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2019-2020年高考物理二輪復習100考點千題精練第十六章鴨部分專題16.6光電效應與波粒二象性 1.(xx昆明模擬)如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點坐標為4.27，與縱軸交點坐標為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)關于光電效應的規(guī)律，下面說法中正確是 A．當某種色光照射金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應，則入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動能也就越大 B．當某種色光照射金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應，如果入射光的強度減弱，從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加 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 D．同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應，則所有金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能一定相同 【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間間隔只與光和金屬種類有關，B錯；由光電效應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，光子的最大初動能與入射光的頻率和金屬的種類有關，C、D錯。 3．在光電效應實驗中，某同學用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．乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率 D．甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能 【參考答案】B 4.(xx北京理綜)以往我們認識的光電效應是單光子光電效應，即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出。強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應的認識，用強激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應，這已被實驗證實。光電效應實驗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，換用同樣頻率ν的強激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應；此時，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??；當光電流恰好減小到零時，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，一切運動的微粒都具有波粒二象性 B．運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道 C．波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的 D．實物的運動有特定的軌道，所以實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，大量光子運動的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動性，而單個光子的運動表現(xiàn)出光的粒子性。光的波長越長，波動性越明顯，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，實際很難觀察到波動性，不是不具有波粒二象性。 6.現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關系為λa∶λb∶λc＝1∶2∶3。當用a光束照射某種金屬板時能發(fā)生光電效應，飛出的光電子最大動能為Ek，若改用b光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動能為Ek，當改用c光束照射該金屬板時 A．能發(fā)生光電效應，飛出的光電子最大動能為Ek B．能發(fā)生光電效應，飛出的光電子最大動能為Ek C．能發(fā)生光電效應，飛出的光電子最大動能為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 【參考答案】B 7．用如圖甲所示的電路研究光電效應中光電流強度與照射光的強弱、頻率等物理量的關系。圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào)，電源的正負極也可以對調(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，說明光的強度大，選項A正確、B錯誤；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C錯誤；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D錯誤。 8．(多選)光電效應的實驗結論是：對于某種金屬 A．無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應 B．無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應 C．超過極限頻率的入射光強度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越小 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能就越大 【參考答案】AD 9．(多選)關于光電效應，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．只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應 C．從金屬表面出來的光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比 D．若發(fā)生了光電效應且入射光的頻率一定時，光強越強，單位時間內(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)生光電效應與入射光的頻率有關，與入射光的強度和光的照射時間無關，故B錯誤。根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0得，最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關系，不是正比關系，故C錯誤。在發(fā)生光電效應的情況下，入射光的強度越高，單位時間內(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粒子散射實驗建立了原子核式結構模型 B．宏觀物體的物質(zhì)波波長非常大，極易觀察到它的波動性 C．愛因斯坦在對光電效應的研究中，提出了光子說 D．對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應 【參考答案】ACD 11．(多選)(xx上海高考)某半導體激光器發(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 【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錯誤，B正確。光子能量E＝hν＝h≈1.310－19 J，C錯誤。每秒發(fā)射的光子數(shù)n＝≈3.81016個，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 D．波長超過4λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應 【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錯誤。光的波長小于或等于3λ時都能發(fā)生光電效應，C錯誤。 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，到達陽極的光電子的最大動能為________，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陽極，在A、K間應加上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 B．照射光強度不變，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，產(chǎn)生光電子的最大初動能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：(計算結果保留兩位有效數(shù)字) (1)該可見光中每個光子的能量； (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規(guī)律的光電管。用波長λ＝0.50 μm的綠光照射陰極K，實驗測得流過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。結合圖象，求：(結果保留兩位有效數(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時的最大動能； (2)該陰極材料的極限波長。 【答案】(1)4.01012個 9.610－20 J (2)0.66 μm