2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第十二章 原子與原子核 第1課時 光電效應(yīng) 波粒二象性課時訓(xùn)練 教科版.doc

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第1課時　光電效應(yīng)　波粒二象性 1.(2017合肥三模)我國科學(xué)家潘建偉院士預(yù)言十年左右量子通信將“飛”入千家萬戶.在通往量子論的道路上,一大批物理學(xué)家做出了卓越的貢獻(xiàn),下列有關(guān)說法正確的是(　B　) A.玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué),破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念 B.愛因斯坦最早認(rèn)識到了能量子的意義,提出光子說,并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象 C.德布羅意第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,提出了定態(tài)和躍遷的 概念 D.普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子,預(yù)言實物粒子也具有波動性 解析:普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué),破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念,故A錯誤;愛因斯坦最早認(rèn)識到了能量子的意義,為解釋光電效應(yīng)的實驗規(guī)律提出了光子說,并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象,故B正確;玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,提出了定態(tài)和躍遷的概念,故C錯誤;德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子,預(yù)言實物粒子也具有波動性,故D錯誤. 2.(2017東城區(qū)二模)如圖所示,把一塊不帶電的鋅板連接在驗電器上.當(dāng)用紫外線照射鋅板時,發(fā)現(xiàn)驗電器指針偏轉(zhuǎn)一定角度,則(　B　) A.鋅板帶正電,驗電器帶負(fù)電 B.若改用強度更小的紫外線照射鋅板,驗電器的指針也會偏轉(zhuǎn) C.若改用紅外線照射鋅板,驗電器的指針仍然會發(fā)生偏轉(zhuǎn) D.這個現(xiàn)象可以說明光具有波動性 解析:用紫外線照射鋅板,鋅板失去電子帶正電,驗電器與鋅板相連,則驗電器的金屬指針帶正電,故A錯誤;根據(jù)光電效應(yīng)的條件可知發(fā)生光電效應(yīng)與光的強度無關(guān),若改用強度更小的紫外線照射鋅板,驗電器的指針也會偏轉(zhuǎn),故B正確;根據(jù)光電效應(yīng)的條件可知若改用紅外線照射鋅板,不一定能發(fā)生光電效應(yīng),所以驗電器的指針不一定會發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C錯誤;光電效應(yīng)說明光具有粒子性,故D錯誤. 3.(2017虹口區(qū)二模)圖示為光電管的工作電路,要使電路中形成較強的光電流,須在A,K兩電極間加一直流電壓,則(　A　) A.電源正極應(yīng)接在P點,光電子從電極K發(fā)出 B.電源正極應(yīng)接在Q點,光電子從電極K發(fā)出 C.電源正極應(yīng)接在P點,光電子從電極A發(fā)出 D.電源正極應(yīng)接在Q點,光電子從電極A發(fā)出 解析:光照射到陰極K,產(chǎn)生光電子,需加速到達(dá)陽極,則A點接正極,即電源的正極接在P點.故A正確,B,C,D錯誤. 4.(2017江蘇徐州三模)下列說法正確的是(　A　) A.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性 B.光電效應(yīng)實驗中,改用強光可以增大逸出光電子的最大初動能 C.在一定的光照條件下,增大所加正向電壓的值,一定可以增大飽和電流 D.實驗時,若用弱光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)時,可以改用強光照射使實驗成功 解析:為解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象愛因斯坦提出了光子說,說明光具有粒子性;康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性,它表明光子不僅具有能量而且具有動量,故A正確;根據(jù)光電效應(yīng)方程hν=mv2+W可知光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān),還與金屬的逸出功有關(guān),與入射光的強度無關(guān),故B錯誤;飽和電流與入射光的強度有關(guān),在一定的光照條件下,增大所加正向電壓的值,不一定增大飽和電流,故C錯誤;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的截止頻率,與光的強弱無關(guān),故D錯誤. 5.(2018江西南昌模擬)用某種單色光照射某金屬表面,沒有發(fā)生光電效應(yīng),下列做法中有可能發(fā)生光電效應(yīng)的是(　D　) A.增加照射時間 B.改用波長更長的單色光照射 C.改用光強更大的單色光照射 D.