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

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1、 課后限時(shí)集訓(xùn)42 光電效應(yīng)　波粒二象性 建議用時(shí)：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(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 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(cuò)誤；由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)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(cuò)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(qiáng)度與頻率關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是(　　) A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　D B　[根據(jù)黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律，黑體熱輻射的強(qiáng)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(qiáng)度都有增加，則各種頻率的輻射強(qiáng)度也都增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，即向頻率較大的方向移動(dòng)，分析圖象，只有B項(xiàng)符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律，故B項(xiàng)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(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 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(dòng)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(dòng)能較小，因此它具有較小的能量、頻率和動(dòng)量，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤；又由c＝λν可知光電子頻率較小時(shí)，波長較大，選項(xiàng)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(qiáng)度，則 (　　) A．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能不變 B

4、．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能減小 C．逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動(dòng)能減小 D．光的強(qiáng)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(qiáng)度減弱，仍會(huì)有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動(dòng)能也不變；而減弱光的強(qiáng)度，逸出的光電子數(shù)就會(huì)減少，選項(xiàng)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(yàn)電器上，當(dāng)用某頻率的紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針偏轉(zhuǎn)一定角度，下列說法正確的是(　　) A．驗(yàn)電器帶正電，鋅板帶負(fù)電 B．驗(yàn)電器帶負(fù)電，鋅板也帶負(fù)電 C．若改用紅光照射鋅板，驗(yàn)電器

5、的指針一定也會(huì)偏轉(zhuǎn) D．若改用同等強(qiáng)度頻率更高的紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器的指針也會(huì)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(huì)多于負(fù)電荷，所以鋅板帶正電；驗(yàn)電器通過導(dǎo)線和鋅板連在一起，所以驗(yàn)電器自然也就帶上了正電荷，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)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(shí)，不一定發(fā)生光電效應(yīng)，驗(yàn)電器的指針不一定會(huì)偏轉(zhuǎn)；若改用同等強(qiáng)度頻率更高的紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器的指針一定會(huì)偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)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(gè)圖象的說法正確的是(　　) 甲　　　　　乙　　　　　丙　　　　　丁 圖甲為光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，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(dòng)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(yàn)電器的張角可能變小 B．根據(jù)圖乙可知，黃光越強(qiáng)，光電流越大，說明光子的能量與光強(qiáng)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(shí)，由于光電效應(yīng)激發(fā)出電子，鋅板帶

7、電量減小，驗(yàn)電器的張角會(huì)變小，等鋅板電量為零時(shí)，驗(yàn)電器就無法張開；如果紫外線繼續(xù)照射鋅板，就會(huì)使鋅板帶正電，驗(yàn)電器的張角又會(huì)增大，故A正確。由圖乙可知，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)，光子的能量只與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤。對(duì)于某種金屬材料，只有當(dāng)入射光的頻率大于某一頻率時(shí)，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(shí)所對(duì)應(yīng)的入射光的頻率為截止頻率，ν2對(duì)應(yīng)的遏止電壓不為零，故C錯(cuò)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(duì)值表示逸出功，

8、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hν0，故D正確。] 7．(多選)物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減小入射光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過狹縫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)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(diǎn)子；如果曝光時(shí)間夠長，底片上就會(huì)出現(xiàn)如圖丙所示規(guī)則的干涉條紋。對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)識(shí)正確的是(　　) 甲　　　　　　乙　　　　　　丙 A．單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)沒有確定的軌道 B．曝光時(shí)間不長時(shí)，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(diǎn)子 C．干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)

9、會(huì)較多的地方 D．大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)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(gè)光子，所以每次通過狹縫只有一個(gè)光子，當(dāng)一個(gè)光子到達(dá)某一位置時(shí)該位置感光而留下痕跡，由于單個(gè)光子表現(xiàn)粒子性，即每一個(gè)光子所到達(dá)的區(qū)域是不確定的，但是大量光子表現(xiàn)出波動(dòng)性，所以長時(shí)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(dá)機(jī)會(huì)較多的地方，該實(shí)驗(yàn)說明了光具有波粒二象性，所以A、C、D項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)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(dòng)量 B．光有時(shí)表現(xiàn)為波動(dòng)性，有時(shí)表現(xiàn)為粒子性 C．運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子也有波動(dòng)性，波長與粒

10、子動(dòng)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(dòng)量，選項(xiàng)A正確；波粒二象性指光同時(shí)具有波和粒子的雙重性質(zhì)，有時(shí)表現(xiàn)為波動(dòng)性，有時(shí)表現(xiàn)為粒子性，選項(xiàng)B正確；物質(zhì)波的波長與粒子動(dòng)量的關(guān)系應(yīng)為λ＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；光波中的光子和物質(zhì)波中的實(shí)物粒子在空間出現(xiàn)的概率滿足波動(dòng)規(guī)律，因此二者均為概率波，選項(xiàng)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(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

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(gè)的極限波長，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯(cuò)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(cè)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(shí)，下述光路圖中正確的是(　　) C　[由光電效應(yīng)的方程Ek＝hν－W，動(dòng)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(shí)b光偏折最大，c光次之，a光最小，故選C，A、B、D錯(cuò)誤。] 11.(2019·邢臺(tái)市調(diào)研)如圖所示是研究光電效應(yīng)的電路圖，對(duì)于某金屬用綠光照射時(shí)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。則以下說法正確的是(　　) A．將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電流表的示數(shù)一定增大 B．如果改用紫光照射該金屬時(shí)，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(shí)，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(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)一些，電流表的讀數(shù)可能不為零 D　[將滑

13、動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電壓雖然增大，但若已達(dá)到飽和光電流，則電流表的示數(shù)可能不變，故A錯(cuò)誤。紫光的頻率比綠光頻率大，則改用紫光照射該金屬時(shí)一定能發(fā)生光電效應(yīng)，則電流表一定有示數(shù)，故B錯(cuò)誤。將K極換成逸出功小的金屬板，仍用相同的綠光照射時(shí)，則光電子的最大初動(dòng)能增加，但單位時(shí)間內(nèi)通過金屬表面的光子數(shù)沒有變化，因而單位時(shí)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(huì)變化，則電流表的示數(shù)不一定增大，故C錯(cuò)誤。將電源的正負(fù)極調(diào)換，仍用相同的綠光照射時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)一些，若此時(shí)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(cè)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(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表的示數(shù)為某值時(shí)，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(shí)驗(yàn)，當(dāng)電壓表的示數(shù)增加到原來的3倍時(shí)，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(shí)，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(dòng)能為：Ekm＝eU＝h－W0；用波長為的單色光照射時(shí)，Ekm＝3eU＝h－W0；聯(lián)立解得：W0＝，故C正確，A、B、D錯(cuò)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(cè)量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量。他通過如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)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(cè)出的h相比較，以檢驗(yàn)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(dá)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(dòng)能定理eUc＝Ek，得Uc＝ν－，所以圖象的斜率k＝＝，則h＝，故A項(xiàng)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(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用

16、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．甲光對(duì)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 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(diǎn)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(duì)哪種光，金屬的截止頻率和逸出功相同，對(duì)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(cuò)誤；丙光的遏止電壓較大，對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能較大，因而丙光的頻率較高，波長較短，故B錯(cuò)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了以下四個(gè)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)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(xiàng)A正確，B錯(cuò)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(xiàng)C錯(cuò)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)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(xiàng)D正確。] 8