（江蘇專用）2021版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)42 光電效應(yīng) 波粒二象性

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1、 課后限時集訓(xùn)42 光電效應(yīng)　波粒二象性 建議用時：45分鐘 1．(多選)已知某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率為νc，則(　　) A．當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子 B．當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hνc C．當(dāng)照射光的頻率ν大于νc時，若ν增大，則逸出功增大 D．當(dāng)照射光的頻率ν大于νc時，若ν增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍 AB　[該金屬的截止頻率為νc，則可知逸出功W0＝hνc，逸出功由金屬材料的性質(zhì)決定，與照射光的頻率無關(guān)，因此C錯誤；由光電效應(yīng)的實驗規(guī)律可知A正確；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν

2、－W0，將W0＝hνc代入可知B正確，D錯誤。] 2．(2019·河南中原名校聯(lián)考)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與頻率關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是(　　) A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　D B　[根據(jù)黑體輻射實驗規(guī)律，黑體熱輻射的強度與波長的關(guān)系為：隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度都有增加，則各種頻率的輻射強度也都增加，另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，即向頻率較大的方向移動，分析圖象，只有B項符合黑體輻射實驗規(guī)律，故B項正確。] 3．已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz，在某種單色光的

3、照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的(　　) A．波長 B．頻率 C．能量 D．動量 A　[由愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν＝W0＋mv，又由W0＝hν0，可得光電子的最大初動能mv＝hν－h(huán)ν0，由于鈣的截止頻率大于鉀的截止頻率，所以鈣逸出的光電子的最大初動能較小，因此它具有較小的能量、頻率和動量，選項B、C、D錯誤；又由c＝λν可知光電子頻率較小時，波長較大，選項A正確。] 4．用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強度，則 (　　) A．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能不變 B

4、．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能減小 C．逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動能減小 D．光的強度減弱到某一數(shù)值，就沒有光電子逸出了 A　[光的頻率不變，表示光子能量不變，光的強度減弱，仍會有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動能也不變；而減弱光的強度，逸出的光電子數(shù)就會減少，選項A正確。] 5．(2019·江西省臨川第二中學(xué)高三月考)如圖所示，把一塊不帶電的鋅板用導(dǎo)線連接在驗電器上，當(dāng)用某頻率的紫外線照射鋅板時，發(fā)現(xiàn)驗電器指針偏轉(zhuǎn)一定角度，下列說法正確的是(　　) A．驗電器帶正電，鋅板帶負(fù)電 B．驗電器帶負(fù)電，鋅板也帶負(fù)電 C．若改用紅光照射鋅板，驗電器

5、的指針一定也會偏轉(zhuǎn) D．若改用同等強度頻率更高的紫外線照射鋅板，驗電器的指針也會偏轉(zhuǎn) D　[鋅板在紫外線的照射下發(fā)生光電效應(yīng)，射出帶負(fù)電的光電子，這樣鋅板本身帶的正電荷就會多于負(fù)電荷，所以鋅板帶正電；驗電器通過導(dǎo)線和鋅板連在一起，所以驗電器自然也就帶上了正電荷，故選項A、B錯誤；光電效應(yīng)發(fā)生的條件是照射光的頻率大于金屬板的極限頻率，照射光的頻率越高，金屬板越容易發(fā)生光電效應(yīng)，紅光的頻率低于紫外線的頻率，所以改用紅光照射鋅板時，不一定發(fā)生光電效應(yīng)，驗電器的指針不一定會偏轉(zhuǎn)；若改用同等強度頻率更高的紫外線照射鋅板，驗電器的指針一定會偏轉(zhuǎn)，故選項D正確，C錯誤。] 6．(多選)(2019·浙江

6、高三月考)愛因斯坦成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說，關(guān)于與光電效應(yīng)有關(guān)的四個圖象的說法正確的是(　　) 甲　　　　　乙　　　　　丙　　　　　丁 圖甲為光電效應(yīng)實驗，圖乙為光電流與電壓的關(guān)系，圖丙為金屬的遏止電壓U與入射光頻率的關(guān)系，圖丁為光電子最大初動能與入射光頻率的關(guān)系。 A．如圖甲裝置，如果先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線照射鋅板，則驗電器的張角可能變小 B．根據(jù)圖乙可知，黃光越強，光電流越大，說明光子的能量與光強有關(guān) C．由圖丙可知ν2為該金屬的截止頻率 D．由圖丁可知E等于該金屬的逸出功 AD　[如果先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線照射鋅板時，由于光電效應(yīng)激發(fā)出電子，鋅板帶