改用頻率更高的單色光照射 解析:發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率,與增加光的照射時間和增大光的強度都無關(guān),故A,C錯誤.改用波長更長的光照射時,其頻率小于原光的頻率,則不可能發(fā)生光電效應(yīng),而當(dāng)改用頻率更高的光時,可能發(fā)生光電效應(yīng),所以B錯誤,D正確. 6.(2018陜西漢中模擬)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實驗,當(dāng)用某一頻率的光照射時有光電流產(chǎn)生.下列說法正確的是(　A　) A.保持入射光的頻率不變,入射光的光強變大,飽和電流變大 B.入射光的頻率變高,飽和電流變大 C.入射光的頻率變高,光電子的最大初動能變小 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:保持入射光的頻率不變,入射光的光強變大,飽和電流變大,故A正確;飽和電流與入射光的頻率無關(guān),故B錯誤;根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律,光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大,所以入射光的頻率變高,光電子的最大初動能變大,故C錯誤;如果入射光的頻率小于極限頻率將不會發(fā)生光電效應(yīng),不會有光電流產(chǎn)生,故D錯誤. 7.(2018泉州模擬)對愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν=mv2+W,下面的理解正確的有(　C　) A.用相同頻率的光照射同一金屬,逸出的所有光電子都具有相同的初動能mv2 B.遏止電壓與逸出功的關(guān)系是eUc=W C.逸出功W和極限頻率ν0之間滿足關(guān)系式W=hν0 D.光電子的最大初動能和入射光的頻率成正比 解析:根據(jù)光電效應(yīng)方程hν=mv2+W知,同種頻率的光照射同一種金屬,光電子從金屬中逸出的情況不一定相同,則光電子的初動能不一定相同,故A錯誤;根據(jù)eUc=mv2=hν-W可知eUc≠W,故B錯誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程mv2=hν-W知,當(dāng)最大初動能為零時,入射頻率即為極限頻率,則有W=hν0,故C正確;根據(jù)光電效應(yīng)方程mv2=hν-W知,最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系,不是正比關(guān)系,故D錯誤. 8.導(dǎo)學(xué)號 58826246(2018湖南懷化模擬)如圖所示為光電管工作原理圖,當(dāng)有波長(均指真空中的波長,下同)為λ的光照射陰極板K時,電路中有光電流,則(　B　) A.換用波長為λ1(λ1>λ)的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流 B.換用波長為λ2(λ2<λ)的光照射陰極K時,電路中一定有光電流 C.增加電路中電源的端電壓,電路中的光電流一定增大 D.將電路中電源的極性反接,電路中一定沒有光電流 解析:波長為λ1(λ1>λ)的光的頻率有可能大于極限頻率,電路中可能有光電流,故A錯誤;波長為λ2(λ2<λ)的光的頻率一定大于極限頻率,電路中一定有光電流,故B正確;光電流的強度與入射光的強度有關(guān),故C錯誤;將電路中電源的極性反接,逸出的光電子雖受到電場阻力,但可能到達(dá)A極,從而形成光電流,故D錯誤. 9.(2018湖南永州模擬)一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,由靜止開始經(jīng)加速電場加速后(加速電壓為U),該粒子的德布羅意波長為(　C　) A. B. C. D. 解析:加速后的速度為v,根據(jù)動能定理可得 qU=mv2所以v=, 由德布羅意波長公式可得 λ===,所以選項C正確. 10.導(dǎo)學(xué)號 58826247(2018寧波模擬)一個德布羅意波長為λ1的中子和另一個德布羅意波長為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個氚核,該氚核的德布羅意波長為(　A　) A. B. C. D. 解析:中子的動量p1=,氘核的動量p2=,同向正碰后形成的氚核的動量p3=p2+p1,所以氚核的德布羅意波長λ3==,A正確. 11.導(dǎo)學(xué)號 58826248(2017渭南二模)如圖,當(dāng)開關(guān)S斷開時,用光子能量為3.0 eV的一束光照射陰極P,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零,合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.80 V時,電流表讀數(shù)仍不為零;當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.80 V時,電流表讀數(shù)為零,由此可知陰極材料的逸出功為(　B　) A.0.8 eV B.2.2 eV C.3.0 eV D.3.8 eV 解析:由題意知,光電子的最大初動能為 Ek=eUc=0.8 eV, 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,陰極材料的逸出功為 W=hν-Ek=3.0 eV-0.8 eV=2.2 eV,故B正確,A,C,D錯誤. 12.