（新課改省份專用）2020版高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測（四十五）光電效應 波粒二象性（含解析）

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1、課時跟蹤檢測（四十五） 光電效應 波粒二象性 [A級——基礎小題練熟練快] 1．用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間，在膠片上出現的圖像如圖所示，該實驗表明(　　) A．光的本質是波 B．光的本質是粒子 C．光的能量在膠片上分布不均勻 D．光到達膠片上不同位置的概率相同 解析：選C　用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間，在膠片出現的圖樣說明光具有波粒二象性，故A、B錯誤；該實驗說明光到達膠片上的不同位置的概率是不一樣的，也就說明了光的能量在膠片上分布不均勻，故C正確，D錯誤。 2．(2018·濱州模擬)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014 Hz和5.44

2、×1014 Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應，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 解析：選A　由愛因斯坦光電效應方程mvm2＝hν－W0，又由W0＝hν0，可得光電子的最大初動能mvm2＝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，B、C、D錯誤；又由c＝λf可知光電子頻率較小時，波長較大，A正確。 3．(多選)如圖所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計中沒有電流通過，其原因可

3、能是(　　) A．入射光太弱　　 B．入射光波長太長 C．光照時間短 D．電源正、負極接反 解析：選BD　若入射光波長太長，入射光的頻率低于截止頻率時，不能發(fā)生光電效應，故選項B正確；電路中電源反接，對光電管加了反向電壓，若使該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產生，故選項D正確。 4．頻率為ν的光照射某金屬時，產生光電子的最大初動能為Ekm。改為頻率為2ν的光照射同一金屬，所產生光電子的最大初動能為(h為普朗克常量)(　　) A．Ekm－h(huán)ν　　　　　　　　 B．2Ekm C．Ekm＋hν D．Ekm＋2hν 解析：選C　根據愛因斯坦光電效應方程得Ekm＝hν－W0，若入

4、射光頻率變?yōu)?ν，則Ekm′＝h·2ν－W0＝2hν－(hν－Ekm)＝hν＋Ekm，故選項C正確。 5．(多選)已知某金屬發(fā)生光電效應的截止頻率為νc，則(　　) A．當用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，一定能產生光電子 B．當用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，所產生的光電子的最大初動能為hνc C．當照射光的頻率ν大于νc時，若ν增大，則逸出功增大 D．當照射光的頻率ν大于νc時，若ν增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍 解析：選AB　該金屬的截止頻率為νc，則可知逸出功W0＝hνc，故當用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，一定能產生光電子，且此時產生的光電子的最大初動

5、能Ek′＝2hνc－W0＝hνc，故A、B正確；逸出功由金屬自身的性質決定，與照射光的頻率無關，故C錯誤；由光電效應方程Ek＝hν－W0可知，D錯誤。 6．(多選)(2019·鞍山調研)關于光電效應的規(guī)律，下列說法正確的是(　　) A．光電效應中，金屬板向外發(fā)射的光電子又可以叫做光子 B．用光照射金屬不能發(fā)生光電效應是因為該入射光的頻率小于金屬的截止頻率 C．對于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率無關 D．光電效應現象也符合能量守恒定律 解析：選BD 光電效應中，金屬板向外發(fā)射的電子叫光電子，光子是光量子的簡稱，A錯誤；用光照射金屬不能發(fā)生光電效應是因為該入射光的頻率小于金屬的

6、截止頻率，B正確；根據光電效應方程hν＝W0＋eUc可知，對于同種金屬而言(逸出功一樣)，入射光的頻率越大，遏止電壓也越大，即遏止電壓與入射光的頻率有關，C錯誤；能量守恒定律是自然界中普適定律，光電效應現象符合能量守恒定律，D正確。 7．(多選)光電效應實驗中，下列表述正確的是(　　) A．光照時間越長光電流越大 B．入射光足夠強就可以有光電流 C．遏止電壓與入射光的頻率有關 D．入射光頻率大于極限頻率時一定能產生光電子 解析：選CD　光電流的大小只與單位時間流過單位面積的光電子數目有關，而與光照時間的長短無關，選項A錯誤；無論光照強度多強，光照時間多長，只要入射光的頻率小于極限

7、頻率就不能產生光電效應，故選項B錯誤；遏止電壓即反向截止電壓，eUc＝hν－W0，與入射光的頻率有關，超過極限頻率的入射光頻率越高，所產生的光電子的最大初動能就越大，則遏止電壓越大，故選項C正確；無論光照強度多弱，光照時間多短，光的頻率大于極限頻率時一定能產生光電子，故選項D正確。 8．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) 541 268 196 A.僅鈉能產生光電子 B．僅鈉、銅能產生光電子 C．僅銅、鉑能產生光電子 D．都能產生光

8、電子 解析：選D　根據愛因斯坦光電效應方程可知，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100 nm，小于鈉、銅、鉑三個的極限波長，都能產生光電子，故D正確，A、B、C錯誤。 [B級——保分題目練通抓牢] 9．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產生光電效應，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek-ν圖像。已知鎢的逸出功是3.28 eV，鋅的逸出功是3.34 eV，若將二者的圖線畫在同一個Ek-ν坐標系中，用實線表示鎢、虛線表示鋅，則正確反映這一過程的圖是(　　) 解析：選A　依據光電效應方程Ek＝hν－W0可知，Ek-ν圖

9、線的斜率代表普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek-ν圖線應該平行。圖線的橫軸截距代表截止頻率ν0，而ν0＝，因此鎢的截止頻率小些，綜上所述，A圖正確。 10．(多選)如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點坐標4.27，與縱軸交點坐標0.5)。由圖可知(　　) A．該金屬的截止頻率為4.27×1014 Hz B．該金屬的截止頻率為5.5×1014 Hz C．該圖線的斜率表示普朗克常量 D．該金屬的逸出功約為1.8 eV 解析：選ACD　由光電效應方程Ek＝hν－W0可知，題圖中橫軸的截距為該金屬的截止頻率，選項A正確，B錯誤；圖線的

