2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)：專題13.60光電效應(yīng)波粒二象性(練)(解析版)

1、專題60光電效應(yīng) 波粒二象性練 AM麵1 1 用同一光電管研究 a a、b b 兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I I 與光電管兩極間所加電壓 U U 的關(guān)系如圖下列說(shuō)法中正確 的是：（）A.A.a a 光光子的頻率大于 b b 光光子的頻率，a a 光的強(qiáng)度小于 b b 光的強(qiáng)度；B.B.a a 光光子的頻率小于 b b 光光子的頻率，a a 光的強(qiáng)度小于 b b 光的強(qiáng)度；C.C.如果使 b b 光的強(qiáng)度減半，則在任何電壓下，b b 光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度一定比 a a 光產(chǎn)生的光電 流強(qiáng)度??；D.D.另一個(gè)光電管加一定的正向電壓，如果a a 光能使該光電管產(chǎn)生光電流，則 b b光一定能使

2、該 光電管產(chǎn)生光電流?！敬鸢浮緿 D【解析】由團(tuán)像可得 b 光照射光電管時(shí)反向截止電壓大，使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大所決首的頻率大,光子的能量犬.由團(tuán)像可知，3 光的飽和光電流大于 b 光，故的光強(qiáng)丈于 b 光，故 AB 錯(cuò)誤；如果使 b光的強(qiáng)度減半，則只是 b 光的飽和光電流減半，在特走的電壓下，b 光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度不一定比鼻光產(chǎn) 生的光電流強(qiáng)度小選項(xiàng) C 錯(cuò)誤因 b 光的頻率大于 a 光，故另一個(gè)光電管加一走的正向電壓，如果 a 光 能使該進(jìn)電菅產(chǎn)生光電浚，則 b 光一定能使該光電菅產(chǎn)生光電茨，選項(xiàng) D 正確故選 LL【名師點(diǎn)睛】要熟練掌握所學(xué)公式，明確各個(gè)物理量之間的聯(lián)系.如本題中折

3、射率、臨界角、光子能量、最大初動(dòng)能等都有光的頻率有關(guān)；對(duì)于本題解題的關(guān)鍵是通過(guò)圖象判定a a、b b 兩種單色光誰(shuí)的頻率大，反向截止電壓大的則初動(dòng)能大，初動(dòng)能大的則頻率高，故b b 光頻率高于 a a光的.逸出功由金屬本身決定。14142 2.（多選）已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73 10 Hz和5.44 10 Hz z,在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子，鉀逸出的光電子具有較大的：（）A.A.波長(zhǎng)B B.頻率C.C.能量D.D.動(dòng)量【答案】BCDBCD【解析】 根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得：E Ek=h=hYWO,又 W Wo=h=h 卩；聯(lián)

4、立得：E Ek=h=h 丫 h h 卩，據(jù)題鈣的截止頻率比鉀的截止頻率大，由上式可知：從鉀表面逸出的光電子最大初動(dòng)能較大，由3 3用同一光電管研究 a a、b b 兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I I 與光電管兩極間所加電壓 U U 的關(guān)系如圖所示則這兩種光：（）A.A. 照射該光電管時(shí) a a 光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大B.B.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，b b 光的臨界角大C.C.通過(guò)同一裝置發(fā)生雙縫干涉， a a 光的相鄰條紋間距大D.D.通過(guò)同一玻璃三棱鏡時(shí)，a a 光的偏折程度大【答案】C C【解析】由光電效應(yīng)方程qVc=卄 4 加由題圖可得 b 光照射光電管 A 寸使

5、其逸出的光電子最大 初動(dòng)胃鈦，b 光的頻率大，波長(zhǎng)小，故 A 錯(cuò)誤汀光的頻率大，在玻璃中的折射率叫大，由C =arcsin 1 可n知：從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，b 光的臨界角小3 光大，故 B 錯(cuò)誤扌發(fā)生雙縫干涉時(shí)，=,db 光波長(zhǎng)小，相鄰條紋間距 b 光小，日光犬，故 C 正確；在玻璃中的折射率叫 A 電八光的偏折程度犬故 D錯(cuò)誤【名師點(diǎn)睛】要熟練掌握所學(xué)公式，明確各個(gè)物理量之間的聯(lián)系如本題中折射率、臨界角、 光子能量、最大初動(dòng)能等都有光的頻率有關(guān)。4 4某光電管的陰極是用金屬鉀制成的，它的逸出功為2 2. 2121 eVeV,用波長(zhǎng)為 2 2. 5 5x 1 1- -d d m m

