（新課改省份專用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測（四十五）光電效應(yīng) 波粒二象性（含解析）.doc

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課時(shí)跟蹤檢測（四十五） 光電效應(yīng) 波粒二象性 [A級——基礎(chǔ)小題練熟練快] 1．用很弱的光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，改變曝光時(shí)間，在膠片上出現(xiàn)的圖像如圖所示，該實(shí)驗(yàn)表明(　　) A．光的本質(zhì)是波 B．光的本質(zhì)是粒子 C．光的能量在膠片上分布不均勻 D．光到達(dá)膠片上不同位置的概率相同 解析：選C　用很弱的光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，改變曝光時(shí)間，在膠片出現(xiàn)的圖樣說明光具有波粒二象性，故A、B錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)說明光到達(dá)膠片上的不同位置的概率是不一樣的，也就說明了光的能量在膠片上分布不均勻，故C正確，D錯(cuò)誤。 2．(2018濱州模擬)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.731014 Hz和5.441014 Hz，在某種單色光的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(dòng)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(dòng)量 解析：選A　由愛因斯坦光電效應(yīng)方程mvm2＝hν－W0，又由W0＝hν0，可得光電子的最大初動(dòng)能mvm2＝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(dòng)能較小，因此它具有較小的能量、頻率和動(dòng)量，B、C、D錯(cuò)誤；又由c＝λf可知光電子頻率較小時(shí)，波長較大，A正確。 3．(多選)如圖所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過，其原因可能是(　　) A．入射光太弱　　 B．入射光波長太長 C．光照時(shí)間短 D．電源正、負(fù)極接反 解析：選BD　若入射光波長太長，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，對光電管加了反向電壓，若使該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確。 4．頻率為ν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2ν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)(　　) A．Ekm－h(huán)ν　　　　　　　　 B．2Ekm C．Ekm＋hν D．Ekm＋2hν 解析：選C　根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ekm＝hν－W0，若入射光頻率變?yōu)?ν，則Ekm′＝h2ν－W0＝2hν－(hν－Ekm)＝hν＋Ekm，故選項(xiàng)C正確。 5．(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(shí)，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(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hνc C．當(dāng)照射光的頻率ν大于νc時(shí)，若ν增大，則逸出功增大 D．當(dāng)照射光的頻率ν大于νc時(shí)，若ν增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍 解析：選AB　該金屬的截止頻率為νc，則可知逸出功W0＝hνc，故當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子，且此時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek′＝2hνc－W0＝hνc，故A、B正確；逸出功由金屬自身的性質(zhì)決定，與照射光的頻率無關(guān)，故C錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，D錯(cuò)誤。 6．(多選)(2019鞍山調(diào)研)關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法正確的是(　　) A．光電效應(yīng)中，金屬板向外發(fā)射的光電子又可以叫做光子 B．用光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)是因?yàn)樵撊肷涔獾念l率小于金屬的截止頻率 C．對于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率無關(guān) D．光電效應(yīng)現(xiàn)象也符合能量守恒定律 解析：選BD 光電效應(yīng)中，金屬板向外發(fā)射的電子叫光電子，光子是光量子的簡稱，A錯(cuò)誤；用光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)是因?yàn)樵撊肷涔獾念l率小于金屬的截止頻率，B正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程hν＝W0＋eUc可知，對于同種金屬而言(逸出功一樣)，入射光的頻率越大，遏止電壓也越大，即遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)，C錯(cuò)誤；能量守恒定律是自然界中普適定律，光電效應(yīng)現(xiàn)象符合能量守恒定律，D正確。 7．(多選)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是(　　) A．光照時(shí)間越長光電流越大 B．入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流 C．遏止電壓與入射光的頻率有關(guān) D．入射光頻率大于極限頻率時(shí)一定能產(chǎn)生光電子 解析：選CD　光電流的大小只與單位時(shí)間流過單位面積的光電子數(shù)目有關(guān)，而與光照時(shí)間的長短無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；無論光照強(qiáng)度多強(qiáng)，光照時(shí)間多長，只要入射光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；遏止電壓即反向截止電壓，eUc＝hν－W0，與入射光的頻率有關(guān)，超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大，則遏止電壓越大，故選項(xiàng)C正確；無論光照強(qiáng)度多弱，光照時(shí)間多短，光的頻率大于極限頻率時(shí)一定能產(chǎn)生光電子，故選項(xiàng)D正確。 8．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(qiáng)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) 541 268 196 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 解析：選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(gè)的極限波長，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 [B級——保分題目練通抓牢] 9．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ν變化的Ekν圖像。