全程復習方略高考物理總復習考題演練跟蹤檢測區(qū)選修波粒二象性doc

1、考題演練·跟蹤檢測區(qū)1.(2014·江蘇高考)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1014Hz,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。根據(jù)愛因斯坦光電效應方程：Ekm=h-h0,因為鈣的0大,所以能量Ekm小,頻率小,波長大,B、C項錯誤,A項正確;根據(jù)物質(zhì)波波長=hp,所以鈣逸出的光電子動量小,D項錯誤。2.(2014·上海高考)在光電效應的實驗結(jié)果中,與光的波動理論不矛盾的是()A.光電效應是瞬時

2、發(fā)生的B.所有金屬都存在極限頻率C.光電流隨著入射光增強而變大D.入射光頻率越大,光電子最大初動能越大【解析】選C。光電效應產(chǎn)生的時間極短,電子吸收光的能量是瞬間完成的,而不像波動理論所預計的那樣可以逐漸疊加,A錯誤。光電效應中所有金屬都存在極限頻率,當入射光的頻率低于極限頻率時不能發(fā)生光電效應。光的波動理論認為不管光的頻率如何,只要光足夠強,電子都可以獲得足夠能量從而逸出表面,不應存在極限頻率,B錯誤。光電效應中入射光越強,光電流越大,這與光的波動理論不矛盾,C正確。光電效應中入射光的頻率越大,光電子的最大初動能越大,光的波動理論認為光強越大,電子可獲得更多的能量,光電子的最大初動能越大,D

3、錯誤。3.(多選)(2014·海南高考)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,都能產(chǎn)生光電效應。對于這兩個過程,下列四個物理量中,一定不同的是()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【解題指南】解答此題應注意以下兩點：(1)理解金屬的逸出功、光電子的最大初動能和遏止電壓的關系。(2)理解飽和光電流與光照強度的關系。【解析】選A、C、D。不同金屬的逸出功W0不同,所以用同一種單色光照射鋅和銀的表面,光電子逸出后最大初動能Ek=h-W0也不同,C、D均正確;遏止電壓滿足eUc=Ek,所以遏止電壓也不同,A正確;飽和光電流的大小與光照強度有關,只要光

4、照強度相同,光電效應產(chǎn)生的飽和光電流就相同,B錯誤。4.(2015·西安模擬)如圖所示,已知用光子能量為2.82eV的紫光照射光電管中的金屬涂層時,毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),若將電路中的滑動變阻器的滑片P向右移動到某一位置時,毫安表的讀數(shù)恰好減小到零,電壓表讀數(shù)為1V,則該金屬涂層的逸出功約為()×10-19J×10-19J×10-19J×10-19J【解析】選A。若將電路中的滑動變阻器的滑片P向右移動到某一位置時,毫安表的讀數(shù)恰好減小到零,知所加的電壓為反向電壓,即最大初動能的光電子都不能到達另一端,過程中電場力做功為Ue=12mv2,根據(jù)光電

5、效應方程可得W=E-12mv2,U=1V,e=1.6×10-19C,聯(lián)立可得：W=2.9×10-19J,A正確。5.(多選)(2015·臨川模擬)2005年是“世界物理年”,100年前的1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年,這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時代意義的論文,其中關于光量子的理論成功地解釋了光電效應現(xiàn)象,關于光電效應,下列說法正確的是()A.當入射光的頻率低于極限頻率時,不能發(fā)生光電效應B.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比C.光電子的最大初動能與入射光的強度成正比D.某單色光照射一金屬時不發(fā)生光電效應,改用波長較短的光照射該金屬時可能發(fā)生光電效應【解析

6、】選A、D。當入射光的頻率低于極限頻率時,不能發(fā)生光電效應,故A正確。根據(jù)光電效應方程Ek=h-W0可知,光電子的最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關系,不是正比關系,故B錯誤。光電子的最大初動能與入射光的強度無關,故C錯誤。某單色光照射一金屬時不能發(fā)生光電效應,改用波長較短的光,根據(jù)=c知頻率增大,可能發(fā)生光電效應,故D正確。6.(多選)(2015·沈陽模擬)研究光電效應規(guī)律的實驗裝置如圖所示,以頻率為的光照射光電管電極K時,有光電子產(chǎn)生。光電管K、A極間所加的電壓U可由圖中的電壓表測出,光電流I由圖中電流計測出,下列關于光電效應實驗規(guī)律的說法中,正確的是()A.降低入射光的頻率有