導(dǎo)學(xué)號 58826249(2018湖北黃石模擬)下表是按照密立根的方法進(jìn)行光電效應(yīng)實驗時得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率ν的幾組數(shù)據(jù). Uc/V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 ν/1014 Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501 由以上數(shù)據(jù)描點連線,可得直線方程Uc=0.397 3-1.702 4,如圖 所示. 則這種金屬的截止頻率約為(　B　) A.3.51014 Hz B.4.31014 Hz C.5.51014 Hz D.6.01014 Hz 解析:根據(jù)光電效應(yīng)方程得mv2=hν-W=hν-hν0, 解得Uc=ν-=ν-. 與直線方程Uc=0.397 3-1.702 4, 比較可知,圖線的斜率為=, 同時=1.702 4, 聯(lián)立得ν0≈4.31014 Hz,故B正確,A,C,D錯誤. 13.(2018廣東汕頭模擬)用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實驗中,用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時,電流表G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么(　D　) A.a光的波長一定大于b光的波長 B.增加b光的強度可能使電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.用a光照射光電管陰極K時通過電流表G的電流是由d到c D.只增加a光的強度可使通過電流表G的電流增大 解析:用一定頻率的a光照射光電管時,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),知νa>ν0,而b光不能使光電管發(fā)生光電效應(yīng),則a光的波長小于b光的波長,所以A錯誤;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是ν>ν0,增加b光的強度不能使電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B錯誤;發(fā)生光電效應(yīng)時,電子從光電管左端運動到右端,而電流的方向與電子定向移動的方向相反,所以流過電流表G的電流方向是c流向d,C錯誤;增加a光的強度可使通過電流表G的電流增大,故D正確. 14.(多選)如圖所示,用某單色光照射光電管的陰極K,會發(fā)生光電效應(yīng),在陽極A和陰極K之間加上反向電壓,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大加在光電管上的電壓,直至電流表中電流恰為零,此時電壓表的電壓值U稱為反向截止電壓,現(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極,測得反向截止電壓分別為U1和U2,設(shè)電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,下列說法正確的是(　ACD　) A.頻率為ν1的光照射時,光電子的最大初速度為 B.頻率為ν2的光照射時,光電子的最大初速度為 C.陰極K金屬的逸出功為W= D.普朗克常量h= 解析:光電子在電場中做減速運動,根據(jù)動能定理得-eU1=0-m,則得光電子的最大初速度vm1=,vm2=,故A正確,B錯誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得hν1=eU1+W,hν2=eU2+W, 聯(lián)立得h=,W=, 故C,D正確. 15.導(dǎo)學(xué)號 58826250(2017濮陽三模)如圖1所示為研究光電效應(yīng)的電路圖,用頻率相同、強度不同的甲、乙兩束光分別照射密封真空管的陰極K,陰極K發(fā)射出的光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流.已知乙光光強為甲光的2倍,當(dāng)用甲光照射時,作出的光電流I與A,K之間的電壓UAK的關(guān)系如圖2所示;若改用乙光照射時,下列光電流I與A,K之間的電壓UAK的關(guān)系圖像中正確的是(　C　) 解析:頻率相同的光照射同一金屬,根據(jù)光電效應(yīng)方程知,光電子的最大初動能相等,根據(jù)m=eUc,知遏止電壓相等,光越強,飽和電流越大;已知乙光光強為甲光的2倍,飽和電流是原來的2倍.故C正確,A,B,D錯誤. 16.導(dǎo)學(xué)號 58826251(2017南寧二模)某同學(xué)采用如圖(甲)所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象,分別用a,b,c三束單色光照射圖(甲)中的光電管的陰極,得到光電管兩端的電壓與相應(yīng)的光電流的關(guān)系如圖(乙)所示,其中a,c兩束光照射時對應(yīng)的遏止電壓相同,均為Ua,則下列論述正確的是(　B　) A.a,c兩束光的光強相同 B.a,c兩束光的頻率相同 C.b光束光子的能量最小 D.b光束的波長最長,遏止電壓最大 解析:由題圖可知,a的飽和電流最大,因此a光束照射時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)量大,光強大,故A錯誤;當(dāng)光電流為零時,光電管兩端加的電壓為遏止電壓,對應(yīng)的光的頻率為截止頻率,根據(jù)eUc=hν-W,入射光的頻率越高,對應(yīng)的遏止電壓Uc越大.a光、c光的遏止電壓相等,所以a光、c光的頻率相等,而b光的頻率大,能量大,且對應(yīng)的波長最小,故B正確,C,D錯誤.