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1、(新課標(biāo))2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題十一 近代物理初步 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練48
1.(多選)(2017·全國卷Ⅲ)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上,測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量.下列說法正確的是( )
A.若νa>νb,則一定有Uaνb,則一定有Eka>Ekb
C.若Uaνb,則一定有hνa-Eka>hνb-Ekb
[解析] 設(shè)該金屬的逸出功為W,根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek=hν-W,同種金屬的W不變,則逸出光電子
2、的最大初動(dòng)能隨ν的增大而增大,B項(xiàng)正確;又Ek=eU,則最大初動(dòng)能與遏止電壓成正比,C項(xiàng)正確;根據(jù)上述有eU=hν-W,遏止電壓U隨ν增大而增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;又有hν-Ek=W,W相同,則D項(xiàng)錯(cuò)誤.
[答案] BC
2.(2018·河南洛陽期中)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Ek-ν圖象.已知鎢的逸出功是3.28 eV,鋅的逸出功是3.24 eV,若將兩者的圖象分別用實(shí)線與虛線畫在同一個(gè)Ek-ν圖上,則圖中正確的是( )
[解析] 依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W可知,Ek-ν圖線的斜率代表了普朗克常量h,因此鎢和鋅
3、的Ek-ν圖線應(yīng)該平行.圖線的橫截距代表了極限頻率ν0,而ν0=,因此鎢的ν0大些.綜上所述,選項(xiàng)B正確.
[答案] B
3.(多選)(2017·山東青島質(zhì)檢)為了驗(yàn)證光的波粒二象性,在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中將光屏換成照相底片,并設(shè)法減弱光的強(qiáng)度,下列說法正確的是( )
A.使光子一個(gè)一個(gè)地通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的單縫,如果時(shí)間足夠長,底片上將出現(xiàn)雙縫干涉圖樣
B.使光子一個(gè)一個(gè)地通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的單縫,如果時(shí)間很短,底片上將出現(xiàn)不太清晰的雙縫干涉圖樣
C.大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示光的波動(dòng)性
D.光只有波動(dòng)性沒有粒子性
[解析] 單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)具有不確定性,但其落點(diǎn)的概率分布還是遵循一定的
4、統(tǒng)計(jì)規(guī)律的,根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律可以顯示出光的波動(dòng)性的一面.選項(xiàng)A、C正確.
[答案] AC
4.(多選)(2017·湖南衡陽模擬)關(guān)于物質(zhì)波,下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.任何運(yùn)動(dòng)的物體都伴隨著一種波,這種波叫做物質(zhì)波
B.X射線的衍射實(shí)驗(yàn),證實(shí)了物質(zhì)波假設(shè)是正確的
C.電子的衍射實(shí)驗(yàn),證實(shí)了物質(zhì)波假設(shè)是正確的
D.宏觀物體盡管具有波動(dòng)性,但它們不具有干涉、衍射等現(xiàn)象
[解析] 據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論知,任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體,小到電子、質(zhì)子,大到行星、太陽,都有一種波與之相對應(yīng),這種波就叫物質(zhì)波,可見,A選項(xiàng)是正確的;由于X射線本身就是一種波,而不是實(shí)物粒子,故X射線的衍射實(shí)驗(yàn),并不能證實(shí)
5、物質(zhì)波理論的正確性,即B選項(xiàng)錯(cuò)誤;電子是一種實(shí)物粒子,電子的衍射現(xiàn)象表明運(yùn)動(dòng)著的實(shí)物粒子具有波動(dòng)性,故C選項(xiàng)是正確的;宏觀物體都具有波動(dòng)性,干涉、衍射是波的特有現(xiàn)象,只要是波,都會(huì)發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤.
[答案] BD
5.(多選)(2018·山西呂梁期末)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示,由圖可知( )
A.隨著溫度升高,各種波長的輻射強(qiáng)度都增加
B.隨著溫度降低,各種波長的輻射強(qiáng)度都增加
C.隨著溫度升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)
D.隨著溫度升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長的方向移動(dòng)
[解析] 由題圖可知,隨著溫度的升高,各種波長的輻射強(qiáng)度都增加,且
6、隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng),故A、C正確,B、D錯(cuò)誤.
