高考總復(fù)習(xí)物理（人教版）練習(xí)第12章原子結(jié)構(gòu)原子核第1講光電效應(yīng)波粒二象性（課時(shí)綜合訓(xùn)練）

課時(shí)綜合訓(xùn)練(四十一)光電效應(yīng)波粒二象性1．利用光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋，下列說(shuō)法正確的是()A．金屬表面的一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子B．電子吸收光子后一定能從金屬表面逸出，成為光電子C．金屬表面的一個(gè)電子吸收若干個(gè)光子，積累了足夠的能量才能從金屬表面逸出D．無(wú)論光子能量大小如何，電子吸收光子并積累了能量后，總能逸出成為光電子解析：選A根據(jù)光子說(shuō)，金屬中的一個(gè)電子一次只能吸收一個(gè)光子，若所吸收的光子頻率大于金屬的極限頻率，電子才能逃離金屬表面，成為光電子，且光子的吸收是瞬時(shí)的，不需要積累能量的時(shí)間，故選項(xiàng)A正確．2．入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，那么()A．從光照射金屬表面到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C．單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng)解析：選C根據(jù)光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律知，從光照射金屬表面到光電子逸出的時(shí)間間隔極短，這與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．實(shí)驗(yàn)規(guī)律還指出，逸出光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，對(duì)于一定頻率的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多，由此可知，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．3．(多選)關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)某種色光照射金屬表面時(shí)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大B．當(dāng)某種色光照射金屬表面時(shí)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的強(qiáng)度越大，產(chǎn)生的光電子數(shù)越多C．同一頻率的光照射不同的金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則逸出功大的金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也越大D．對(duì)某種金屬，入射光波長(zhǎng)必須小于某一極限波長(zhǎng)，才能有光電子逸出解析：選ABD產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光的頻率的增大而增大，故選項(xiàng)A正確；產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光的強(qiáng)度越大，射到金屬表面的光子數(shù)越多，因而產(chǎn)生的光電子數(shù)也越多，選項(xiàng)B正確；不同金屬的逸出功不同，逸出功越小，電子越容易擺脫出來(lái)，所以用同一頻率的光照射不同的金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，逸出功小的金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)入射光的頻率ν>νc時(shí)才能有光電子逸出，由ν＝eq\f(c,λ)知，入射光的波長(zhǎng)應(yīng)小于某一極限波長(zhǎng)，才能有光電子逸出，故選項(xiàng)D正確．4．(多選)如圖是某金屬在光的照射下，光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象，由圖象可知()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(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2ED．入射光的頻率為eq\f(ν0,2)時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為eq\f(E,2)解析：選AB根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，結(jié)合題給光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象知，該金屬的逸出功等于E，等于hν0，選項(xiàng)A、B正確．入射光的頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E，入射光的頻率為eq\f(ν0,2)時(shí)，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．5．(多選)如圖所示，C為一真空光電管，管的內(nèi)半壁K涂有堿金屬，用可見(jiàn)光照射可產(chǎn)生光電效應(yīng)．正常使用時(shí)再將它和電源、電流計(jì)相連．下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，用光照射光電管的內(nèi)半壁K后，K極帶負(fù)電B．正常使用時(shí)，a處為電源的正極，b處為電源的負(fù)極C．正常使用時(shí)，通過(guò)電流計(jì)G的電流方向是自上而下的D．在其他條件不變的情況下，增大可見(jiàn)光的照射強(qiáng)度，通過(guò)電流計(jì)的電流可能增大解析：選BCD電源應(yīng)給光電管加正向電壓，a就應(yīng)為電源正極，電路中電流順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)；增大光強(qiáng)，逸出的光電子可能增多，光電流可能增大．6．(2018·重慶萬(wàn)州二中模擬)(多選)某金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應(yīng)，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖象如圖所示．則由圖象可知()A．該金屬的逸出功等于hν0B．若已知電子電荷量e，就可以求出普朗克常量hC．遏止電壓是確定的，與照射光的頻率無(wú)關(guān)D．入射光的頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hν0E．