7、電量減小，驗電器的張角會變小，等鋅板電量為零時，驗電器就無法張開；如果紫外線繼續(xù)照射鋅板，就會使鋅板帶正電，驗電器的張角又會增大，故A正確。由圖乙可知，電壓相同時，光照越強，光電流越大，只能說明光電流強度與光的強度有關(guān)，光子的能量只與光的頻率有關(guān)，與光的強度無關(guān)，故B錯誤。對于某種金屬材料，只有當(dāng)入射光的頻率大于某一頻率時，電子才能從金屬表面逸出，形成光電流，這一頻率就稱為截止頻率；光電效應(yīng)中截止頻率由金屬本身的材料決定，圖丙中遏止電壓為零時所對應(yīng)的入射光的頻率為截止頻率，ν2對應(yīng)的遏止電壓不為零，故C錯誤。根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，知道丁圖Ek-ν圖線的縱軸截距的絕對值表示逸出功，

8、則逸出功為E，當(dāng)最大初動能為零，入射光的頻率等于金屬的極限頻率，則金屬的逸出功等于hν0，故D正確。] 7．(多選)物理學(xué)家做了一個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，若減小入射光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫。實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片上只能出現(xiàn)一些如圖甲所示不規(guī)則的點子；如果曝光時間夠長，底片上就會出現(xiàn)如圖丙所示規(guī)則的干涉條紋。對于這個實驗結(jié)果的認(rèn)識正確的是(　　) 甲　　　　　　乙　　　　　　丙 A．單個光子的運動沒有確定的軌道 B．曝光時間不長時，光的能量太小，底片上的條紋看不清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點子 C．干涉條紋中明亮的部分是光子到達機

9、會較多的地方 D．大量光子的行為表現(xiàn)為波動性 ACD　[由于光的傳播不是連續(xù)的而是一份一份的，每一份就是一個光子，所以每次通過狹縫只有一個光子，當(dāng)一個光子到達某一位置時該位置感光而留下痕跡，由于單個光子表現(xiàn)粒子性，即每一個光子所到達的區(qū)域是不確定的，但是大量光子表現(xiàn)出波動性，所以長時間曝光后最終形成了圖丙中明暗相間的條紋，干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方，該實驗說明了光具有波粒二象性，所以A、C、D項正確，B項錯誤。] 8．(多選)下列說法正確的是(　　) A．光子不僅具有能量，也具有動量 B．光有時表現(xiàn)為波動性，有時表現(xiàn)為粒子性 C．運動的實物粒子也有波動性，波長與粒

10、子動量的關(guān)系為λ＝ D．光波和物質(zhì)波，本質(zhì)上都是概率波 ABD　[光電效應(yīng)表明光子具有能量，康普頓效應(yīng)表明光子除了具有能量之外還具有動量，選項A正確；波粒二象性指光同時具有波和粒子的雙重性質(zhì)，有時表現(xiàn)為波動性，有時表現(xiàn)為粒子性，選項B正確；物質(zhì)波的波長與粒子動量的關(guān)系應(yīng)為λ＝，選項C錯誤；光波中的光子和物質(zhì)波中的實物粒子在空間出現(xiàn)的概率滿足波動規(guī)律，因此二者均為概率波，選項D正確。] 9．某光源發(fā)出的光由不同波長的光組成，不同波長的光的強度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發(fā)出的光照射表中材料(　　) 材料 鈉 銅 鉑 極限波長(nm) 541 268

11、196 A.僅鈉能產(chǎn)生光電子 B．僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子 C．僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D．都能產(chǎn)生光電子 D　[根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只要光源的波長小于某金屬的極限波長，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長最小的小于100 nm，小于鈉、銅、鉑三個的極限波長，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯誤。] 10.(2019·天津高考)如圖為a、b、c三種光在同一光電效應(yīng)裝置中測的光電流和電壓的關(guān)系。由a、b、c組成的復(fù)色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是(　　) C　[由光電效應(yīng)的方程Ek＝hν－W，動能定理eU＝Ek，兩式聯(lián)立可得U＝－，故截止電壓越大說明光的頻

12、率越大，則有三種光的頻率νb>νc>νa，則可知三種光的折射率的關(guān)系為nb>nc>na，因此光穿過三棱鏡時b光偏折最大，c光次之，a光最小，故選C，A、B、D錯誤。] 11.(2019·邢臺市調(diào)研)如圖所示是研究光電效應(yīng)的電路圖，對于某金屬用綠光照射時，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。則以下說法正確的是(　　) A．將滑動變阻器滑片向右移動，電流表的示數(shù)一定增大 B．如果改用紫光照射該金屬時，電流表無示數(shù) C．將K極換成逸出功小的金屬板，仍用相同的綠光照射時，電流表的示數(shù)一定增大 D．將電源的正負(fù)極調(diào)換，仍用相同的綠光照射時，將滑動變阻器滑片向右移動一些，電流表的讀數(shù)可能不為零 D　[將滑