[答案] AC
6.(多選)(2016·全國卷Ⅰ改編)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí),有光電流產(chǎn)生.下列說法正確的是( )
A.保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)變大,飽和光電流變大
B.入射光的頻率變高,飽和光電流變大
C.入射光的頻率變高,光電子的最大初動(dòng)能變大
D.保持入射光的光強(qiáng)不變,不斷減小入射光的頻率,始終有光電流產(chǎn)生
[解析] 根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律,保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)變大,則飽和光電流變大,選項(xiàng)A正確.由愛因斯坦光電效應(yīng)方程知,入射光的頻率變高,產(chǎn)
7、生的光電子最大初動(dòng)能變大,而飽和光電流與入射光的頻率和光強(qiáng)都有關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確.保持入射光的光強(qiáng)不變,不斷減小入射光的頻率,當(dāng)入射光的頻率小于極限頻率時(shí),就不能發(fā)生光電效應(yīng),沒有光電流產(chǎn)生,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
[答案] AC
7.(多選)(2017·湖北八校聯(lián)考)如圖甲所示,在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用相同頻率的單色光,分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個(gè)不同的光電管,結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng).圖乙為其中一個(gè)光電管的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的函數(shù)關(guān)系圖象.對于這兩個(gè)光電管,下列判斷正確的是( )
A.因?yàn)椴牧喜煌莩龉Σ煌?,所以遏止電壓Uc不同
B.光電子的最大初動(dòng)能不同
C.因?yàn)楣?/p>
8、強(qiáng)不確定,所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同,飽和光電流也可能相同
D.兩個(gè)光電管的Uc-ν圖象的斜率可能不同
[解析] 由光電效應(yīng)方程hν=W0+Ek=W0+eUc,得遏止電壓Uc=-,知材料不同,逸出功不同,遏止電壓不同,光電子的最大初動(dòng)能Ek=eUc=hν-W0也不同,則選項(xiàng)A、B正確;易知選項(xiàng)C正確;由Uc=-知圖象的斜率為,是相同的,則選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
[答案] ABC
8.(多選)(2017·黑龍江雙鴨山五模)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,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,由圖可知( )
A.該金屬的極限頻率為4.
9、27×1014 Hz
B.該金屬的極限頻率為5.5×1014 Hz
C.該金屬的逸出功為0.5 eV
D.該圖線的斜率表示普朗克常量
[解析] 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,Ek-ν圖象的橫軸的截距大小等于截止頻率,由圖知該金屬的極限頻率為4.27×1014 Hz,故A正確,B錯(cuò)誤;當(dāng)Ek=hν-W0=0時(shí),逸出功為W0=hν=6.63×10-34 J·s×4.27×1014 Hz≈2.83×10-19 J≈1.8 eV,故C錯(cuò)誤;由Ek=hν-W0,得知該圖線的斜率表示普朗克常量h,故D正確.
[答案] AD
[素能培養(yǎng)]
9.(2017·江西南昌模擬)如圖所示為研
10、究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置,陰極K與滑動(dòng)變阻器的中心抽頭c相連,當(dāng)滑動(dòng)觸頭P從a移到c的過程中,光電流始終為零,為了產(chǎn)生光電流,可采取的措施是( )
A.增大入射光的強(qiáng)度 B.增大入射光的頻率
C.將P從c向a移動(dòng) D.將P從c向b移動(dòng)
[解析] 能否產(chǎn)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān),故A錯(cuò)誤;增大入射光的頻率,當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí),產(chǎn)生光電效應(yīng),金屬中有光電子逸出,電路中能產(chǎn)生光電流,故B正確;將P從c向a移動(dòng),P點(diǎn)電勢大于c點(diǎn)的電勢,光電管加上正向電壓,但不能產(chǎn)生光電效應(yīng),沒有光電流形成,故C錯(cuò)誤;將P從c向b移動(dòng),不能產(chǎn)生光電效應(yīng),沒有光電流形成,故D錯(cuò)誤.