入射光的頻率為3ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hν0解析：選ABD當(dāng)遏止電壓為零時(shí)，最大初動(dòng)能為零，則入射光的能量等于逸出功，所以W0＝hν0，A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和－eUc＝0－Ek得，Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，可知當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，遏止電壓與入射光的頻率呈線性關(guān)系，C錯(cuò)誤；因?yàn)閁c＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，知圖線的斜率等于eq\f(h,e)，從圖象上可以得出斜率的大小，已知電子電荷量e，可以求出普朗克常量h，B正確；從圖象上可知逸出功W0＝hν0，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝h·2ν0－W0＝hν0，D正確；Ek＝h·3ν0－W0＝2hν0，E錯(cuò)誤．7．(2018·陜西寶雞三檢)(多選)甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率間的關(guān)系分別如圖中的a、b所示．下列判斷正確的是()A．圖線a與b不一定平行B．乙金屬的極限頻率大于甲金屬的極限頻率C．改變?nèi)肷涔鈴?qiáng)度不會(huì)對(duì)圖線產(chǎn)生任何影響D．圖線的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無(wú)關(guān)E．甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，若光電子的最大初動(dòng)能相同，甲金屬的入射光頻率大解析：選BCD根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0＝hν－h(huán)ν0知，圖線的斜率表示普朗克常量，根據(jù)圖線斜率可得出普朗克常量，因此a與b一定平行，且兩斜率是固定值，與入射光和金屬材料皆無(wú)關(guān)系，A錯(cuò)誤，D正確；橫軸截距表示最大初動(dòng)能為零時(shí)的入射光頻率，此時(shí)的頻率等于金屬的極限頻率，由圖可知乙金屬的極限頻率大，故B正確；縱截距對(duì)應(yīng)ν＝0的時(shí)候，此時(shí)縱截距就是逸出功的相反數(shù)，根據(jù)W0＝hν0可求出，與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，C正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，頻率越高，光電子的最大初動(dòng)能越大，但不是成正比，故E錯(cuò)誤．8．(2017·河北保定一模)(多選)如圖所示，這是一個(gè)研究光電效應(yīng)的電路圖，下列敘述中正確的是()A．只調(diào)換電源的極性，移動(dòng)滑片P，當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，電壓表示數(shù)為遏止電壓Uc的數(shù)值B．保持光照條件不變，滑片P向右滑動(dòng)的過(guò)程中，電流表示數(shù)將一直增大C．不改變光束顏色和電路，增大入射光束強(qiáng)度，電流表示數(shù)會(huì)增大D．陰極K需要預(yù)熱，光束照射后需要一定的時(shí)間才會(huì)有光電流E．圖中入射光束的頻率減小到某一數(shù)值ν0時(shí)，無(wú)論滑片P怎樣滑動(dòng)，電流表示數(shù)都為零，則ν0是陰極K的極限頻率解析：選ACE只調(diào)換電源的極性，移動(dòng)滑片P，電場(chǎng)力對(duì)電子做負(fù)功，當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，則有qU＝eq\f(1,2)mv2－0，那么電壓表示數(shù)為遏止電壓Uc的數(shù)值，故A正確；保持光照條件不變，滑片P向右滑動(dòng)的過(guò)程中，導(dǎo)致電壓增大，則電場(chǎng)力做功增大，則電流表示數(shù)會(huì)增大，若電流達(dá)到飽和電流，則電流表示數(shù)不再增大，故B錯(cuò)誤；不改變光束顏色和電路，增大入射光束強(qiáng)度，則光電子數(shù)目增多，那么電流表示數(shù)會(huì)增大，故C正確；光束照射后不需要一定的時(shí)間，幾乎同時(shí)就有光電流，故D錯(cuò)誤；入射光束的頻率減小到某一數(shù)值ν0時(shí)，無(wú)論滑片P怎樣滑動(dòng)，電流表示數(shù)都為零，則不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，可知ν0是陰極K的極限頻率，故E正確．9．如圖所示，一光電管的陰極用極限波長(zhǎng)λ0＝5000?的鈉制成．用波長(zhǎng)λ＝3000?的紫外線照射陰極，光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的電勢(shì)差U＝2．1V，飽和光電流的值(當(dāng)陰極K發(fā)射的電子全部到達(dá)陽(yáng)極A時(shí)，電路中的電流達(dá)到最大值，稱為飽和光電流)I＝0.56μA．(1)求每秒鐘內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目；(2)求電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能；(3)如果電勢(shì)差U不變，而照射光的強(qiáng)度增到原來(lái)的三倍，此時(shí)電子到達(dá)A極時(shí)最大動(dòng)能是多大？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s,1?＝10－10m解析：因?yàn)轱柡凸怆娏鞯闹礗與每秒陰極發(fā)射的電子數(shù)的關(guān)系是q＝ne＝It.電子從陰極K飛出的最大初動(dòng)能Ekm＝hν－W0.電子從陰極K飛向陽(yáng)極A時(shí)，還會(huì)被電場(chǎng)加速，使其動(dòng)能進(jìn)一步增大．(1)設(shè)每秒內(nèi)發(fā)射的電子數(shù)為n，則n＝eq\f(It,e)＝eq\f(0.56×10－6,1.60×10－19)＝3．5×1012(個(gè))(2)由光電效應(yīng)方程可知Ekm＝hν－W0＝heq\f(c,λ)－h(huán)eq\f(c,λ0)＝hceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,λ)－\f(1,λ0)))在AK間加電壓U時(shí)，電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的動(dòng)能為Ek，則Ek＝Ekm＋eU＝hceq