2022年高考物理復(fù)習(xí)講練測(cè)光電效應(yīng)、波粒二象性—【練】

1、專題13.1光電效應(yīng)、波粒二象性一【練】一、練基礎(chǔ)1. （2021安徽合肥三模）我國(guó)科學(xué)家潘建偉院士預(yù)言十年左右量子通信將“飛”入千家萬(wàn)戶。在通往量子論的 道路上，一大批物理學(xué)家做出了卓越的貢獻(xiàn)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A.玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化''的傳統(tǒng)觀念B.愛(ài)因斯坦最早認(rèn)識(shí)到了能量子的意義，提出光子說(shuō)，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象C.德布羅意第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念D.普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性【答案】B【解析】普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”

2、的傳統(tǒng)觀念，故A錯(cuò)誤；愛(ài)因斯坦 最早認(rèn)識(shí)到了能量子的意義，提出光子說(shuō)，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，故B正確；玻爾第一次將量子 觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，故C錯(cuò)誤：德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物 粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，故D錯(cuò)誤。2. （2021屆福建省福州市高三質(zhì)檢）研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，使用某一頻率的光照射光電管陰極時(shí)，有光 電流產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是（）A.光電效應(yīng)揭示了光的波動(dòng)性B.用頻率更高的光照射，光電流一定增大C.保持頻率不變，增大入射光的強(qiáng)度，遏止電壓不變D.保持頻率不變，增大入射光的強(qiáng)度，逸出的光電子最大初動(dòng)能也增大【答案】C【解析】光電效應(yīng)揭

3、示光的粒子性，故A錯(cuò)誤；入射光頻率增大，逸出的光電子初動(dòng)能增大，但光電流 不一定增大，故B錯(cuò)誤保持頻率不變，光電子最大初動(dòng)能就不變，遏止電壓不變，故C正確，D錯(cuò)誤。 故選Co3.（2021屆廣東省惠州市高三三調(diào)）當(dāng)用一束紫外線照射鋅板時(shí)，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.從鋅板中打出了光子B.有正離子從鋅板逸出C.有電子從鋅板逸出D.鋅板帶負(fù)電 【答案】C【解析】發(fā)生光電效應(yīng)是鋅板中的電子吸收光了的能量而從鋅板中恪出，鋅板由于缺少電子而帶上正電。 故選C。4. （2021上海模擬）光子的能量與其（）A.頻率成正比 B.波長(zhǎng)成正比C.速度成正比 D.速度平方成正比【答案】A【解析】由E=h

4、v、c=加得=切=后，可見(jiàn)光子的能量與其頻率成正比、與其波長(zhǎng)成反比，選項(xiàng)A正確， B錯(cuò)誤；由于任意能量的光子在真空中傳播的速度都是相同的，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。5. （2021福建漳州市高三二模）關(guān)于近代物理知識(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.結(jié)合能越大的原子核越牢固B.放射性元素發(fā)出的尸射線來(lái)自原子核外電子C.光電效應(yīng)能否發(fā)生，與光的照射時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)D.處于基態(tài)的氫原子能吸收任意能量的光子而躍遷到激發(fā)態(tài)【答案】C【解析】A.比結(jié)合能越大，原子核中核了結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，結(jié)合能越大的原子核不一定越牢 固，故A錯(cuò)誤：B.放射性元素發(fā)出的p射線實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，射

5、線是釋放出來(lái)的電子，故B錯(cuò)誤：C.當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)，光照射在金屬上會(huì)立即發(fā)生 光電效應(yīng)，光電效應(yīng)能否發(fā)生與光的照射時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，故C正確：D.只有當(dāng)光子的能量等于氫原子兩能 級(jí)的能量差時(shí)，才能被處于基態(tài)的氫原子吸收，氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)，并不是任意能量的光子都能被氫原 子吸收，故D錯(cuò)誤。故選C。6. （2021屆廣東省名校聯(lián)盟高三聯(lián)考）某同學(xué)采用如圖所示的裝置來(lái)研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。某單色光照射光 電管的陰極K時(shí)，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，閉合開(kāi)關(guān)S,在陽(yáng)極A和陰極K之間加反向電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng) 變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計(jì)中電流恰為零，此時(shí)電壓表顯示的電壓值U稱為反向截止電壓。

