和另一个德布罗意波波长为2的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波波长为( )A.B.C.D.121+ 2121- 21+ 221- 2 2答案 A解析中子的动量p1=
13、,氘核的动量p2=,同向正碰后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布 1 2罗意波波长3=,A 正确。 3=121+ 21313.现有a、b、c三束单色光,其波长关系为abc=123。当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为Ek,若改用b光束照射该金属板,飞出的光电子最大动能为Ek,当改用c光束照射该金属板时( )1 3A.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为Ek1 6B.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为Ek1 98C.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为Ek1 12D.由于c光束光子能量较小,该金属板不会发生光电效应答案 B解析对a光,由光电效应方
14、程有-W=Ek,对b光有-W= Ek,由以上两式可得Ek,则W= Ek。 21 3 =4 31 3当改用c光束照射该金属板时,有-W=Ek得Ek= Ek,故 B 正确。 31 91414.如图所示,相距为d的两平行金属板A、B足够大,板间电压恒为U,有一波长为的细激光束照射到B板表面,使B板发生光电效应,已知普朗克常量为h,金属板B的逸出功为W,电子质量为m,电荷量为e,求:(1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能;(2)光电子从B板运动到A板所需的最长时间。答案(1)eU+-W (2)d 2 解析(1)由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W和光子的频率为=,可得到光电子的最大初
15、动能为 Ek=-W。 能以最短时间到达A板的光电子是初动能最大且垂直于板面离开B板的电子。设光电子到达A板的动能为Ek1,则由动能定理得,eU=Ek1-Ek,所以Ek1=eU+-W。 9(2)能以最长时间到达A板的光电子是离开B板时的初速度为零或初速度方向平行于B板的光电子。根据牛顿第二定律和匀变速直线运动规律,有d= at2=得t=d。导学号1 22 22 064004931515.(2017北京海淀区二模)光电效应现象逸出的光电子的最大初动能不容易直接测量,也可以利用类似转换的方法。(1)如图 1 是研究某光电管发生光电效应的电路图,当用频率为的光照射金属 K 时,通过调节光电管两端电压U,测量对应的光电流I,绘制了如图 2 的I-U图象。求当用频率为 2的光照射金属K 时,光电子的最大初动能Ek的大小。已知电子所带电荷量为e,图象中Uc、Im及普朗克常量h均为已知量。(2)有研究者设计了如下的测量光电子最大初动能的方式。研究装置如图 3,真空中放置的平行正对金属板可以作为光电转换装置。用一定频率的激光照射A板中心O点,O点附近将有大量的电子吸收光子的能量而逸出。B板上涂有特殊材料,当电子打在B板上时会在落点处留有可观察的
