高考物理一輪復(fù)習(xí)課后集訓(xùn)29光電效應(yīng)波粒二象性含解析

一輪復(fù)習(xí)精品資料(高中)PAGE1-課后限時(shí)集訓(xùn)(二十九)(時(shí)間：40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錯誤?！?．(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，即向頻率較大的方向移動，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?！?．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能較小，因此它具有較小的能量、頻率和動量，選項(xiàng)B、C、D錯誤；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?！?．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，光電子的最大初動能不變B．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能減小C．逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動能減小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，仍會有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動能也不變；而減弱光的強(qiáng)度，逸出的光電子數(shù)就會減少，選項(xiàng)A正確。〗5．(多選)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)動的微粒都具有波粒二象性B．運(yùn)動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(yùn)動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D．實(shí)物的運(yùn)動有特定的軌道，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)動的微粒都具有波粒二象性，A正確；由于微觀粒子的運(yùn)動遵守不確定關(guān)系，所以運(yùn)動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?！?.如圖所示，在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時(shí)，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的B單色光照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法中正確的是()A．A光的頻率小于B光的頻率B．A光的入射強(qiáng)度大于B光的入射強(qiáng)度C．A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流方向是a流向bD．A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流大小取決于光照時(shí)間的長短C〖由光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律知A、B錯誤；A光照射光電管時(shí)，光電子從陰極射出，光電子從b流過電流表G到a的，所以電流方向是a流向b，而且流過電流表G的電流大小取決于光的入射強(qiáng)度，與光照時(shí)間的長短無關(guān)，故C正確，D錯誤。〗8．關(guān)于下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是()甲乙光子既有能量也有動量eq\o(\s\up(電子束穿過鋁箔,后的衍射圖樣))丙丁A．圖甲中紫光照射到鋅板上可以發(fā)生光電效應(yīng)，則其他可見光照射到鋅板上也一定可以發(fā)生光電效應(yīng)B．圖乙中入射光的強(qiáng)度越大，則在陰極板上產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大C．圖丙說明光子既有粒子性也有波動性D．戴維孫和湯姆孫利用圖丁證明了電子具有波動性D〖在可見光中，紫光的頻率最大，故紫光光子的能量最大，紫光照射到鋅板上可以發(fā)生光電效應(yīng)，但其他可見光照射到鋅板上不一定發(fā)生光電效應(yīng)，A錯誤；入射光的強(qiáng)度只能改變單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的數(shù)量，但不能增大逸出光電子的最大初動能，B錯誤；光的散射揭示了光的粒子性，沒有揭示光的波動性，C錯誤；衍射是波特有的現(xiàn)象，故電子束衍射實(shí)驗(yàn)證明了電子具有波動性，D正確。〗9．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錯誤，B正確?！?0.如圖所示，有一束單色光入射到極射頻率為ν0的金屬板K上，具有最大初動能的某出射電子，沿垂直于平行板電容器極板的方向，從左側(cè)極板上的小孔入射到兩極板間的勻強(qiáng)電場后，到達(dá)右側(cè)極板時(shí)速度剛好為零。已知電容器的電容為C，帶電荷量為Q，極板間距為d，普朗克常量為h，電子電荷量的絕對值為e，不計(jì)電子的重力。關(guān)于電容器右側(cè)極板的帶電情況和入射光的頻率ν，以下判斷正確的是()A．帶正電，ν0＋eq\f(Qe,Ch) B．帶正電，ν0＋eq\f(Qe,Chd)C．帶負(fù)電，ν0＋eq\f(Qe,Ch) D．帶正電，ν0＋eq\f(Qe,Chd)C〖以最大初動能入射至電容器的電子經(jīng)兩極板間的勻強(qiáng)電場到達(dá)右側(cè)極板時(shí)速度剛好為零，說明電場力做負(fù)功，電場強(qiáng)度方向向右，右側(cè)極板所帶電荷為負(fù)電荷；由動能定理得－eU＝0－Ek0，由電容器兩極板間電壓與電荷量的關(guān)系知U＝eq\f(Q,C)，由光電子的最大初動能與單色光入射頻率的關(guān)系知Ek0＝hν－h(huán)ν0，聯(lián)立解得ν＝ν0＋eq\f(Qe,Ch)，C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)錯誤。〗11.如圖所示，用波長為λ0的單色光照射某金屬，調(diào)節(jié)滑動變阻器，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錯誤?！?2．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()甲乙A．h＝eq\f(eUc2－Uc1,ν2－ν1) B．