6、 的紫外線照射陰極，已知真空中的光速為3 3. O Ox 1010 m/sm/s，元電荷為 1 1 . 6 6 x 1 1-0 09C C,普朗克常量為6 6. 6363 x 1 1-0 04J Js。則鉀的極限頻率是 HzHz,該光電管發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能是J J。（保留二位有效數(shù)字）【答案】5 5. 3 3X 10104, 4 4. 4 4X 101019W2 21漢16漢10*9一【解析】 （1 1）根據(jù)據(jù)逸出功 W W=h=hY，得：0=巴=10 =5.3 1OHz;h 6.630（2 2）根據(jù)光電效應(yīng)方程：E Ek=h=hYWP = . 2mEk，可知鉀光電子的動(dòng)量較大，根據(jù)錯(cuò)誤

7、，BCDBCD 正確.故選 BCD.BCD.【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵要掌握光電效應(yīng)方程h/打-11系、物質(zhì)波的波長(zhǎng)與動(dòng)量的關(guān)系P.hP可c光速、波長(zhǎng)、頻率之間關(guān)系為：由解得：EK=4. 4 4 X 10109J J【名師點(diǎn)睛】本題考察知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)中要牢記公式以及物理量之間的關(guān)系，逸出功 W Wo=h=hY，和光電效應(yīng)方程：E Ek=hW=hW，同時(shí)注意逸出功計(jì)算時(shí)的單位，及運(yùn)算的準(zhǔn)確性。5 5.某單色光照射光電管陰極 K K，發(fā)生光電效應(yīng)，測(cè)得電子的最大初動(dòng)能為8.80eV，若此光是 一群氫原子受激發(fā)后處于n =4能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則陰極K K 的逸出功為；電子的遏止電

8、壓為?！敬鸢浮?.95eV；8.80V【解析】由題意可知，氫原子躍辻時(shí)釋放的光子能量大于最大初動(dòng)能，可知是從 = 4 躍遷到科=4 躍遷到挖=1,光子能量為 12 一了0,根據(jù)光電效應(yīng)方程知，逸出功FR R SOx?SOx? I I= Av-= 12.75-8.80JZ=3.95&V?根據(jù)觸=叫得，if 止電壓 5 二二二一Qe【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，知道最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系，注意能級(jí)躍遷時(shí)，從 n=4n=4 能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能放出6 6 種頻率的光子。i = h若丿A.=8.80r o1.1.（多選）某同學(xué)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)研究光電效應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)用某

9、單色光照射光電管的陰極 K K 時(shí)，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象.閉合開關(guān)S,S,在陽(yáng)極 A A 和陰極 K K 之間加上反向電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計(jì)中電流恰為零，此電壓表的電壓值U U 稱為遏止電壓，根據(jù)遏止電壓，可以計(jì)算出光電子的最大初動(dòng)能E Ekm現(xiàn)分別用頻率為 v和 v 的單色光照射陰極，測(cè)量到遏止電壓分別為U U!和 U U2，設(shè)電子質(zhì)量為 m m，電荷量為 e e,則下列關(guān)系式中正確的是：（）B B.陰極 K K 金屬的逸出功W0）=2 -eUjC.C.陰極 K K 金屬的極限頻率 v=Ul2-UTUi U2D D.普朗克常數(shù)h=e（皿寫2_ 1【答案】ABAB

