2025屆高考物理一輪復習課時作業(yè)52波粒二象性含解析魯科版

PAGEPAGE6課時作業(yè)52波粒二象性時間：45分鐘1．物理學家金斯說過：“雖然h的數(shù)值很小，但是我們應當承認它是關(guān)系到保證宇宙的存在的．假如說h嚴格地等于0，那么宇宙間的物質(zhì)能量將在十億分之一秒的時間內(nèi)全部變?yōu)檩椛洌逼渲衕是普朗克常量．關(guān)于h的單位，用國際單位制的基本單位表示，正確的是(C)A．J·s B．J/sC．kg·m2·s－1 D．kg·m2·s3解析：光子的能量可以由普朗克常量得出，即ε＝hν＝eq\f(hc,λ)，所以h＝eq\f(ελ,c)，能量的單位是J,1J＝1N·m＝1kg·m2·s－2，波長的單位是m，光速的單位是m·s－1，所以h的單位用國際單位制的基本單位表示是kg·m2·s－1，選項C正確，A、B、D均錯誤．2．用強度相同的紅光和藍光分別照耀同一種金屬，均能使該金屬發(fā)生光電效應．下列推斷正確的是(C)A．用紅光照耀時，該金屬的逸出功小，用藍光照耀時該金屬的逸出功大B．用紅光照耀時，逸出光電子所需時間長，用藍光照耀時逸出光電子所需時間短C．用紅光照耀時，逸出的光電子最大初動能小，用藍光照耀時逸出的光電子最大初動能大D．若增加入射光的強度，逸出的光電子最大初動能相應增加解析：強度相同的紅光和藍光分別照耀同一種金屬，均能使該金屬發(fā)生光電效應，可知紅光和藍光的頻率都大于該金屬的截止頻率，金屬的逸出功與照耀光的頻率無關(guān)，故A錯誤；發(fā)生光電效應的時間極短，即逸出光電子在瞬間完成，小于10－9s，與光的頻率無關(guān)，故B錯誤；依據(jù)Ekm＝hν－W0，金屬的逸出功不變，紅光的頻率小，藍光的頻率大，則藍光照耀時逸出的光電子最大初動能大，與光照強度無關(guān)，故C正確，D錯誤．3．(多選)現(xiàn)用一光電管進行光電效應試驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生．下列說法正確的是(AC)A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大C．入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大D．保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生解析：依據(jù)光電效應規(guī)律，保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，則飽和光電流變大，選項A正確；由愛因斯坦光電效應方程知，入射光的頻率變高，產(chǎn)生的光電子最大初動能變大，而飽和光電流與入射光的頻率和光強都有關(guān)，選項B錯誤，C正確；保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，當入射光的頻率小于極限頻率時，就不能發(fā)生光電效應，沒有光電流產(chǎn)生，選項D錯誤．4.如圖所示，當開關(guān)K斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照耀陰極P，發(fā)覺電流表讀數(shù)不為零．合上開關(guān)，調(diào)整滑動變阻器，發(fā)覺當電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)不為零；當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)為零，由此可知陰極材料的逸出功為(A)A．1.9eV B．0.6eVC．2.5eV D．3.1eV解析：由題意知光電子的最大初動能為Ek＝eUc＝0.60eV，所以依據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0可得W0＝hν－Ek＝(2.5－0.60)eV＝1.9eV.5.愛因斯坦提出了光量子概念并勝利地說明光電效應的規(guī)律而獲得1921年的諾貝爾物理學獎．某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示，其中ν0為極限頻率．