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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí)100考點(diǎn)千題精練第十六章鴨部分專題16.6光電效應(yīng)與波粒二象性 1.(xx昆明模擬)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)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為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．該金屬的逸出功為0.5 eV 【參考答案】AC 2.(xx威海模擬)關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下面說法中正確是 A．當(dāng)某種色光照射金屬表面時(shí)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也就越大 B．當(dāng)某種色光照射金屬表面時(shí)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，如果入射光的強(qiáng)度減弱，從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加 C．對某金屬來說，入射光波長必須大于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng) D．同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則所有金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能一定相同 【參考答案】A 【名師解析】從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔只與光和金屬種類有關(guān)，B錯(cuò)；由光電效應(yīng)方程可知入射光波長必須小于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，光子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率和金屬的種類有關(guān)，C、D錯(cuò)。 3．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)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．乙光的波長大于丙光的波長 C．乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D．甲光對應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能 【參考答案】B 4.(xx北京理綜)以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出。強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示。用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻率ν的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在KA之間就形成了使光電子減速的電場；逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量) A．U＝－ B．U＝－ C．U＝2hν－W D．U＝－ 【參考答案】B 5. 關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中不正確的是 A．不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性 B．運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個(gè)小孔時(shí)，都沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道 C．波動(dòng)性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的 D．實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性 【參考答案】D 【名師解析】光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律，大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，而單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出光的粒子性。光的波長越長，波動(dòng)性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯，而宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，不是不具有波粒二象性。 6.現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為λa∶λb∶λc＝1∶2∶3。當(dāng)用a光束照射某種金屬板時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek，若改用b光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek，當(dāng)改用c光束照射該金屬板時(shí) A．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek B．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek C．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek D．由于c光束光子能量較小，該金屬板不會發(fā)生光電效應(yīng) 【參考答案】B 7．用如圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流強(qiáng)度與照射光的強(qiáng)弱、頻率等物理量的關(guān)系。圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào)，電源的正負(fù)極也可以對調(diào)。分別用a、b、c三束單色光照射，調(diào)節(jié)A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示。由圖可知 A．單色光a和c的頻率相同，但a更強(qiáng)些 B．單色光a和c的頻率相同，但a更弱些 C．單色光b的頻率小于a的頻率 D．改變電源的極性不可能有光電流產(chǎn)生 【參考答案】A 【名師解析】由題圖乙可知，a、c的遏止電壓相同，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知單色光a和c的頻率相同，但a產(chǎn)生的光電流大，說明光的強(qiáng)度大，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；b的遏止電壓大于a、c的遏止電壓，所以單色光b的頻率大于a的頻率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；只要光的頻率不變，改變電源的極性，仍可能有光電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 8．(多選)光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對于某種金屬 A．無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng) B．無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng) C．超過極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小 D．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 【參考答案】AD 9．(多選)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．從金屬表面出來的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比 D．若發(fā)生了光電效應(yīng)且入射光的頻率一定時(shí)，光強(qiáng)越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 【參考答案】AD 【名師解析】由逸出功W＝hν0知極限頻率越大，逸出功越大，故A正確。發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度和光的照射時(shí)間無關(guān)，故B錯(cuò)誤。根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0得，最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，故C錯(cuò)誤。在發(fā)生光電效應(yīng)的情況下，入射光的強(qiáng)度越高，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目越多，故D正確。 10． (xx唐山調(diào)研)下列說法正確的是 A．盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型 B．宏觀物體的物質(zhì)波波長非常大，極易觀察到它的波動(dòng)性 C．愛因斯坦在對光電效應(yīng)的研究中，提出了光子說 D．對于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長”，入射光的波長必須小于這個(gè)波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng) 【參考答案】ACD 11．(多選)(xx上海高考)某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長為1.510－6 m，功率為5.010－3 W的連續(xù)激光。已知可見光波長的數(shù)量級為10－7 m，普朗克常量h＝6.6310－34 Js，該激光器發(fā)出的 A．是紫外線 B．是紅外線 C．光子能量約為1.310－18 J D．光子數(shù)約為每秒3.81016個(gè) 【參考答案】BD 【名師解析】由于該激光器發(fā)出的光波波長比可見光長，所以發(fā)出的是紅外線，A錯(cuò)誤，B正確。光子能量E＝hν＝h≈1.310－19 J，C錯(cuò)誤。每秒發(fā)射的光子數(shù)n＝≈3.81016個(gè)，D正確。 12． (多選)(xx渭南質(zhì)檢)分別用波長為λ和2λ的光照射同一種金屬，產(chǎn)生的速度最快的光電子速度之比為2∶1，普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示，那么下列說法正確的有 A．該種金屬的逸出功為 B．該種金屬的逸出功為 C．波長超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．波長超過4λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 【參考答案】AD 【名師解析】由hν＝W0＋Ek知h＝W0＋mv，h＝W0＋mv，又v1＝2v2，得 W0＝，A正確、B錯(cuò)誤。光的波長小于或等于3λ時(shí)都能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤。 二、非選擇題 1．圖所示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖，A、K是光電管的兩個(gè)電極，已知該光電管陰極的極限頻率為ν0?，F(xiàn)將頻率為ν(大于ν0)的光照射在陰極上，則： (1)________是陰極，陰極材料的逸出功等于________。 (2)加在A、K間的正向電壓為U時(shí)，到達(dá)陽極的光電子的最大動(dòng)能為________，將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加，電流表的示數(shù)的變化情況是________。 (3)為了阻止光電子到達(dá)陽極，在A、K間應(yīng)加上U反＝________的反向電壓。 (4)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是 A．照射光頻率不變，增加光強(qiáng) B．照射光強(qiáng)度不變，增加光的頻率 C．增加A、K電極間的電壓 D．減小A、K電極間的電壓 【參考答案】(1)K hν0 (2)hν－h(huán)ν0＋eU 逐漸增大，直至保持不變 (3) (4)A 2．某光源能發(fā)出波長λ＝0.60 μm的可見光，用它照射某金屬可發(fā)生光電效應(yīng)，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能Ek＝4.010－20 J。已知普朗克常量h＝6.6310－34 Js，光速c＝3.0108 m/s求：(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)該可見光中每個(gè)光子的能量； (2)該金屬的逸出功。 【答案】(1)3.310－19 J (2)2.910－19 J 【名師解析】E＝h＝3.310－19 J。 (2)W＝E－Ek＝2.910－19 J。 3．如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管。用波長λ＝0.50 μm的綠光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測得流過G表的電流I與AK之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取h＝6.6310－34 Js。結(jié)合圖象，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時(shí)的最大動(dòng)能； (2)該陰極材料的極限波長。 【答案】(1)4.01012個(gè) 9.610－20 J (2)0.66 μm