高考物理大一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)34 光電效應(yīng) 波粒二象性-人教版高三全冊物理試題

課后限時(shí)集訓(xùn)34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hνcC．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－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()ABCDB[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7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某種單色光的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＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，又由W0＝hν0，可得光電子的最大初動(dòng)能eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝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．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．(多選)(2019·西安檢測)關(guān)于物質(zhì)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(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ABC[波粒二象性是微觀世界特有的規(guī)律，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性，A正確。由于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)遵守不確定關(guān)系，所以運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個(gè)小孔發(fā)生衍射時(shí)，都沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道，B正確。波粒二象性適用于微觀高速領(lǐng)域，C正確。宏觀物體運(yùn)動(dòng)形成的德布羅意波的波長很小，很難被觀察到，但它仍有波粒二象性，D錯(cuò)誤。]6．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能發(fā)生光電效應(yīng)。對于這兩個(gè)過程，下列四個(gè)物理過程中，一定相同的是()A．遏止電壓B．飽和光電流C．光電子的最大初動(dòng)能D．逸出功B[同一種單色光照射不同的金屬，入射光的頻率和光子能量一定相同，金屬逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知，最大初動(dòng)能不同，則遏止電壓不同；同一種單色光照射，入射光的強(qiáng)度相同，所以飽和光電流相同。故選項(xiàng)B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。對于這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)識正確的是()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)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，波長與粒子動(dòng)量的關(guān)系為λ＝eq\f(p,h)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＝eq\f(h,p)，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)541268196A．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100nm，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．(多選)如圖甲所示為實(shí)驗(yàn)小組利用100多個(gè)電子通過雙縫后的干涉圖樣，可以看出每一個(gè)電子都是一個(gè)點(diǎn)；如圖乙所示為該小組利用70000多個(gè)電子通過雙縫后的干涉圖樣，為明暗相間的條紋。則對本實(shí)驗(yàn)的理解正確的是()甲乙A．圖甲體現(xiàn)了電子的粒子性B．圖乙體現(xiàn)了電子的粒子性C．單個(gè)電子運(yùn)動(dòng)軌道是確定的D．圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá)，只不過到達(dá)的概率小AD[題圖甲中的每一個(gè)電子都是一個(gè)點(diǎn)，說明少數(shù)電子體現(xiàn)粒子性。每個(gè)電子到達(dá)的位置不同，說明單個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)軌道不確定，A正確，C錯(cuò)誤；題圖乙中明暗相間的條紋說明大量的電子表現(xiàn)為波動(dòng)性，B錯(cuò)誤；題圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá)，只不過到達(dá)的概率小，D正確。]11.美國物理學(xué)家密立根通過測量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以驗(yàn)證愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。下圖是某次試驗(yàn)中得到的兩種金屬的遏止電壓Uc與入射光須率ν關(guān)系圖象，兩金屬的逸出功分別為W甲、W乙，如果用ν0頻率的光照射兩種金屬，光電子的最大初動(dòng)能分別為E甲、E乙，則下列關(guān)系正確的是()A．W甲<W乙，E甲>E乙B．W甲>W乙，E甲<E乙C．W甲>W乙，E甲>E乙D．W甲<W乙，E甲<E乙A[根據(jù)光電效應(yīng)方程得：Ekm＝hν－W0＝hν－h(huán)ν0，又Ekm＝qUc，解得：Uc＝eq\f(h,q)ν－eq\f(h,q)ν0，知Uc-ν圖線中：當(dāng)Uc＝0，ν＝ν0；由圖象可知，金屬甲的極限頻率小于金屬乙，則金屬甲的逸出功小于乙的，即W甲<W乙。如果用頻率ν0的光照射兩種金屬，根據(jù)光電效應(yīng)方程，當(dāng)入射光頻率相同時(shí)，則逸出功越大的，其光電子的最大初動(dòng)能越小，因此E甲>E乙，A正確。]12．(2019·濮陽市第三次模擬)用如圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流與照射光的強(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()甲乙A．單色光a和c的頻率相同，且a光更弱些，b光頻率最大B．單色光a和c的頻率相同，且a光更強(qiáng)些，b光頻率最大C．單色光a和c的頻率相同，且a光更弱些，b光頻率最小D．單色光a和c的頻率不同，且a光更強(qiáng)些，b光頻率最小B[a、c兩單色光照射后遏止電壓相同，根據(jù)Ekm＝eUc，可知產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能相等，則a、c兩單色光的頻率相等，光子能量相等，由于a光的飽和光電流較大，則a光的強(qiáng)度較大，單色光b照射后遏止電壓較大，根據(jù)Ekm＝eUc，可知b光照射后產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能較大，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0得，b光的頻率大于a光的頻率，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。]13.(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。]14.(2019·四川省第二次“聯(lián)測促改”)如圖所示，用波長為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eq\f(4λ0,5)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.eq\f(5hc,4λ0)B.eq\f(hc,λ0)C.eq\f(7hc,8λ0)D.eq\f(7hc,4λ0)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＝heq\f(c,λ0)－W0；用波長為eq\f(4λ0,5)的單色光照射時(shí)，Ekm＝3eU＝heq\f(c,\f(4,5)λ0)－W0；聯(lián)立解得：W0＝eq\f(7hc,8λ0)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。]15．(2019·孝義市第一次模擬)從1907年起，美國物理學(xué)家密立根就開始以精湛的技術(shù)測量光電效應(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