從圖中可以確定的是(D)A．逸出功與ν有關(guān)B．Ekm與入射光強度成正比C．ν<ν0時，會逸出光電子D．圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)解析：金屬的逸出功是由金屬自身確定的，與入射光頻率無關(guān)，其大小W＝hν0，故A錯誤；依據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ekm＝hν－W，可知光電子的最大初動能Ekm與入射光的強度無關(guān)，只要入射光的頻率不變，則光電子的最大初動能不變，故B錯誤；要有光電子逸出，則光電子的最大初動能Ekm>0，即只有入射光的頻率大于金屬的極限頻率即ν>ν0時才會有光電子逸出，故C錯誤；依據(jù)方程Ekm＝hν－W，可知eq\f(ΔEkm,Δν)＝h，故D正確．6．在光電效應試驗中，用同一種單色光，先后照耀鋅和銀的表面，都能發(fā)生光電效應．對于這兩個過程，下列四個物理過程中，肯定相同的是(B)A．遏止電壓 B．飽和光電流C．光電子的最大初動能 D．逸出功解析：同一種單色光照耀不同的金屬，入射光的頻率和光子能量肯定相同，金屬逸出功不同，依據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0知，最大初動能不同，則遏止電壓不同；同一種單色光照耀，入射光的強度相同，所以飽和光電流相同．故選項B正確．7．(多選)用綠光照耀一光電管，能產(chǎn)生光電效應．現(xiàn)在用如圖所示的電路測定遏止電壓，則(BD)A．改用紅光照耀，遏止電壓會增大B．改用紫光照耀，遏止電壓會增大C．延長綠光照耀時間，遏止電壓會增大D．增加綠光照耀強度，遏止電壓不變解析：紅光到紫光頻率上升，由光電效應方程Ekm＝hν－W及eUc＝Ekm知遏止電壓Uc與光電子最大初動能有關(guān)，由入射光的頻率和金屬材料確定，與入射光的強度無關(guān)，故B、D正確．8．(多選)用極微弱的可見光做雙縫干涉試驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)(b)(c)所示的圖象，則(ABD)A．圖象(a)表明光具有粒子性B．圖象(c)表明光具有波動性C．用紫外光視察不到類似的圖象D．試驗表明光是一種概率波解析：圖象(a)只有分散的亮點，表明光具有粒子性；圖象(c)呈現(xiàn)干涉條紋，表明光具有波動性；用紫外光也可以視察到類似的圖象，試驗表明光是一種概率波，選項A、B、D正確．9.在如圖所示的光電效應試驗裝置中，光電管陰極K的極限頻率為ν0，現(xiàn)用頻率為ν(ν>ν0)的光照耀在陰極上，若在A、K之間加一數(shù)值為U的反向電壓時，光電流恰好為零，則下列推斷錯誤的是(D)A．陰極材料的逸出功等于hν0B．有光電子逸出，且光電子的最大初動能可表示為eUC．有光電子逸出，且光電子的最大初動能可表示為hν－h(huán)ν0D．無光電子逸出，因為光電流為零解析：陰極材料的逸出功等于hν0，選項A正確；因光的頻率大于極限頻率，則有光電子逸出，因在A、K之間加一數(shù)值為U的反向電壓時，光電流恰好為零，依據(jù)能量關(guān)系可知，光電子的最大初動能等于eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝hν－h(huán)ν0＝eU，選項B、C正確，D錯誤．本題選推斷錯誤的，故選D.10．(多選)在光電效應試驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照耀到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量．下列說法正確的是(BC)A．若νa>νb，則肯定有Ua<UbB．若νa>νb，則肯定有Eka>EkbC．若Ua<Ub，則肯定有Eka<EkbD．若νa>νb，則肯定有hνa－Eka>hνb－Ekb解析：本題考查光電效應方程、對遏止電壓的理解．光照耀到同種金屬上，同種金屬的逸出功相同．若νa>νb，據(jù)Ek＝hν－W0可知，Eka>Ekb，則B項正確；由Ek＝eU，可知Ua>Ub，則A項錯誤；若Ua<Ub，說明Eka<Ekb，則C項正確；由Ek＝hν－W0得hν－Ek＝W0，而同一種金屬W0相同，與入射光的頻率無關(guān)，故hνa－Eka＝hνb－Ekb，則D項錯誤．