h＝eq\f(Uc2－Uc1,eν2－ν1)C．h＝eq\f(ν2－ν1,eUc2－Uc1) D．h＝eq\f(eν2－ν1,Uc2－Uc1)A〖根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0及動能定理eUc＝Ek，得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，所以圖象的斜率k＝eq\f(Uc2－Uc1,ν2－ν1)＝eq\f(h,e)，則h＝eq\f(eUc2－Uc1,ν2－ν1)，故A項(xiàng)正確。〗課后限時(shí)集訓(xùn)(二十九)(時(shí)間：40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錯誤?！?．(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，即向頻率較大的方向移動，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?！?．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能較小，因此它具有較小的能量、頻率和動量，選項(xiàng)B、C、D錯誤；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?！?．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，光電子的最大初動能不變B．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能減小C．逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動能減小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，仍會有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動能也不變；而減弱光的強(qiáng)度，逸出的光電子數(shù)就會減少，選項(xiàng)A正確。〗5．(多選)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)動的微粒都具有波粒二象性B．運(yùn)動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(yùn)動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D．實(shí)物的運(yùn)動有特定的軌道，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)動的微粒都具有波粒二象性，A正確；由于微觀粒子的運(yùn)動遵守不確定關(guān)系，所以運(yùn)動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.如圖所示，在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時(shí)，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的B單色光照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法中正確的是()A．A光的頻率小于B光的頻率B．A光的入射強(qiáng)度大于B光的入射強(qiáng)度C．A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流方向是a流向bD．A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流大小取決于光照時(shí)間的長短C〖由光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律知A、B錯誤；A光照射光電管時(shí)，光電子從陰極射出，光電子從b流過電流表G到a的，所以電流方向是a流向b，而且流過電流表G的電流大小取決于光的入射強(qiáng)度，與光照時(shí)間的長短無關(guān)，故C正確，D錯誤。〗8．關(guān)于下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是()甲乙光子既有能量也有動量eq\o(\s\up(電子束穿過鋁箔,后的衍射圖樣))丙丁A．圖甲中紫光照射到鋅板上可以發(fā)生光電效應(yīng)，則其他可見光照射到鋅板上也一定可以發(fā)生光電效應(yīng)B．圖乙中入射光的強(qiáng)度越大，則在陰極板上產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大C．圖丙說明光子既有粒子性也有波動性D．戴維孫和湯姆孫利用圖丁證明了電子具有波動性D〖在可見光中，紫光的頻率最大，故紫光光子的能量最大，紫光照射到鋅板上可以發(fā)生光電效應(yīng)，但其他可見光照射到鋅板上不一定發(fā)生光電效應(yīng)，A錯誤；入射光的強(qiáng)度只能改變單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的數(shù)量，但不能增大逸出光電子的最大初動能，B錯誤；光的散射揭示了光的粒子性，沒有揭示光的波動性，C錯誤；衍射是波特有的現(xiàn)象，故電子束衍射實(shí)驗(yàn)證明了電子具有波動性，D正確?！?．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錯誤，B正確。〗10.如圖所示，有一束單色光入射到極射頻率為ν0的金屬板K上，具有最大初動能的某出射電子，沿垂直于平行板電容器極板的方向，從左側(cè)極板上的小孔入射到兩極板間的勻強(qiáng)電場后，到達(dá)右側(cè)極板時(shí)速度剛好為零。已知電容器的電容為C，帶電荷量為Q，極板間距為d，普朗克常量為h，電子電荷量的絕對值為e，不計(jì)電子的重力。關(guān)于電容器右側(cè)極板的帶電情況和入射光的頻率ν，以下判斷正確的是()A．帶正電，ν0＋eq\f(Qe,Ch) B．帶正電，ν0＋eq\f(Qe,Chd)C．帶負(fù)電，ν0＋eq\f(Qe,Ch) D．帶正電，ν0＋eq\f(Qe,Chd)C〖以最大初動能入射至電容器的電子經(jīng)兩極板間的勻強(qiáng)電場到達(dá)右側(cè)極板時(shí)速度剛好為零，說明電場力做負(fù)功，電場強(qiáng)度方向向右，右側(cè)極板所帶電荷為負(fù)電荷；由動能定理得－eU＝0－Ek0，由電容器兩極板間電壓與電荷量的關(guān)系知U＝eq\f(Q,C)，由光電子的最大初動能與單色光入射頻率的關(guān)系知Ek0＝hν－h(huán)ν0，聯(lián)立解得ν＝ν0＋eq\f(Qe,Ch)，C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)錯誤。〗11.如圖所示，用波長為