2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 近代物理初步 第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性練習(xí)新人教版

1、2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 近代物理初步 第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性練習(xí)新人教版2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 近代物理初步 第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性練習(xí)新人教版年級(jí)：姓名：- 8 -第1講光電效應(yīng)波粒二象性一、選擇題(本題共12小題，17題為單選，812題為多選)1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(shuō)法正確的是(a)a愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō)，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象b德布羅意第一次將量子觀(guān)念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念c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(guān)念d普朗克把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒

2、子也具有波動(dòng)性解析愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō)，并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)a正確；玻爾第一次將量子觀(guān)念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；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(guān)念，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；德布羅意把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。2被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡(簡(jiǎn)稱(chēng)fast)坐落在貴州省平塘縣，用來(lái)接收來(lái)自宇宙深處的電磁波?！爸袊?guó)天眼”的存在，使得深空通訊能力延伸至太陽(yáng)系外緣行星，對(duì)探索宇宙的起源和地外文明具有重要意義。如果為天眼配備一部發(fā)射功率為百萬(wàn)瓦級(jí)(106 w)的發(fā)射機(jī)，其發(fā)射的無(wú)線(xiàn)電波波長(zhǎng)

3、為126厘米，那么該發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量的數(shù)量級(jí)約為(取真空光速c3108 m/s，普朗克常量h6.61034 js)(c)a1023b1027c1031d1035解析設(shè)發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量為n，則t0時(shí)間內(nèi)發(fā)射光子的總能量為ent0，由h和得ent0h，則有nt0hpt0，代入數(shù)據(jù)，最終可得n的數(shù)量級(jí)約為1031，故c正確。3(2021浙江溫州月考)如圖所示是研究光電管產(chǎn)生光電流的電路圖，a、k是光電管的兩個(gè)電極，已知該光電管陰極金屬的極限頻率為0，元電荷為e，普朗克常量為h?，F(xiàn)將頻率為(大于0)的光照射在陰極上，則下列方法一定能夠增加飽和光電流的是(b)a入射光強(qiáng)度不變，增加光

4、的頻率b入射光頻率不變，增加入射光強(qiáng)度c增加a、k電極間的電壓d減小a、k電極間的電壓解析本題考查影響飽和光電流的條件。入射光強(qiáng)度不變，增加光的頻率，則單位時(shí)間內(nèi)入射光的光子數(shù)目減少，導(dǎo)致光電流的飽和值減小，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；入射光頻率不變，增加光強(qiáng)，則單位時(shí)間內(nèi)入射光的光子數(shù)目增多，導(dǎo)致光電流的飽和值增大，選項(xiàng)b正確；增加a、k電極間的電壓，會(huì)導(dǎo)致光電流增大，但飽和值不變，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；減小a、k電極間的電壓，會(huì)導(dǎo)致光電流減小，但飽和值不變，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。4(2021河北衡水中學(xué)模擬)如圖所示是某金屬在光的照射下，光電子的最大初動(dòng)能ek與入射光的波長(zhǎng)的倒數(shù)(1/)的關(guān)系圖像，由圖像可知(b)a圖像中的

5、0是發(fā)生光電效應(yīng)的入射光的最小波長(zhǎng)b普朗克常量和光速的乘積hce0c該金屬的逸出功等于ed若入射光的波長(zhǎng)為0/3，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為4 e解析本題考查對(duì)ek1/圖像的理解。由光電效應(yīng)方程可得ekw逸出，則題圖像中的0是該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的入射光的最大波長(zhǎng)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；當(dāng)ek0時(shí)，w逸出且w逸出e，則hce0，選項(xiàng)b正確，c錯(cuò)誤；若入射光的波長(zhǎng)為0/3，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為ekw逸出2 e，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。5(2019天津)如圖為a、b、c三種光在同一光電效應(yīng)裝置中測(cè)得的光電流和電壓的關(guān)系。由a、b、c組成的復(fù)色光通過(guò)三棱鏡時(shí)，下述光路圖中正確的是(c)abcd解析由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方