10、【解析】 光電子在電場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理得:最大初速度 = = , , UU1 1，故 A A 正確；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得: mh2=eU2 W，由得：金屬的逸出功W =2 -eq.聯(lián)立得：h=e（Ul一山）,h“-eU“故 B B 正確 D D 錯(cuò)誤，陰極 K K 金屬的極限頻率W=e（UlU） = （h1-eUJ（12），故Chye（UU2）錯(cuò)誤.【名師點(diǎn)睛】根據(jù)動(dòng)能定理求光電子的最大初速度；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程求金屬的逸出功和普朗克常量 h h；由W=h0求金屬的極限頻率；2 2現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)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。（填

11、正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì) 1 1 個(gè)得 2 2 分，選對(duì) 2 2 個(gè)得 4 4 分，選對(duì) 3 3 個(gè)得 5 5 分。每選錯(cuò)1 1 個(gè)扣 3 3 分，最低得分為 0 0 分）A.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.B. 入射光的頻率變高，飽和光電流變大C.C. 入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D.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E.E. 遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)【答案】ACEACE【解析】根將光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：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, 故盤正確，B 錯(cuò)誤根據(jù)愛(ài)因斯坦光電

12、鼓應(yīng)方程得：入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能孌犬，故 C 正確；遏止電壓的大小與入射光的頻率育關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)保持入射光的光強(qiáng)不變，若低于遏止 頻率則沒(méi)有光電澆產(chǎn)生，故 D 錯(cuò)誤，E 正確。【名師點(diǎn)睛】本題主要考查光電效應(yīng)。發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限A A.用頻率為 v 的光照射時(shí)，光電子的最大初速度-eUinO-lmvm,，則得光電子的21h eU1W2eUim頻率，光的強(qiáng)弱只影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目；本題涉及的光電效應(yīng)知識(shí)較多，很多結(jié)論都是識(shí)記的，注意把握現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)，明確其間的聯(lián)系與區(qū)別；平時(shí)積累物理知識(shí)。3 3.下列有關(guān)光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的是

13、：（）A A、 有的光是波，有的光是粒子B B、 光子與電子是同樣的一種粒子C C、 光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著D D、 大量光子的行為往往顯示出粒子性【答案】C C【解析】光具有波粒二象性，故 A 錯(cuò)誤；電子是組成原子的基本粒子，有確定的靜止?fàn)?wèi)最是一#物質(zhì)實(shí) 體，遠(yuǎn)度可以低于光速.光子代表看一份育逼沒(méi)有靜止質(zhì)量，速度永遠(yuǎn)罡光速，故 B 錯(cuò)誤,光的波長(zhǎng)越 長(zhǎng)八波幼性越明顯，波長(zhǎng)越包 其粒子性越顯氧故正確 i 大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的液動(dòng)性故 D 錯(cuò)誤；【名師點(diǎn)睛】光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律，大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，而單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出

14、光的粒子性光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波動(dòng)性越明顯，波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著。4 4通過(guò)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量某金屬的遏止電壓UC與入射光頻率,作出Uc的圖 像，由此算出普朗克常量 h h,圖中頻率 牛、2，遏止電壓UC1、UC2以及電子的電荷量 e e 為已知，則:1普朗克常量 h=h=_2該金屬的截止頻率 v v0 0= =_【答案】h = %_Uc1v2-v-i【解析】 根據(jù)光電效應(yīng)方程1mvm2二hv -W0,2圖線的斜率k二Uc2U二he V2Ud -Vh Vi-V2根據(jù)動(dòng)能定理eUc=mvm2，聯(lián)立兩式解得2hv-Uc1v2w根據(jù)eUc1=hw -W0,eUc2=hv2-W0得，W0=Q Vz

15、UcvUc2W _v2因?yàn)閃0=hv,則vo=W0=evU1灶hh(w v2)【名師點(diǎn)睛】根據(jù)光電效應(yīng)方程，結(jié)合動(dòng)能定理，通過(guò)圖線的斜率求出普朗克常量，根據(jù)光電效應(yīng)方程，結(jié)合逸出功與截止頻率的關(guān)系，列方程組求出金屬的截止頻率.5 5利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)用不同的A A、B B 兩種光照射到光電管上時(shí)，測(cè)得電流計(jì)上的示數(shù)隨電壓變化的圖像如圖乙所示.已知A A 光的光子能量為 5 5 eVeV,則團(tuán)甲(1(1) A A 光照射時(shí)射出的光電子的最大初動(dòng)能為 _ eVeV(2)(2)_金屬的逸出功為eVeV(3)(3)A A 光的頻率 B B 光的頻率。(填 大于” 等于”或者