10、斜率表示普朗克常量h，C正確；該金屬的逸出功W0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×1014 J≈1.8 eV，選項D正確。 11．(多選)如圖所示為光電管的工作電路圖，分別用波長為λ0、λ1、λ2的單色光做實驗，已知λ2<λ0<λ1。當開關閉合后，用波長為λ0的單色光照射光電管的陰極K時，電流表有示數。下列說法正確的是(　　) A．光電管陰極材料的逸出功與入射光無關 B．若用波長為λ1的單色光進行實驗，則電流表的示數一定為零 C．若僅增大電源的電動勢，則電流表的示數一定增大 D．若僅將電源的正負極對調，則電流表的示數可能為零 解析：選AD　光電管陰極材料的逸出功只與材料

11、有關，而與入射光的頻率、入射光的強度無關，A正確。用波長為λ0的光照射陰極K時，電路中有光電流，可知波長為λ0的光照射陰極K時，發(fā)生了光電效應；若用波長為λ1(λ1＞λ0)的光照射陰極K，雖然入射光的頻率變小，但仍可能大于陰極的極限頻率，仍可能發(fā)生光電效應，因此電流表的示數可能不為零，B錯誤。僅增大電路中電源的電動勢，光電管兩端電壓增大，當達到飽和電流后，電流表的示數不再增大，C錯誤。將電路中電源的正負極對調，光電子做減速運動，若電子到達不了陽極，則此時電流表的示數為零，D正確。 [C級——難度題目適情選做] 12．(多選)2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密

12、斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應原理。如圖所示電路可研究光電效應規(guī)律。圖中標有A和K的為光電管，其中A為陽極，K為陰極。理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現接通電源，用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0 V?，F保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是(　　) A．光電管陰極材料的逸出功為4.5 eV B．若增大入射光的強度，電流計的讀數不為零 C．若用光子能量

13、為12 eV的光照射陰極K，光電子的最大初動能一定變大 D．若用光子能量為9.5 eV的光照射陰極K，同時把滑片P向左移動少許，電流計的讀數一定不為零 解析：選AC　由題給電路圖可知，圖中所加電壓為反向減速電壓，根據題意可知遏止電壓為6 V，由Ek＝hν－W0＝eUc得W0＝4.5 eV，選項A正確；當電壓達到遏止電壓時，所有電子都不能到達A極，無論光強如何變化，電流計示數仍為零，選項B錯誤；若光子能量增大，根據光電效應方程，光電子的最大初動能一定變大，選項C正確；若用光子能量為9.5 eV的光照射陰極K，則遏止電壓為5 V，滑片P向左移動少許，電流計的讀數可能仍為零，選項D錯誤。 13

14、.(2019·菏澤六校聯考)如圖所示，當一束一定強度某一頻率的黃光照射到光電管陰極K上時，此時滑片P處于A、B中點，電流表中有電流通過，則(　　) A．若將滑動觸頭P向B端移動，電流表讀數有可能不變 B．若將滑動觸頭P向A端移動，電流表讀數一定增大 C．若用紅外線照射陰極K，電流表中一定沒有電流通過 D．若用一束強度相同的紫外線照射陰極K，電流表讀數不變 解析：選A　所加的電壓，使光電子加速到達陽極，則靈敏電流表中有電流流過，且可能處于飽和電流，當滑片向B端移動時，電流表讀數有可能不變；當滑片向A端移動時，所加電壓減小，則光電流可能減小，也可能不變，故A正確，B錯誤。若用紅外線照射陰

15、極K，因紅外線頻率小于可見光，但是不一定不能發(fā)生光電效應，電流表不一定沒有電流，故C錯誤。若用一束強度相同的紫外線照射陰極K時，紫外線的頻率大于可見光的頻率，則光子數目減小，電流表讀數減小，故D錯誤。 14．(多選)1905年，愛因斯坦把普朗克的量子化概念進一步推廣，成功地解釋了光電效應現象，提出了光子說。在給出與光電效應有關的四個圖像中，下列說法正確的是(　　) A．圖1中，當紫外線照射鋅板時，發(fā)現驗電器指針發(fā)生了偏轉，說明鋅板帶正電，驗電器帶負電 B．圖2中，從光電流與電壓的關系圖像中可以看出，電壓相同時，光照越強，光電流越大，說明遏止電壓和光的強度有關 C．圖3中，若電子

16、電量用e表示，ν1、νc、U1已知，由Uc-ν圖像可求得普朗克常量的表達式為h＝ D．圖4中，由光電子最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖像可知該金屬的逸出功為E或hνc 解析：選CD　用紫外線燈發(fā)出的紫外線照射鋅板，鋅板失去電子帶正電，驗電器與鋅板相連，則驗電器的金屬球和金屬指針帶正電，故選項A錯誤；由題圖可知電壓相同時，光照越強，光電流越大，只能說明光電流強度與光的強度有關，遏止電壓只與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關，故選項B錯誤；根據愛因斯坦光電效應方程Uce＝hν－W0，可知Uc＝ν－，圖像Uc-ν的斜率表示，即＝，解得h＝，故選項C正確；根據光電效應方程Ek＝hν－W0知Ek-ν圖線的縱軸截距的絕對值表示逸出功，則逸出功為E，當最大初動能為零，入射光的頻率等于金屬的極限頻率，則金屬的逸出功等于hνc，故選項D正確。 7