7、可能光電管電極K上無光電子放出B.當滑片P位于P右端時,電極K、A間所加電壓使從電極K發(fā)出的光電子加速C.保持入射光頻率不變,當增大入射光光強時,圖中電流計示數(shù)不變D.保持入射光頻率、光強不變,若只增大光電管K、A極間所加的加速電壓,光電流會趨于一個飽和值E.調(diào)整滑片P、P的位置,可使光電子從K極發(fā)射后向A極做減速運動,當電流計的示數(shù)恰為零時,電壓表的示數(shù)稱為反向截止電壓【解析】選A、D、E。降低入射光的頻率,當入射光的頻率低于金屬的極限頻率時不發(fā)生光電效應,A對;當滑片P位于P右端時,電極K、A間所加電壓為反向電壓,此電壓使光電子減速,B錯;保持入射光頻率不變,當增大入射光光強時,光電流增加

8、,圖中電流計示數(shù)變大,C錯;保持入射光頻率、光強不變,若增加光電管K、A間所加電壓,光電流會趨于一個飽和值,這個電流就是飽和光電流,D對;E所敘述的過程滿足Ek=eU,E項對。7.(1)愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學獎。某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率的關系如圖所示,其中0為極限頻率。從圖中可以確定的是()A.逸出功與有關B.Ekm與入射光強度成正比C.當<0時,會逸出光電子D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關(2)在光電效應實驗中,某金屬的截止頻率相應的波長為0,該金屬的逸出功為。若用波長為(<0)的單色光做實驗,則

9、其遏止電壓為。已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h?！窘馕觥?1)選D。金屬的逸出功與入射光的頻率無關,只與極限頻率0有關,A錯;光電子的最大初動能與入射光強度無關,與入射光的頻率和金屬的逸出功有關,B錯;當入射光的頻率小于極限頻率,不能發(fā)生光電效應現(xiàn)象,C錯;據(jù)光電效應方程Ek=h-W0可知,圖像的斜率即為普朗克常量,D對。(2)由W0=h0=hc0,又eU=Ek,且Ek=h-W0,=c,所以U=hce(1-10)=hc(0-)e0。答案：(1)D(2)hc0hc(0-)e08.(1)研究光電效應的電路如圖所示,用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K

10、),鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關系圖像中,正確的是()(2)鈉金屬中的電子吸收光子的能量,從金屬表面逸出,這就是光電子。光電子從金屬表面逸出的過程中,其動量的大小(選填“增大”“減小”或“不變”),原因是 ?！窘馕觥?1)選C。由愛因斯坦光電效應方程Ek=h-W0和動能定理-eUc=0-Ek可得Uc=he-W0e,遏止電壓Uc與入射光的頻率有關,與光強無關。由發(fā)生光電效應的規(guī)律可知,光電流與光的強度有關,光越強,光電流越強,所以選項C正確。(2)鈉金屬中的電子吸收光子的能量,從金屬表面逸出,由于光電子在從金屬表面逸出的過程中,要

11、受到金屬表面層中力的阻礙作用(或需要克服逸出功),所以在光電子從金屬表面逸出的過程中,其動量減小。答案：(1)C(2)減小光電子從金屬表面逸出的過程中要受到金屬表面層中力的阻礙作用(或需要克服逸出功)9.(1)(多選)(2012·海南高考)產(chǎn)生光電效應時,關于逸出光電子的最大初動能Ek,下列說法正確的是()A.對于同種金屬,Ek與照射光的強度無關B.對于同種金屬,Ek與照射光的波長成反比C.對于同種金屬,Ek與光照射的時間成正比D.對于同種金屬,Ek與照射光的頻率成線性關系E.對于不同種金屬,若照射光頻率不變,Ek與金屬的逸出功成線性關系(2)美國物理學家密立根用精湛的技術測量光電效

12、應中幾個重要的物理量,這項工作成了愛因斯坦方程式在很小誤差范圍內(nèi)的直接實驗證據(jù)。密立根的實驗目的是測量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率,由此計算普朗克常量h,并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較,以檢驗愛因斯坦光電效應方程式的正確性。如圖所示是根據(jù)某次實驗作出的Uc-圖像,電子的電荷量為1.6×10-19C。試根據(jù)圖像求：這種金屬的截止頻率c。普朗克常量h?！窘馕觥?1)選A、D、E。由愛因斯坦光電效應方程Ek=h-W0可知,Ek與入射光的強度無關,選項A正確;Ek與入射光的頻率成線性關系,與波長不是成反比的關系,選項B錯誤、D正確;由于電子一次性吸收光子的全部能量,Ek與光照射的時間