6、現(xiàn)分別用頻率為匕和乙的單色光照射陰極，測(cè)量到的反向截止電壓分別為彷和S。設(shè)電子質(zhì)量為?，電 荷量為e,則下列關(guān)系式中正確的是A.兩種單色光照射陰極時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能之比殳=上用2%B.陰極K金屬的極限頻率% =，,盟.e(U2-U.)C.普朗克常量力=-一- 匕一匕e(t/.v2 -(77v.)D.陰極K金屬的逸出功W=- 匕一匕【答案】D【解析】光電廣花電場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理得-eU =0-紇1-eU2 = 0- Ek2根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得& =hvt-W =牝一牝Ek2 =hv2-W = hv2-hv0Ek.v. -vn U.兩種單色光照射陰極時(shí)，光電子的最大初動(dòng)

7、能之比黃=-=才 / 七 一% U2匕- U匕陰極K金屬的極限頻率% = ：二 1 7uu、,Ek2-Ekl e(U2-U.) 普朗克常量h =- = -= 匕一匕 一匕陰極K金屬的逸出功W = /% =e(U1UJ . U?匕一 Uy? _ e(a% -U2匕)V2V UU匕一匕故A、B、C錯(cuò)誤，D正確；故選D。7. (2021湖南衡陽(yáng)三模)在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組用相同頻率的單色光，分別照射鋅和銀的 表面，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)。下列說(shuō)法中正確的是()A.光電子的最大初動(dòng)能相同B.飽和光電流一定不同C.因?yàn)椴牧喜煌莩龉Σ煌?，所以遏止電壓，不同D.分別用不同頻率的光照射之后繪制&

8、amp;-V圖象的斜率可能不同【答案】C【解析】由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程氏=加一W，可知由于鋅和銀的逸出功W不相同，光電子的最大初動(dòng)能 也不同，故A錯(cuò)誤：飽和光電流與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，故B錯(cuò)誤：由eUc=Ek=/>v-W,可知由于鋅和銀的Av LVh逸出功W不相同，所以遏止電壓Uc不同，故C正確：由eUc=MW可知,斜率不變，故D錯(cuò)誤。8 . （2021屆廣東省肇慶市高三統(tǒng)測(cè)）關(guān)于光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng)，就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)B.光子的能量大于金屬的逸出功就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)C.照射時(shí)間越長(zhǎng)光電子的最大初動(dòng)能越大D.光電子的最大初動(dòng)能與入射光子的頻率

9、成正比【答案】B【解析】根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，只有入射光的頻率大于金屬的截止頻率，才可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，A錯(cuò) 誤：光子的能量大于金屬的逸出功就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，B正確：光電子的最大初動(dòng)能與照射時(shí)間無(wú) 關(guān)，C錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能隨入射光子的頻率增大而增大，并不是成正比，D錯(cuò)誤。故選B。9 .（2021屆天津南開(kāi)區(qū)高三模擬）在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過(guò)程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用.下 列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是A.波爾原子理論證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.盧瑟福通過(guò)a粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在中子C.貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，確定了原子核的存在D.湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極

10、射線的研究，發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)部存在電子【答案】D【解析】A、波爾原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，盧瑟福根據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)，得到了原子的核式結(jié) 構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤：B、盧瑟福通過(guò)a粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)的研究，實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，預(yù)言了中子的存在， 故B錯(cuò)誤；C、貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，提出了原子內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故C錯(cuò)誤；D、湯姆孫通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子（即電子）組成， 并測(cè)出了該粒子的比荷，故D正確.10. （2021遼寧高三模擬）在圖示的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，將滑動(dòng)觸頭P移到。端。用單色光M照射陰極K時(shí)， 電流計(jì)G的指針不會(huì)