13、動變阻器滑片向右移動，電壓雖然增大，但若已達到飽和光電流，則電流表的示數(shù)可能不變，故A錯誤。紫光的頻率比綠光頻率大，則改用紫光照射該金屬時一定能發(fā)生光電效應(yīng)，則電流表一定有示數(shù)，故B錯誤。將K極換成逸出功小的金屬板，仍用相同的綠光照射時，則光電子的最大初動能增加，但單位時間內(nèi)通過金屬表面的光子數(shù)沒有變化，因而單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)不變，飽和光電流不會變化，則電流表的示數(shù)不一定增大，故C錯誤。將電源的正負(fù)極調(diào)換，仍用相同的綠光照射時，將滑動變阻器滑片向右移動一些，若此時的電壓仍小于遏止電壓，則電流表有示數(shù)，故D正確。] 12.(2019·四川省第二次“聯(lián)測促改”)如圖所示，用波長為

14、λ0的單色光照射某金屬，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電壓表的示數(shù)為某值時，電流表的示數(shù)恰好減小為零；再用波長為的單色光重復(fù)上述實驗，當(dāng)電壓表的示數(shù)增加到原來的3倍時，電流表的示數(shù)又恰好減小為零。已知普朗克常量為h，真空中光速為c。該金屬的逸出功為(　　) A. B． C. D． C　[當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于U時，電流表讀數(shù)為零，則遏止電壓為U。根據(jù)光電效應(yīng)方程，則光電子的最大初動能為：Ekm＝eU＝h－W0；用波長為的單色光照射時，Ekm＝3eU＝h－W0；聯(lián)立解得：W0＝，故C正確，A、B、D錯誤。] 13．(2019·孝義市第一次模擬)從1907年起，美國物理學(xué)家密立根就開始

15、以精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量。他通過如圖甲所示的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，作出圖乙所示的Uc-ν的圖象，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(yīng)方程的正確性。已知電子的電荷量為e，則下列普朗克常量h的表達式正確的是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙　 A．h＝ B．h＝ C．h＝ D．h＝ A　[根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0及動能定理eUc＝Ek，得Uc＝ν－，所以圖象的斜率k＝＝，則h＝，故A項正確。] 14.(多選)(2019·浙江省東陽中學(xué)高三月考)在光電效應(yīng)實驗中，飛飛同學(xué)用

16、同一光電管在不同實驗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)，如圖所示，則可判斷出(　　) A．甲光的頻率大于乙光的頻率 B．甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能 C．乙光在水中的傳播速度比丙光在水中傳播的速度大 D．位于水面下同一深度的乙光和丙光組成的點光源照亮水面的面積乙光大 CD　[由于是同一光電管，因而不論對哪種光，金屬的截止頻率和逸出功相同，對于甲、乙兩種光，遏止電壓相同，由：eUc＝mv＝hν－W0知兩種光的頻率相同，故A錯誤；丙光的遏止電壓較大，對應(yīng)的光電子的最大初動能較大，因而丙光的頻率較高，波長較短，故B錯誤；根據(jù)折射率和頻

17、率的關(guān)系可知乙光折射率小于丙光折射率，故根據(jù)：n＝可知在某一介質(zhì)中乙光的速度大于丙光的速度，故C正確；根據(jù)：sin C＝可知乙光發(fā)生全反射的臨界角比丙光大，故乙光和丙光組成的點光源照亮水面的面積乙光大，所以D正確。] 15．(多選)(2019·天津市新華中學(xué)高考模擬)物理興趣小組用實驗探究光的色散規(guī)律，他們將半圓形玻璃磚放在豎直面內(nèi)，在其左方豎直放置一個很大的光屏P，讓一復(fù)色光束SA射向玻璃磚的圓心O后，有兩束單色光a和b射向光屏P，如圖所示。他們根據(jù)實驗現(xiàn)象提出了以下四個猜想，你認(rèn)為正確的是(　　) A．單色光a的波長大于單色光b的波長 B．單色光a的頻率大于單色光b的頻率 C．

18、若用b光照射鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，則a光照射鋅板也能發(fā)生光電效應(yīng) D．當(dāng)光束SA繞圓心O逆時針轉(zhuǎn)動過程中，在光屏P上最早消失的是b光 AD　[由圖知a光的偏折程度小于b光，所以根據(jù)折射定律得知a光的折射率小于b光的折射率，a光的頻率小于b光的頻率，由c＝λf可知a光的波長大于b光的波長，故選項A正確，B錯誤；用b光照射鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，由單色光a的頻率小于單色光b的頻率和光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0可知用a光照射鋅板不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項C錯誤；由sin C＝知a光的臨界角較大，b光的臨界角較小，則當(dāng)光束SA繞圓心O逆時針轉(zhuǎn)動過程中，入射角增大，b光最早發(fā)生全反射，所以在光屏P上最早消失的是b光，故選項D正確。] 8