2020版高考物理大一輪復習 第十二章 基礎課2 波粒二象性訓練（含解析）教科版.doc

基礎課2波粒二象性選擇題(18題為單項選擇題，914題為多項選擇題)1.如圖1所示，當弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角，則該實驗()圖1A只能證明光具有波動性B只能證明光具有粒子性C只能證明光能夠發(fā)生衍射D證明光具有波粒二象性解析弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射，證明了光具有波動性，驗電器鋁箔有張角，說明鋅板發(fā)生了光電效應，則證明了光具有粒子性，所以該實驗證明了光具有波粒二象性，D正確。答案D2頻率為的光照射某金屬時，產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ekm。改為頻率為2的光照射同一金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動能為(h為普朗克常量)()AEkmh B2Ekm CEkmh DEkm2h解析根據(jù)愛因斯坦光電效應方程得：EkmhW0，若入射光頻率變?yōu)?，則Ekmh2W02h(hEkm)hEkm，故選C。答案C3在光電效應實驗中，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。對于這兩個過程，下列四個物理過程中，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逸出功解析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)光電效應方程EkmhW0知，最大初動能不同，則遏止電壓不同；同一種單色光照射，入射光的強度相同，所以飽和光電流相同。故選B。答案B4當具有5.0 eV的光子射到一金屬表面時，從金屬表面逸出的電子具有的最大初動能為1.5 eV，為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應，入射光子的能量必須不小于()A1.5 eV B2.5 eV C3.5 eV D5.0 eV解析根據(jù)愛因斯坦光電效應方程EkhW，得逸出功WhEk5.0 eV1.5 eV3.5 eV，由光電效應產(chǎn)生的條件可知，入射光子的能量必須不小于逸出功，故C正確。答案C5關于光電效應，下列說法正確的是()A極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應C從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小D入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多解析逸出功W0h0，W00，A正確；只有照射光的頻率大于金屬極限頻率0，才能產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，B錯誤；由光電效應方程EkmhW0知，因不確定時，無法確定Ekm與W0的關系，C錯誤；光強Enh，越大，E一定，則光子數(shù)n越小，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，D錯誤。答案A6用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率變化的Ek圖象。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坐標系中，如圖所示，用實線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過程的是()解析依據(jù)光電效應方程EkhW0可知，Ek圖線的斜率代表普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek圖線應該平行。圖線的橫軸截距代表截止頻率0，而0，因此鎢的截止頻率小些，綜上所述，A圖正確。答案A7當加在光電管兩極間的正向電壓足夠高時，光電流將達到飽和值，若想增大飽和光電流，應采取的有效辦法是 ()A增大照射光的波長 B增大照射光的頻率C增大照射光的光強 D繼續(xù)增高正向電壓解析當某種頻率的光照射到光電管的陰極時，發(fā)生光電效應所產(chǎn)生的光電子全部被正極的高電壓吸引過去參加導電運動，這時光電流達到了飽和，再繼續(xù)增大光電管的正向電壓也不會再增加光電流了，若想增大飽和光電流，有效的辦法是增大照射光的強度。光強增加，產(chǎn)生光電子數(shù)目增加。飽和光電流將增大，增大照射光的頻率，將使光電子的最大初動能增加，若照射的光子數(shù)目不變，并不能顯著增多光電子的數(shù)量。而照射光的波長增加，將使照射光的頻率減小，光子能量減小。將使光電子的最大初動能減小，甚至不能發(fā)生光電效應。選項C正確。答案C8以往我們認識的光電效應是單光子光電效應，即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出。強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應的認識，用強激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應，這已被實驗證實。光電效應實驗裝置示意圖如圖2。用頻率為的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應。換用同樣頻率的強激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場。逐漸增大U，光電流會逐漸減?。划敼怆娏髑『脺p小到零時，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量)()圖2AU BUCU2hW DU解析假設電子吸收光子個數(shù)為n(n>1)，則nhEkW，又EkeU，解得U，B正確。答案B9關于光電效應的產(chǎn)生以及現(xiàn)象，下列描述正確的是()A逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大B對某金屬來說，入射光波長必須大于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應C產(chǎn)生光電效應時從金屬表面逸出的所有光電子的動能都相同D一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，一定是入射光的光子能量太小解析根據(jù)愛因斯坦光電效應方程EkmhW0可知，逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大，A正確；由光電效應方程可知入射光波長必須小于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應，B錯誤；光電子的動能與入射光的頻率和金屬的種類以及逸出的方式有關，因此光電子的動能不一定都相同，C錯誤；能否發(fā)生光電效應與入射光的強度無關，與入射光的光子頻率、光子能量有關，D正確。答案AD10.如圖3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，其原因可能是()圖3A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，若該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，故選項D正確。答案BD11在光電效應實驗中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應，下列說法正確的是()A增大入射光的強度，光電流增大B減小入射光的強度，光電效應現(xiàn)象消失C改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應D改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動能變大解析 用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應，改用頻率較小的光照射時，有可能發(fā)生光電效應，故C錯誤；據(jù)hW逸mv2可知增加照射光頻率，光電子最大初動能增大，故D正確；增大入射光強度，單位時間內(nèi)照射到單位面積的光電子數(shù)增加，則光電流將增大，故A正確；光電效應是否發(fā)生與照射光頻率有關而與照射光強度無關，故B錯誤。答案AD12在光電效應實驗中，某同學用同一種材料在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖4所示。則可判斷出()圖4A甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長大于丙光的波長C甲光、乙光波長相等D甲光對應的光電子最大初動能大于丙光對應的光電子最大初動能解析由eUcmvhW，入射光的頻率越高，對應的遏止電壓Uc越大。甲光、乙光的遏止電壓相等，所以甲光、乙光的頻率相等，則用甲光與用乙光照射而逸出的光電子的最大初動能相等，A錯誤；丙光的遏止電壓大于乙光的遏止電壓，所以丙光的頻率大于乙光的頻率，則乙光的波長大于丙光的波長，B正確；甲光、乙光的頻率相等，則甲光、乙光波長相等，C正確；丙光的遏止電壓大于甲光的遏止電壓，所以甲光對應的光電子最大初動能小于丙光對應的光電子最大初動能，D錯誤。答案BC13在探究光電效應現(xiàn)象時，某小組的同學分別用波長為、2的單色光照射某金屬，逸出的光電子最大速度之比為21，普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示。則()A光電子的最大初動能之比為21B該金屬的截止頻率為C該金屬的截止頻率為D用波長為的單色光照射該金屬時能發(fā)生光電效應解析由于兩種單色光照射下，逸出的光電子的最大速度之比為21，由Ekmv2可知，光電子的最大初動能之比為41，A錯誤；又由hWEk知，hWmv，hWmv，又v12v2，解得Wh，則該金屬的截止頻率為，B正確，C錯誤；光的波長小于或等于3時才能發(fā)生光電效應，D正確。答案BD14如圖5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()圖5A該金屬的截止頻率為4.271014HzB該金屬的截止頻率為5.51014HzC該圖線的斜率表示普朗克常量D該金屬的逸出功約為1.78 eV解析由光電效應方程EkhW0可知，圖中橫軸的截距為該金屬的截止頻率，選項A正確、B錯誤；圖線的斜率表示普朗克常量h，C正確；該金屬的逸出功W0h06.6310344.271014J1.77 eV或W0hEk6.6310345.51014J0.5 eV1.78 eV，選項D正確。答案ACD