11、發(fā)生偏轉(zhuǎn)；將滑動(dòng)觸頭P移到b端，用單色光N照射陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針會(huì)發(fā) 生偏轉(zhuǎn)，則下列說(shuō)法正確的是（）A. M光的強(qiáng)度一定小于N光的強(qiáng)度B. M光的頻率一定大于N光的頻率C.用N光照射陰極K時(shí)將P移到。端，電流計(jì)G的指針一定會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.用"光照射陰極K時(shí)將P移到c處，電流計(jì)G的指針可能會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)【答案】C【解析】能否發(fā)生光電效應(yīng)與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；滑動(dòng)觸頭p移到a端時(shí),A極的電勢(shì)高于K極的 電勢(shì)，用M光照射時(shí)電流計(jì)G的指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明M光不能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，即M光的頻 率低于陰極K的極限頻率，因此P移到任何位置，電流計(jì)G的指針均不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤：滑動(dòng)觸頭

12、 P移到b端時(shí)，A極的電勢(shì)低于K極的電勢(shì)，用單色光N照射陰極K時(shí)電流計(jì)G的指針會(huì)發(fā)牛偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明 N光照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，即N光的頻率高于極限頻率，因此M光的頻率低于-N光的頻率，故B錯(cuò)誤； 滑動(dòng)觸頭P移到a端時(shí)，加的是正向電壓，用N光照射陰極K時(shí)電流計(jì)G的指針一定會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C正 確。故選C。二、練能力11. （2021江西上饒聯(lián)考）愛(ài)因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年的諾貝爾 物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能E"與入射光頻率v的關(guān)系如圖所示，其中w為極限頻率。從圖中可以確定的是（）A.逸出功與v有關(guān)B. Ekm與入射光強(qiáng)度成正比C. v&l

13、t;vo時(shí)，會(huì)逸出光電子D.圖中宜線的斜率與普朗克常量有關(guān)【答案】D【解析】金屬的逸出功是由金屬自身決定的，與入射光頻率無(wú)關(guān)，其大小W=/n，o,故A錯(cuò)誤：根據(jù)愛(ài)因斯 坦光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只要入射光的頻率不變， 則光電子的最大初動(dòng)能不變，故B錯(cuò)誤；要有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能£km>0,即只有入射光 的頻率大于金屬的極限頻率即v>%時(shí)才會(huì)有光電子逸出，故C錯(cuò)誤；根據(jù)方程Ekm=/n，- W,可知甯=兒 故D正確。12. （2021屆廣東省六校高三聯(lián)考）如圖所示，甲圖為演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置：乙圖為a、b、c三種光照 射下得

14、到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線。下列說(shuō)法正確的是（）A. a、b、c三種光的頻率各不相同B. b、c兩種光的光強(qiáng)可能相同C.若b光為綠光，a光可能是紫光D.圖甲中的滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，電流表的讀數(shù)可能增大【答案】D 【解析】由光電效忠方程:及遏止電壓的關(guān)系可得6。，=線 b、兩種光的遇小電壓相同，故頻率相同，a光的遏止電壓較小，頻率較低，A錯(cuò)誤：最大光電流與光強(qiáng)成正比，對(duì)比乙圖可知，/，光較強(qiáng), B錯(cuò)誤；由A的分析可知，a光頻率較低，若b光為綠光，。光不可能是紫光，C錯(cuò)誤；圖甲中的滑動(dòng)變阻 器的滑片向右滑動(dòng)，增大光電管兩端電壓，且為正向電壓，電流表的讀數(shù)可能增大，但不會(huì)超過(guò)飽和

15、光電 流，D正確。故選D。13. （2021湖南高三一模）圖甲是“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)電路圖，圖乙為某次“光電效應(yīng)''實(shí)驗(yàn)中得到的同一光電管 兩端的遏止電壓4隨入射光頻率v變化的函數(shù)關(guān)系圖像，下列判斷正確的是（A.入射光的頻率v不同，遏止電壓4相同B.入射光的頻率v不同，光照強(qiáng)度不同，&-丫圖像的斜率相同C.只要光的光照強(qiáng)度相同，光電子的最大初動(dòng)能就一定相同D.圖甲所示電路中，當(dāng)電壓表增大到一定數(shù)值時(shí)，電流計(jì)將達(dá)到飽和電流【答案】B 【解析】A.逸出功與金屬材料有關(guān)，與入射光的頻率無(wú)關(guān)，由Ekm=U-%，可知，入射光的頻率不同, 電子的最大初動(dòng)能不同，又eUc = Ekm，所