6、程ekhw0和動(dòng)能定理eu0ek得euhw0，知遏止電壓大，則光的頻率大，bca，由光的色散現(xiàn)象知頻率越大，折射率越大，光的偏折角越大。選項(xiàng)c正確。6(2020黑龍江牡丹江一中期末)用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，用光子能量為2.5 ev的某種光照射到光電管上時(shí)，電流表g示數(shù)不為零；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)c，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7 v時(shí)，電流表示數(shù)為零。以下說(shuō)法正確的是(b)a光電管陰極的逸出功為0.7 evb光電管陰極的逸出功為1.8 evc光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比d當(dāng)電壓表示數(shù)大于0.7 v時(shí)，如果把入射光的強(qiáng)度增大到一定程度，電流表可能會(huì)有示數(shù)解析本題考查光電效應(yīng)現(xiàn)

7、象。根據(jù)ekeuc和光電效應(yīng)方程ekhw0可知，euchw0，故w0heuc1.8 ev，a錯(cuò)誤，b正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程ekhw0可知光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成線(xiàn)性關(guān)系，但不是正比關(guān)系，c錯(cuò)誤；當(dāng)電壓表示數(shù)大于0.7 v時(shí)，電流表示數(shù)為零，說(shuō)明此電壓為遏止電壓，此時(shí)增大入射光的強(qiáng)度并不能增大光電子的最大初動(dòng)能，遏止電壓不變，逸出的光電子仍不能到達(dá)另一電極，電流表示數(shù)仍為零，d錯(cuò)誤。7近年來(lái)，數(shù)碼相機(jī)幾近家喻戶(hù)曉，用來(lái)衡量數(shù)碼相機(jī)性能的一個(gè)非常重要的指標(biāo)就是像素，1像素可理解為光子打在光屏上的一個(gè)亮點(diǎn)，現(xiàn)知300萬(wàn)像素的數(shù)碼相機(jī)拍出的照片比30萬(wàn)像素的數(shù)碼相機(jī)拍出的等大的照片清晰得多，

8、其原因可以理解為(d)a光是一種粒子，它和物質(zhì)的作用是一份一份的b光的波動(dòng)性是大量光子之間的相互作用引起的c大量光子表現(xiàn)出光具有粒子性d光具有波粒二象性，大量光子表現(xiàn)出光的波動(dòng)性解析由題意知像素越高形成照片的光子數(shù)越多，表現(xiàn)的波動(dòng)性越強(qiáng)，照片越清晰，d項(xiàng)正確。8(2021江蘇常州月考)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是(acd)a電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣b射線(xiàn)在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡c人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu)d人們利用電子顯微鏡觀(guān)測(cè)物質(zhì)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)解析電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣，可以說(shuō)明電子是一種波，故a正確；射線(xiàn)在云室中穿過(guò)會(huì)

9、留下清晰的徑跡，可以說(shuō)明射線(xiàn)是一種粒子，故b錯(cuò)誤；人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射說(shuō)明中子是一種波，故c正確；人們利用電子顯微鏡觀(guān)測(cè)物質(zhì)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，利用了電子束的衍射現(xiàn)象，說(shuō)明電子束是一種波，故d正確。9關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說(shuō)法中正確的是(abc)a不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性b運(yùn)動(dòng)的微觀(guān)粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過(guò)一個(gè)小孔時(shí)，都沒(méi)有特定的運(yùn)動(dòng)軌道c波動(dòng)性和粒子性在宏觀(guān)現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的，但在微觀(guān)高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的d實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性解析由德布羅意的理論可知a、c正確；運(yùn)動(dòng)的微觀(guān)粒子到達(dá)的位置具有隨機(jī)性，沒(méi)有特定