11、[答案] B
10.(多選)(2017·陜西西北工業(yè)大學(xué)附中模擬)如圖所示,用某單色光照射光電管的陰極K,會(huì)發(fā)生光電效應(yīng).在陽極A和陰極K之間加上反向電壓,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大加在光電管上的電壓,直至電流表中電流恰為零,此時(shí)電壓表的電壓值U稱為反向遏止電壓.現(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極,測得反向遏止電壓分別為U1和U2,設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,下列說法正確的是( )
A.頻率為ν1的光照射時(shí),光電子的最大初速度為
B.頻率為ν2的光照射時(shí),光電子的最大初速度為
C.陰極K金屬的逸出功為W0=
D.陰極K金屬的極限頻率是ν0=
[解析] 在陽極A和
12、陰極K之間加上反向電壓,逸出的光電子在反向電場中做減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理可得-eU=0-mv,解得光電子的最大初速度為vm=,所以頻率為ν1的光照射時(shí),光電子的最大初速度為,用頻率為ν2的光照射時(shí),光電子的最大初速度為,故A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程可得hν1=eU1+W0,hν2=eU2+W0,聯(lián)立可得W0=,h=,陰極K金屬的極限頻率ν0==,C、D正確.
[答案] ACD
11.(2016·江蘇卷)(1)已知光速為c,普朗克常數(shù)為h,則頻率為ν的光子的動(dòng)量為________.用該頻率的光垂直照射平面鏡,光被鏡面全部垂直反射回去,則光子在反射前后動(dòng)量改變量的大小為________.
13、
(2)幾種金屬的逸出功W0見下表:
金屬
鎢
鈣
鈉
鉀
銣
W0(×10-19 J)
7.26
5.12
3.66
3.60
3.41
用一束可見光照射上述金屬的表面,請通過計(jì)算說明哪些能發(fā)生光電效應(yīng).已知該可見光的波長范圍為4.0×10-7~7.6×10-7 m,普朗克常數(shù)h=6.63×10-34 J·s.
[解析] (1)頻率為ν的光子的波長λ=,動(dòng)量p==.用該頻率的光垂直照射平面鏡,光被垂直反射,則光子在反射前后動(dòng)量方向相反,取反射后的方向?yàn)檎较?,則反射前后動(dòng)量改變量Δp=p2-p1=.
(2)光子的能量E=
取λ=4.0×10-7 m,則E≈5
14、.0×10-19 J
根據(jù)E>W0判斷,鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng).
[答案] (1) (2)見解析
12.(2018·江西宜春模擬)如圖所示,相距為d的兩平行金屬板A、B足夠大,板間電壓恒為U,有一波長為λ的細(xì)激光束照射到B板中央,使B板發(fā)生光電效應(yīng),已知普朗克常量為h,金屬板B的逸出功為W0,電子質(zhì)量為m,帶電荷量為e,求:
(1)從B板運(yùn)動(dòng)到A板所需時(shí)間最短的光電子到達(dá)A板時(shí)的動(dòng)能;
(2)光電子從B板運(yùn)動(dòng)到A板所需的最長時(shí)間.
[解析] (1)根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0
光子的頻率為ν=.所以,光電子的最大初動(dòng)能為Ek=-W0
能以最短時(shí)間到達(dá)A板的光電子是初動(dòng)能最大且垂直于板面離開B板的電子
設(shè)到達(dá)A板的動(dòng)能為Ek1,則根據(jù)動(dòng)能定理得
eU=Ek1-Ek
所以Ek1=eU+-W0
(2)能以最長時(shí)間到達(dá)A板的光電子是離開B板時(shí)的初速度為零或初速度方向平行于B板的光電子
則d=at2=,得t=d
[答案] (1)eU+-W0 (2)d