16、小于” 【答案】(1 1) 2 2; (2 2) 3 3; (3 3)小于【解析】A 光照射后遏止刼為”根蹈雌理知氐弓曲，貝恍電子最犬初動(dòng)能知EeV.(2)根據(jù)光電效應(yīng)方稈知：Ehv-Wo,解得金屬的逸出功為：W0=hv-E=5eV-2eV=3e宙乙圖可知，E 光照射后遏止電壓較犬，則 B 光照射后光電子的最大初動(dòng)能較大，逸出功相等，根據(jù) 光電效應(yīng)方程知,A 光的頻率小于 B 逬的頻率?！久麕燑c(diǎn)睛】此題是對(duì)光電效應(yīng)的考查；解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，知道最大初動(dòng)1 1.【20192019 全國(guó)新課標(biāo) I 卷】現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)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

17、確的是。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì) 1 1 個(gè)得 2 2 分，選對(duì) 2 2 個(gè)得 4 4 分, 選對(duì) 3 3 個(gè)得 5 5 分。每選錯(cuò) 1 1 個(gè)扣 3 3 分，最低得分為 0 0 分）能與遏止電壓的關(guān)系，基礎(chǔ)題。A.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.B. 入射光的頻率變高，飽和光電流變大C.C. 入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D.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E.E. 遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)【答案】ACEACE【解析】根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和

18、光電流變大，故 A A 正確，B B 錯(cuò)誤；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得：入射光的頻率變高，光電子 的最大初動(dòng)能變大，故 C C 正確；遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)， 保持入射光的光強(qiáng)不變，若低于遏止頻率，則沒(méi)有光電流產(chǎn)生，故D D 錯(cuò)誤，E E 正確?！久麕燑c(diǎn)睛】本題主要考查光電效應(yīng)。發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限 頻率，光的強(qiáng)弱只影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目；本題涉及的光電效應(yīng)知識(shí)較多，很多 結(jié)論都是識(shí)記的，注意把握現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)，明確其間的聯(lián)系與區(qū)別；平時(shí)積累物理知識(shí)。2.2. （多選）【20192019 江蘇 12C12C （1 1）】波粒二象性時(shí)微

19、觀世界的基本特征，以下說(shuō)法正確的有。A.A. 光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.B. 熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性C.C. 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D.D. 動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波也相等【答案】ABAB【解析】光電效應(yīng)說(shuō)明光的粒子性,所以 A 正確；熱中子在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，即運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子貝有 波的特性，即說(shuō)明中子具有波動(dòng)性，所以 B 正確；黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律說(shuō)明電晞?shì)椛渚哂辛孔踊?，即黑體輻h射是不連續(xù)的* 一份一份的，所以黑體輻射用光的粒子性解釋即 G 昔誤，根據(jù)的德布羅意波長(zhǎng)公式X 七 P2=2 啣耳，又貢子的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量，所次動(dòng)能木

20、瞎的質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波較短，所決 璇昔誤?！痉椒记伞勘绢}主要是識(shí)記，光電效應(yīng)黑體輻射以及物質(zhì)波等，理解光的波粒二象性。3.3. 【20192019 上海 1111】某光源發(fā)出的光由不同波長(zhǎng)的光組成，不同波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度如圖所示， 表中給出了一些材料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照射表中材料材料鈉銅鉗極限波長(zhǎng)(nm)541268196A A.僅鈉能產(chǎn)生光電子B B.僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C.C.僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子D.D.都能產(chǎn)生光電子【答案】D D【解析】 根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只有光源的波長(zhǎng)小于某金屬的極限波長(zhǎng)，就有光 電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)有小于100100 nmnm,小于鈉、銅、鉑三個(gè)的極限波長(zhǎng)，都能產(chǎn)生光電子，故 D D 正確，A A、B B、C C 錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】 本題考查