16、以入射光的頻率不同，遏止電壓Uc不同，A錯(cuò)誤；B.由Ekm=/-匕=eUc，可得Uc="（y匕），故圖線的斜率為相同的常量，B正確：C.由愛(ài)因斯坦光電 e效應(yīng)Eg =丫-叱），可知在入射光頻率不同的情況下，光甩子的最大初動(dòng)能不同，最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度 無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；D.必須使圖甲所示電路中的電源正負(fù)極反接過(guò)來(lái)，才能用來(lái)驗(yàn)證光電流與電壓的關(guān)系，即 當(dāng)電壓表增大到一定數(shù)值時(shí)電流計(jì)將達(dá)到飽和電流，D錯(cuò)誤。故選B。14. （2021云南臨滄模擬）利用如圖6甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀測(cè)光電效應(yīng)，已知實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某種金屬的遏止電 壓口與入射頻率v之間的關(guān)系如圖乙所示，電子的電荷量為e=1.6xl0T9c,

17、貝!（）A.普朗克常量為針B.該金屬的逸出功為eUiC.電源的右端為正極D.若電流表的示數(shù)為10/A,則每秒內(nèi)從陰極發(fā)出的光電子數(shù)的最小值為6.25x1012【答案】B【解析】由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知，?一學(xué)，知題圖乙圖線的斜率旨=，則普朗克常量人=4?, 該金屬的逸出功為Wo=vi=eUi，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；電源左端為正極，右端為負(fù)極，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；每 秒內(nèi)發(fā)出的光電子的電荷量為4=10xl（）Fxi C = 10*5 C,而=/，故每秒內(nèi)至少發(fā)出6.25x10”個(gè)光電 子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。三、練真題15. （2020.天津卷Tl,5分）在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中,人們通過(guò)對(duì)某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀

18、察和研究，獲得正確 的理論認(rèn)識(shí)。下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是（）紫外線燈【答案】D【解析】盧瑟福分析a粒子散射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，提出原子具有核式結(jié)構(gòu),ABC錯(cuò)誤,D正確。16. （2020.浙江卷T5,3分）下列說(shuō)法正確的是（）A.質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)與其動(dòng)能成正比B.天然放射的三種射線，穿透能力最強(qiáng)的是a射線C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)D.電子束穿過(guò)鋁箔后的衍射圖樣說(shuō)明電子具有波動(dòng)性【答案】D【解析】本題屬于基礎(chǔ)性問(wèn)題，考杳德布羅意波長(zhǎng)公式、三種射線特點(diǎn)、光電效應(yīng)、衍射特點(diǎn)等。根據(jù)德布 羅意波長(zhǎng)公式4=；=磊:，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)三種射線特點(diǎn),y射線穿透能力最強(qiáng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤:光電效應(yīng)中.金 屬的截止頻率只和金屬材料本身有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，綜上可知，選項(xiàng)D正確。17. （2019天津卷T5,6分）如圖為a、b、C三種光在同一光電效應(yīng)裝置中測(cè)得的光電流和電壓的關(guān)系。由b, c組成的復(fù)色光通過(guò)三棱鏡時(shí)，下述光路圖中正確的是【答案】C【解析】由光電效應(yīng)的方程耳=m-W，動(dòng)能定理eU = E*,兩式聯(lián)立可得U=,故截止電壓越e e大說(shuō)明光的頻率越大，則右.三種光的頻率5匕匕，則可知三種光的折射率的關(guān)系為知>,>“，因此 光穿過(guò)三棱鏡時(shí)b光偏折最大，c光次之，a光最小，故選C, ABD錯(cuò)誤。18. （2