高三物理二輪復習（通用版）對應練習-光電效應 波粒二象性 word版含解析

課前診斷——光電效應波粒二象性考點一光電效應規(guī)律和光電效應方程1．考查光電效應現象](多選)(汕頭模擬)如圖所示，用導線把驗電器與鋅板相連接，當用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現象是()A．有光子從鋅板逸出B．有電子從鋅板逸出C．驗電器指針張開一個角度D．鋅板帶負電解析：選BC用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故A錯誤、B正確；鋅板與驗電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗電器指針張角越大，故C正確、D錯誤。2．考查對光電效應的理解](上海高考)在光電效應的實驗結果中，與光的波動理論不矛盾的是()A．光電效應是瞬時發(fā)生的B．所有金屬都存在極限頻率C．光電流隨著入射光增強而變大D．入射光頻率越大，光電子最大初動能越大解析：選C光具有波粒二象性，既具有波動性又具有粒子性，光電效應證實了光的粒子性。因為光子的能量是一份一份的，不能積累，所以光電效應具有瞬時性，這與光的波動性矛盾，A項錯誤；同理，因為光子的能量不能積累，所以只有當光子的頻率大于金屬的極限頻率時，才會發(fā)生光電效應，B項錯誤；光強增大時，光子數量增多，所以光電流會增大，這與波動性無關，C項正確；一個光電子只能吸收一個光子，所以入射光的頻率增大，光電子吸收的能量變大，所以最大初動能變大，D項錯誤。3．考查光電效應的基本規(guī)律]關于光電效應的規(guī)律，下列說法中正確的是()A．發(fā)生光電效應時，不改變入射光的頻率，增大入射光強度，則單位時間內從金屬內逸出的光電子數目增多B．光電子的最大初動能跟入射光強度成正比C．發(fā)生光電效應的反應時間一般都大于10－7sD．只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應才能產生解析：選A發(fā)生光電效應時，不改變入射光的頻率，增大入射光強度，則單位時間內打到金屬上的光子個數增加，則從金屬內逸出的光電子數目增多，選項A正確；光電子的最大初動能跟入射光強度無關，隨入射光的頻率增大而增大，選項B錯誤；發(fā)生光電效應的反應時間一般都不超過10－9s，選項C錯誤；只有入射光的頻率大于該金屬的極限頻率時，即入射光的波長小于該金屬的極限波長時，光電效應才能產生，選項D錯誤。4．考查對光電效應方程的理解](昆明模擬)關于光電效應，下列說法中正確的是()A．發(fā)生光電效應時，入射光越強，光子的能量就越大B．不同金屬產生光電效應的入射光的最低頻率是相同的C．金屬內的每個電子可以吸收一個或一個以上的光子，當它積累的動能足夠大時，就能發(fā)生光電效應D．如果入射光光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時所需做的最小功，便不能發(fā)生光電效應解析：選D根據光電效應方程可得Ek＝hν－W0，光子的能量與光照強度無關，A錯誤；每種金屬都有自己的極限頻率，B錯誤；金屬內的每個電子一次只能吸收一個光子，而且是不能積累的，C錯誤；當入射光光子的能量小于金屬的逸出功時，不能發(fā)生光電效應，D正確。5．考查光電效應規(guī)律及光電效應方程](多選)(廣東高考)在光電效應實驗中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應。下列說法正確的是()A．增大入射光的強度，光電流增大B．減小入射光的強度，光電效應現象消失C．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動能變大解析：選AD增大入射光強度，使單位時間內逸出的光電子數增加，因此光電流增大，選項A正確；光電效應與照射光的頻率有關，與強度無關，選項B錯誤；當照射光的頻率小于ν，大于極限頻率時發(fā)生光電效應，選項C錯誤；由Ekm＝hν－W，增加照射光的頻率，光電子的最大初動能變大，選項D正確。6．考查光電效應方程的應用](北京高考)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只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出。強激光的出現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如圖。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?。划敼怆娏髑『脺p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為電子電荷量)()A．U＝eq\f(hν,e)－eq\f(W,e) B．U＝eq\f(2hν,e)－eq\f(W,e)C．U＝2hν－W D．U＝eq\f(5hν,2e)－eq\f(W,e)解析：選B用強激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在短時間內吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應。由題意知最大初動能Ek＝eU，根據光電效應方程有：nhν＝W＋Ek＝W＋eU(n≥2)，得：U＝eq\f(nhν－W,e)(n≥2)，則B項正確，其他選項錯誤。7．考查光電管的工作原理及光電效應方程](多選)(西工大附中三模)如圖所示，用某單色光照射光電管的陰板K，會發(fā)生光電效應。在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調節(jié)滑動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，此時電壓表的電壓值U稱為反向遏止電壓?，F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，設電子的質量為m、電荷量為e，下列說法正確的是()A．頻率為ν1的光照射時，光電子的最大初速度為eq\r(\f(2eU1,m))B．頻率為ν2的光照射時，光電子的最大初速度為eq\r(\f(eU2,2m))C．