13、無關,選項C錯誤;對于不同金屬,若照射光的頻率不變,由光電效應方程可知,Ek與金屬的逸出功成線性關系,選項E正確。(2)由愛因斯坦光電效應方程h=W+Ek得h=hc+eUc,變形得Uc=he(-c)。由題圖可知,Uc=0對應的頻率即為截止頻率c,得c=4.27×1014Hz圖線的斜率he=Uc=3.93×10-15V·s,代入電子電量計算得h=6.30×10-34J·s答案：(1)A、D、E(2)4.27×1014Hz6.30×10-34J·s10.(1)如圖甲,合上開關,用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極K,

14、發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。調(diào)節(jié)滑動變阻器,發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.60 V時,電流表讀數(shù)仍不為零,當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時,電流表讀數(shù)為零。把電路改為圖乙,當電壓表讀數(shù)為2 V時,則逸出功及電子到達陽極時的最大動能為()A.1.5 eV0.6 eVB.1.7 eV1.9 eVC.1.9 eV2.6 eVD.3.1 eV4.5 eV(2)如圖所示的實驗電路,當用黃光照射光電管中的堿金屬涂層時,毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。若將電路中的滑動變阻器的滑片P向右移動到某一位置時,毫安表的讀數(shù)恰好減小到零,此時電壓表讀數(shù)為U。若此時增加黃光照射的強度,則毫安表(選填“有”或“無”)示數(shù)。若改用藍光照射

15、光電管中的金屬涂層,則毫安表(選填“有”或“無”)示數(shù)?！窘馕觥?1)選C。用光子能量h=2.5 eV的光照射陰極,電流表讀數(shù)不為零,則能發(fā)生光電效應,當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時,電流表讀數(shù)為零,則電子不能到達陽極,由動能定理-eU=0-12mvm2知,最大初動能Ek=eU=0.6eV,由光電效應方程h=Ek+W0知W0=1.9eV,對題圖乙當電壓表讀數(shù)為2V時,電子到達陽極的最大動能Ek=Ek+eU=0.6eV+2 eV=2.6eV。故C正確。(2)由圖知光電管上所加電壓為反向電壓,增加黃光的強度時,光電子的最大初動能不變,故光電子仍然不會到達陽極A,毫安表無示數(shù)。若改用藍光照射光

16、電管中的金屬涂層,產(chǎn)生的光電子的最大初動能變大,光電子可以到達陽極,毫安表有示數(shù)。答案：(1)C(2)無有11.(1)在光電效應實驗中,飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光),如圖所示。則可判斷出()A.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.乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D.甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能(2)如圖甲所示是研究光電效應規(guī)律的光電管。用波長=0.50m的綠光照射陰極K,實驗測得流過表電流I與AK之間電勢差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律,h取6.63×10-34J·s。結(jié)

17、合圖像,求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時的最大動能。該陰極材料的極限波長?！窘馕觥?1)選B。由圖像知甲光、乙光對應的遏止電壓Uc2相等,且小于丙光對應的遏止電壓Uc1,所以甲光和乙光對應的光電子最大初動能相等且小于丙光的光電子最大初動能,故D項錯誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek=h-W0知甲光和乙光的頻率相等,且小于丙光的頻率,故A錯誤、B正確;而截止頻率是由金屬決定的,與入射光無關,故C錯誤。(2)光電流達到飽和時,陰極發(fā)射的光電子全部到達陽極A,陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個數(shù)n=Ime=0.64×10-61.6×10-19=4.0

18、×1012(個)光電子的最大初動能為：Ekm=eU0=1.6×10-19C×0.6V=9.6×10-20J設陰極材料的極限波長為0,根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ekm=hc-hc0代入數(shù)據(jù)得0=0.66×10-6m答案：(1)B(2)4.0×1012個9.6×10-20J0.66×10-6m12.圖示是研究光電管產(chǎn)生的電流的電路圖,A、K是光電管的兩個電極,已知該光電管陰極的極限頻率為0?，F(xiàn)將頻率為(大于0)的光照射在陰極上,則：(1)是陰極,陰極材料的逸出功等于。(2)加在A、K間的正向電壓為U時,到達陽極的光電子的最大動能為,將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加,電流表的示數(shù)的變化情況是。(3)為了阻止光電子到達陽極,在A、K間應加上U反=的反向電壓。(4)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是()A.照射光頻率不變,增加光強B.照射光強度不變,增加光的頻率C.增加A、K電極間的電壓D.減小A、K電極間的電壓【解析】(1)被光照射的金屬將有光電子逸出,故K是陰極,逸出功與極限頻率的關系為W0=h0。(2)根據(jù)光電效應方程可知,逸出的光電子的最