10、的運(yùn)動(dòng)軌道，b正確；宏觀(guān)物體的德布羅意波的波長(zhǎng)太小，實(shí)際很難觀(guān)察到波動(dòng)性，不是不具有波粒二象性，d錯(cuò)誤。10某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能ek與入射光頻率的關(guān)系如圖所示。已知該金屬的逸出功為w0，普朗克常量為h。下列說(shuō)法正確的是(cd)a入射光的頻率越高，金屬的逸出功越大bek與入射光的頻率成正比c圖中圖線(xiàn)的斜率為hd圖線(xiàn)在橫軸上的截距為解析金屬的逸出功是由金屬自身決定的，與入射光頻率無(wú)關(guān)，其大小w0hc，故選項(xiàng)a錯(cuò)誤；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程ekhw0，可知光電子的最大初動(dòng)能ek與入射光的頻率成線(xiàn)性關(guān)系，不是成正比，故選項(xiàng)b錯(cuò)誤；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程ekhw0，可知斜率kh，故選項(xiàng)c正確

11、；由圖可知，圖線(xiàn)在橫軸上的截距為，故選項(xiàng)d正確。11(2020山西太原五中月考)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是(ac)a保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)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(dòng)能變大d保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生解析本題考查光電效應(yīng)及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生對(duì)光電效應(yīng)知識(shí)的理解能力。根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，則飽和光電流變大，選項(xiàng)a正確；由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程知，入射光的頻率變高，產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能

12、變大，而飽和光電流與入射光的頻率和光強(qiáng)都有關(guān)，選項(xiàng)b錯(cuò)誤，c正確；保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，當(dāng)入射光的頻率小于極限頻率時(shí)，就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，沒(méi)有光電流產(chǎn)生，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。12(2021廣東六校聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示，在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為a。的單色光a照射到光電管的陰極k上，光電子的最大初動(dòng)能為eka，遏止電壓為ua。下列說(shuō)法正確的是(bd)a若換用頻率小的單色光b做實(shí)驗(yàn)，一定不能發(fā)生光電效應(yīng)b若換用頻率大的單色光b做實(shí)驗(yàn)，則光電子的最大初動(dòng)能滿(mǎn)足ekbekac若實(shí)驗(yàn)中增大單色光a的強(qiáng)度，則遏止電壓也會(huì)增大d增大單色光a的強(qiáng)度，保持滑片p不動(dòng)，光電流變大解析本題考查光電效應(yīng)的

13、發(fā)生條件以及影響光電子的最大初動(dòng)能的因素。根據(jù)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件可知，入射光的頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，若換用頻率小的單色光b做實(shí)驗(yàn)，可能發(fā)生光電效應(yīng)，也可能不發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；若換用頻率大的單色光b做實(shí)驗(yàn)，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知ekmhw0，光電子的最大初動(dòng)能增大，滿(mǎn)足ekbeka，選項(xiàng)b正確；根據(jù)動(dòng)能定理可知euaekm，增大單色光a的強(qiáng)度，遏止電壓不變，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；增大單色光的強(qiáng)度，保持滑片p不動(dòng)，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增多，光電流變大，選項(xiàng)d正確。二、非選擇題13(2021任丘市第一中學(xué)高三月考)如圖所示，用導(dǎo)線(xiàn)將驗(yàn)電器與潔凈鋅板連接，觸摸鋅板使驗(yàn)電器指針歸零。用紫外線(xiàn)照射鋅板，驗(yàn)電器指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，接著用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒接觸鋅板，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針張角減小，此現(xiàn)象說(shuō)明鋅板帶正電(選填寫(xiě)“正”或“負(fù)”)；若改用紅外線(xiàn)重復(fù)上實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針根本不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明金屬鋅的極限頻率大于紅外線(xiàn)的頻率(選填“大于”或“小于”)。解析用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電，當(dāng)其接觸鋅板時(shí)發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針張角減小，這說(shuō)明鋅板帶電量減小，故鋅板帶正電，部分電量被橡膠棒所帶負(fù)電中和；用紅外線(xiàn)照射驗(yàn)電器指針偏角不變，說(shuō)明鋅板未發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明鋅板的極限頻率大于紅外線(xiàn)的頻率。14(2021江蘇南通模擬)我國(guó)自行研制的一種大型激光器，能發(fā)出頻