11．(多選)如圖所示，一光電管的陰極用極限波長為λ0的鈉制成．用波長為λ的紫外線照耀陰極，光電管陽極A和陰極K之間的電勢差為U時，飽和光電流為I，電子電荷量為e，則(BC)A．若入射光強度增到原來的三倍，但光子的能量不變，從陰極K放射的光電子的最大初動能可能增大B．若改用同樣強度的藍光照耀可能逸出光電子C．每秒鐘內(nèi)由陰極K放射的光電子數(shù)目為eq\f(I,e)D．放射的光電子到達陽極A時的動能最大值為hceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,λ)－\f(1,λ0)))解析：從陰極K放射的光電子的最大初動能Ek＝hν－W0，只與入射光頻率有關(guān)，與入射光強度無關(guān)，故A錯誤；藍光的頻率比紫外線的頻率小，可知用同樣強度的藍光照耀可能逸出光電子，也可能不逸出光電子，故B正確；t時間內(nèi)由K極放射的光電子數(shù)目為n＝eq\f(Q,e)＝eq\f(It,e)，則每秒鐘內(nèi)由K極放射的光電子數(shù)目為eq\f(I,e)，故C正確；放射的電子到達陽極A時的動能最大值為Ek＝eq\f(hc,λ)－eq\f(hc,λ0)＋Ue＝hceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,λ)－\f(1,λ0)))＋Ue，故D錯誤．12．利用如圖甲所示的試驗裝置觀測光電效應，已知試驗中測得某種金屬的遏止電壓Uc與入射頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，電子的電荷量為e＝1.6×10－19C，則(B)A．普朗克常量為eq\f(eν1,U1)B．該金屬的逸出功為eU1C．電源的右端為正極D．若電流表的示數(shù)為10μA，則每秒內(nèi)從陰極發(fā)出的光電子數(shù)的最小值為6.25×1012解析：由愛因斯坦光電效應方程可知，Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，知題圖乙圖線的斜率eq\f(U1,ν1)＝eq\f(h,e)，則普朗克常量h＝eq\f(eU1,ν1)，該金屬的逸出功為W0＝hν1＝eU1，選項A錯誤，B正確；電源左端為正極，右端為負極，選項C錯誤；每秒內(nèi)發(fā)出的光電子的電荷量為q＝It＝10×10－6×1C＝10－5C，而n＝eq\f(q,e)，故每秒內(nèi)至少發(fā)出6.25×1013個光電子，選項D錯誤．13．用如圖所示的試驗裝置探討光電效應現(xiàn)象，當用能量為3.0eV的光子照耀到光電管上時，電流表G的讀數(shù)為0.2mA，移動滑動變阻器的觸頭c，當電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時，電流表示數(shù)為0，則(C)A．電鍵K斷開后，沒有電流流過電流表GB．全部光電子的初動能為0.7eVC．光電管陰極的逸出功為2.3eVD．改用能量為1.5eV的光子照耀，電流表G也有電流，但電流較小解析：用光子能量為3.0eV的光照耀到光電管上時發(fā)生了光電效應，有光電子逸出，即使電鍵K斷開，仍舊有電流流過電流表，故A錯誤；該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)覺當電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時，電流表示數(shù)為0，可知光電子的最大初動能為0.7eV，但不是全部光電子的初動能為0.7eV；依據(jù)Ekm＝hν－W0，W0＝2.3eV，故C正確，B錯誤；改用能量為1.5eV的光子照耀，由于光電子的能量小于陰極的逸出功，不能發(fā)生光電效應，無光電流，故D錯誤．14．(多選)用同一光電管探討a、b、c三束單色光產(chǎn)生的光電效應，得到光電流I與光電管兩極間的電壓U的關(guān)系曲線如圖所示，由此可推斷(BD)A．a(chǎn)、b、c的頻率關(guān)系為νa>νb>νcB．a(chǎn)、b、c的頻率關(guān)系為νa＝νc<ν