陰極K金屬的逸出功為W＝eq\f(eU1ν2－U2ν1,ν1－ν2)D．陰極K金屬的極限頻率是ν0＝eq\f(U1ν2－U2ν1,U1－U2)解析：選ACD在陽極A和陰極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動，根據動能定理可得－eU＝0－eq\f(1,2)mvm2，解得光電子的最大初速度為vm＝eq\r(\f(2eU,m))，所以頻率為ν1的光照射時，光電子的最大初速度為eq\r(\f(2eU1,m))，用頻率為ν2的光照射時，光電子的最大初速度為eq\r(\f(2eU2,m))，故A正確，B錯誤；根據光電效應方程可得hν1＝eU1＋W，hν2＝eU2＋W，聯(lián)立可得W＝eq\f(eU1ν2－U2ν1,ν1－ν2)，h＝eq\f(eU1－U2,ν1－ν2)，陰極K金屬的極限頻率ν0＝eq\f(W,h)＝eq\f(U1ν2－U2ν1,U1－U2)，C、D正確?？键c二與光電效應現象有關的圖像問題8．考查Ek-ν圖像](多選)如圖是某金屬在光的照射下，光電子最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖像，由圖像可知()A．該金屬的逸出功等于EB．該金屬的逸出功等于hν0C．入射光的頻率為2ν0時，產生的光電子的最大初動能為2ED．入射光的頻率為eq\f(ν0,2)時，產生的光電子的最大初動能為eq\f(E,2)解析：選AB根據愛因斯坦光電效應方程，結合題給光電子最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖像知，該金屬的逸出功等于E，等于hν0，選項A、B正確。入射光的頻率為2ν0時，產生的光電子的最大初動能為E，入射光的頻率為eq\f(ν0,2)時，不能產生光電效應，選項C、D錯誤。9．考查Uc-ν圖像](北京市朝陽區(qū)模擬)從1907年起，密立根就開始測量金屬的遏止電壓Uc(即圖甲所示的電路中電流表○的讀數減小到零時加在電極K、A之間的反向電壓)與入射光的頻率ν，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據黑體輻射得出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應方程的正確性。按照密立根的方法我們利用圖示裝置進行實驗，得到了某金屬的Uc-ν圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()A．該金屬的截止頻率約為4．27×1014HzB．該金屬的截止頻率約為5．50×1014HzC．該圖線的斜率為普朗克常量D．該圖線的斜率為這種金屬的逸出功解析：選A設金屬的逸出功為W0，截止頻率為νc，則W0＝hνc。光電子的最大初動能Ek與遏止電壓Uc的關系是Ek＝eUc，光電效應方程為Ek＝hν－W0，聯(lián)立兩式可得：Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，故Uc-ν圖像的斜率為eq\f(h,e)，C、D錯誤；當Uc＝0時，可解得ν＝eq\f(W0,h)＝νc，此時讀圖可知，ν≈4．3×1014Hz，即金屬的截止頻率約為4．3×1014Hz，在誤差允許范圍內，可以認為A正確，B錯誤。10．考查光電流I與電壓U的關系圖像](多選)(濟寧一模)圖甲是光電效應的實驗裝置圖，圖乙是光電流與加在陰極K和陽極A上的電壓的關系圖像，下列說法正確的是()A．由圖線①、③可知在光的顏色不變的情況下，入射光越強，飽和電流越大B．由圖線①、②、③可知對某種確定的金屬來說，其遏止電壓只由入射光的頻率決定C．只要增大電壓，光電流就會一直增大D．遏止電壓越大，說明從該金屬中逸出的光電子的最大初動能越大解析：選ABD由圖線①、③可知在光的顏色不變的情況下，入射光越強，飽和電流越大，故A正確；根據光電效應方程知，Ekm＝hν－W0＝eUc，可知入射光頻率越大，最大初動能越大，遏止電壓越大，可知對于確定的金屬，遏止電壓與入射光的頻率有關，故B正確；增大電壓，當電壓增大到一定值，電流達到飽和電流，不再增大，故C錯誤；根據Ekm＝eUc中，遏止電壓越大，說明從該金屬中逸出的光電子的最大初動能越大，故D正確?？键c三光的波粒二象性和物質波11．考查光的波粒二象性與光子數量的關系]用很弱的光做雙縫干涉實驗，把入射光減弱到可以認為光源和感光膠片之間不可能同時有兩個光子存在，如圖所示是不同數量的光子照射到感光膠片上得到的照片。這些照片說明()A．光只有粒子性沒有波動性B．光只有波動性沒有粒子性C．少量光子的運動顯示波動性，大量光子的運動顯示粒子性D．少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性解析：選D由這些照片可以看出，少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性，故D正確。12．考查對物質的波粒二象性的理解](多選)關于物質的波粒二象性，下列說法中正確的是()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，在宏觀現象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現象中是統(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解析：選ABC由德布羅意波可知A、C正確；運動的微觀粒子，達到的位置具有隨機性，而沒有特定的運動軌道，B正確；由德布羅意理論知，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，D錯誤。13．考查實物粒子的波動性](多選)1927年戴維遜和革末完成了電子衍射實驗，該實驗是榮獲諾貝爾獎的重大近代物理實驗之一。如圖所示是該實驗裝置的簡化圖，下列說法正確的是()A．亮條紋是電子到達概率大的地方B．該實驗說明物質波理論是正確的C．該實驗再次說明光子具有波動性D．該實驗說明實物粒子具有波動性解析：選ABD電子屬于實物粒子，電子衍射實驗說明電子具有波動性，說明物質波理論是正確的，與光的波動性無關，B、D正確，C錯誤；物質波也是概率波，亮條紋是電子到達概率大的地方，A正確。14．考查德布羅意波波長的計算](寧波期末)