已知鎢的逸出功是3.28 eV，鋅的逸出功是3.34 eV，若將二者的圖線畫在同一個(gè)Ekν坐標(biāo)系中，用實(shí)線表示鎢、虛線表示鋅，則正確反映這一過程的圖是(　　) 解析：選A　依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，Ekν圖線的斜率代表普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ekν圖線應(yīng)該平行。圖線的橫軸截距代表截止頻率ν0，而ν0＝，因此鎢的截止頻率小些，綜上所述，A圖正確。 10．(多選)如圖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(　　) 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．該金屬的逸出功約為1.8 eV 解析：選ACD　由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，題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W0＝hν0＝6.6310－344.271014 J≈1.8 eV，選項(xiàng)D正確。 11．(多選)如圖所示為光電管的工作電路圖，分別用波長為λ0、λ1、λ2的單色光做實(shí)驗(yàn)，已知λ2<λ0<λ1。當(dāng)開關(guān)閉合后，用波長為λ0的單色光照射光電管的陰極K時(shí)，電流表有示數(shù)。下列說法正確的是(　　) A．光電管陰極材料的逸出功與入射光無關(guān) B．若用波長為λ1的單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則電流表的示數(shù)一定為零 C．若僅增大電源的電動(dòng)勢，則電流表的示數(shù)一定增大 D．若僅將電源的正負(fù)極對調(diào)，則電流表的示數(shù)可能為零 解析：選AD　光電管陰極材料的逸出功只與材料有關(guān)，而與入射光的頻率、入射光的強(qiáng)度無關(guān)，A正確。用波長為λ0的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，可知波長為λ0的光照射陰極K時(shí)，發(fā)生了光電效應(yīng)；若用波長為λ1(λ1＞λ0)的光照射陰極K，雖然入射光的頻率變小，但仍可能大于陰極的極限頻率，仍可能發(fā)生光電效應(yīng)，因此電流表的示數(shù)可能不為零，B錯(cuò)誤。僅增大電路中電源的電動(dòng)勢，光電管兩端電壓增大，當(dāng)達(dá)到飽和電流后，電流表的示數(shù)不再增大，C錯(cuò)誤。將電路中電源的正負(fù)極對調(diào)，光電子做減速運(yùn)動(dòng)，若電子到達(dá)不了陽極，則此時(shí)電流表的示數(shù)為零，D正確。 [C級——難度題目適情選做] 12．(多選)2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德博伊爾和喬治史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中A為陽極，K為陰極。理想電流計(jì)可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0 V?，F(xiàn)保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是(　　) A．光電管陰極材料的逸出功為4.5 eV B．若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)不為零 C．若用光子能量為12 eV的光照射陰極K，光電子的最大初動(dòng)能一定變大 D．若用光子能量為9.5 eV的光照射陰極K，同時(shí)把滑片P向左移動(dòng)少許，電流計(jì)的讀數(shù)一定不為零 解析：選AC　由題給電路圖可知，圖中所加電壓為反向減速電壓，根據(jù)題意可知遏止電壓為6 V，由Ek＝hν－W0＝eUc得W0＝4.5 eV，選項(xiàng)A正確；當(dāng)電壓達(dá)到遏止電壓時(shí)，所有電子都不能到達(dá)A極，無論光強(qiáng)如何變化，電流計(jì)示數(shù)仍為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若光子能量增大，根據(jù)光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動(dòng)能一定變大，選項(xiàng)C正確；若用光子能量為9.5 eV的光照射陰極K，則遏止電壓為5 V，滑片P向左移動(dòng)少許，電流計(jì)的讀數(shù)可能仍為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 13.(2019菏澤六校聯(lián)考)如圖所示，當(dāng)一束一定強(qiáng)度某一頻率的黃光照射到光電管陰極K上時(shí)，此時(shí)滑片P處于A、B中點(diǎn)，電流表中有電流通過，則(　　) A．若將滑動(dòng)觸頭P向B端移動(dòng)，電流表讀數(shù)有可能不變 B．若將滑動(dòng)觸頭P向A端移動(dòng)，電流表讀數(shù)一定增大 C．若用紅外線照射陰極K，電流表中一定沒有電流通過 D．若用一束強(qiáng)度相同的紫外線照射陰極K，電流表讀數(shù)不變 解析：選A　所加的電壓，使光電子加速到達(dá)陽極，則靈敏電流表中有電流流過，且可能處于飽和電流，當(dāng)滑片向B端移動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)有可能不變；當(dāng)滑片向A端移動(dòng)時(shí)，所加電壓減小，則光電流可能減小，也可能不變，故A正確，B錯(cuò)誤。若用紅外線照射陰極K，因紅外線頻率小于可見光，但是不一定不能發(fā)生光電效應(yīng)，電流表不一定沒有電流，故C錯(cuò)誤。若用一束強(qiáng)度相同的紫外線照射陰極K時(shí)，紫外線的頻率大于可見光的頻率，則光子數(shù)目減小，電流表讀數(shù)減小，故D錯(cuò)誤。 14．(多選)1905年，愛因斯坦把普朗克的量子化概念進(jìn)一步推廣，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說。在給出與光電效應(yīng)有關(guān)的四個(gè)圖像中，下列說法正確的是(　　) A．圖1中，當(dāng)紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明鋅板帶正電，驗(yàn)電器帶負(fù)電 B．圖2中，從光電流與電壓的關(guān)系圖像中可以看出，電壓相同時(shí)，光照越強(qiáng)，光電流越大，說明遏止電壓和光的強(qiáng)度有關(guān) C．圖3中，若電子電量用e表示，ν1、νc、U1已知，由Ucν圖像可求得普朗克常量的表達(dá)式為h＝ D．圖4中，由光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像可知該金屬的逸出功為E或hνc 解析：選CD　用紫外線燈發(fā)出的紫外線照射鋅板，鋅板失去電子帶正電，驗(yàn)電器與鋅板相連，則驗(yàn)電器的金屬球和金屬指針帶正電，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題圖可知電壓相同時(shí)，光照越強(qiáng)，光電流越大，只能說明光電流強(qiáng)度與光的強(qiáng)度有關(guān)，遏止電壓只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Uce＝hν－W0，可知Uc＝ν－，圖像Ucν的斜率表示，即＝，解得h＝，故選項(xiàng)C正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知Ekν圖線的縱軸截距的絕對值表示逸出功，則逸出功為E，當(dāng)最大初動(dòng)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hνc，故選項(xiàng)D正確。