第1課時　光電效應(yīng)　波粒二象性

1、.第十二章原子與原子核第1課時光電效應(yīng)波粒二象性1.2019·合肥三模我國科學家潘建偉院士預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,一大批物理學家做出了卓越的奉獻,以下有關(guān)說法正確的選項是BA.玻爾在1900年把能量子引入物理學,破除了“能量連續(xù)變化的傳統(tǒng)觀念B.愛因斯坦最早認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,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

2、認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,預言實物粒子也具有波動性,故D錯誤.2.2019·東城區(qū)二模如下圖,把一塊不帶電的鋅板連接在驗電器上.當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,那么BA.鋅板帶正電,驗電器帶負電B.假設(shè)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.假設(shè)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

3、器與鋅板相連,那么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),假設(shè)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)的條件可知假設(shè)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.3.2019·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,那么AA.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

4、極A發(fā)出解析:光照射到陰極K,產(chǎn)生光電子,需加速到達陽極,那么A點接正極,即電源的正極接在P點.故A正確,B,C,D錯誤.4.2019·江蘇徐州三模以下說法正確的選項是AA.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,假設(shè)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)深化地提醒了光的粒子性,它說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h=12mv2+W可

5、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.5.2019·江西南昌模擬用某種單色光照射某金屬外表,沒有發(fā)生光電效應(yīng),以下做法中有可能發(fā)生光電效應(yīng)的是DA.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

6、誤.改用波長更長的光照射時,其頻率小于原光的頻率,那么不可能發(fā)生光電效應(yīng),而當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.6.2019·陜西漢中模擬現(xiàn)用某一光電管進展光電效應(yīng)實驗,當用某一頻率的光照射時有光電流產(chǎn)生.以下說法正確的選項是AA.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

7、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;假如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.7.2019·泉州模擬對愛因斯坦光電效應(yīng)方程h=12mv2+W,下面的理解正確的有CA.用一樣頻率的光照射同一金屬,逸出的所有光電子都具有一樣的初動能12mv2B.遏止電壓與逸出功的關(guān)系是eUc=WC.逸出功W和極限頻率0之間滿足關(guān)系式W=h0D.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h=12mv2+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一樣,那么光電子的初動能不一定一樣,

8、故A錯誤;根據(jù)eUc=12mv2=h-W可知eUcW,故B錯誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程12mv2=h-W知,當最大初動能為零時,入射頻率即為極限頻率,那么有W=h0,故C正確;根據(jù)光電效應(yīng)方程12mv2=h-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.導學號 588262462019·湖南懷化模擬如下圖為光電管工作原理圖,當有波長均指真空中的波長,下同為的光照射陰極板K時,電路中有光電流,那么BA.換用波長為11>的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流B.換用波長為22<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

9、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11>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22<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A極,從而形成光電流,故D錯誤.9.2019·湖南永州模擬一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,由靜止開場經(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CA.h2mqU B.h2mqUC.h2mqU2mqU D.hmqU解析:加速后的速度為v,根據(jù)動能定理可得qU=

10、12mv2所以v=2qUm,由德布羅意波長公式可得=hp=hm2qUm=h2mqU2mqU,所以選項C正確.10.導學號 588262472019·寧波模擬一個德布羅意波長為1的中子和另一個德布羅意波長為2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AA.121+2 B.121-2 C.1+22 D.1-22解析:中子的動量p1=h1,氘核的動量p2=h2,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3=hp3=121+2,A正確.11.導學號 588262482019·渭南二模如圖,當開關(guān)S斷開時,用光子能量為3.0 eV的一束光照射陰極P

11、,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)當電壓表讀數(shù)小于0.80 V時,電流表讀數(shù)仍不為零;當電壓表讀數(shù)大于或等于0.80 V時,電流表讀數(shù)為零,由此可知陰極材料的逸出功為BA.0.8 eV B.2.2 eVC.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=h-Ek=3.0 eV-0.8 eV=2.2 eV,故B正確,A,C,D錯誤.12.導學號 588262492019·湖北黃石模擬下表是按照密立根的方法進展光電效應(yīng)實驗時得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率的幾組數(shù)據(jù).

12、Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878/×1014 Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上數(shù)據(jù)描點連線,可得直線方程Uc=0.397 31014-1.702 4,如圖 所示.那么這種金屬的截止頻率約為BA.3.5×1014 Hz B.4.3×1014 HzC.5.5×1014 Hz D.6.0×1014 Hz解析:根據(jù)光電效應(yīng)方程得12mv2=h-W=h-h0,解得Uc=he-We=he-h0e.與直線方程Uc=0.397 31014-1.702 4,比較可知,圖線的斜率為he=0.39731014,同

13、時h0e=1.702 4,聯(lián)立得04.3×1014 Hz,故B正確,A,C,D錯誤.13.2019·廣東汕頭模擬用如下圖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DA.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cD.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a>0,而b光不能使光電管發(fā)生光電效應(yīng),那么a光的

14、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>0,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挪動的方向相反,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.多項選擇如下圖,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1和2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

15、,電荷量為e,以下說法正確的選項是ACDA.頻率為1的光照射時,光電子的最大初速度為2eU1mB.頻率為2的光照射時,光電子的最大初速度為eU22mC.陰極K金屬的逸出功為W=e(U12-U21)1-2D.普朗克常量h=e(U1-U2)1-2解析:光電子在電場中做減速運動,根據(jù)動能定理得-eU1=0-12mvm2,那么得光電子的最大初速度vm1=2eU1m,vm2=2eU2m,故A正確,B錯誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得h1=eU1+W,h2=eU2+W,聯(lián)立得h=e(U1-U2)1-2,W=e(U12-U21)1-2,故C,D正確.15.導學號 588262502019·濮陽三模如

16、圖1所示為研究光電效應(yīng)的電路圖,用頻率一樣、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.乙光光強為甲光的2倍,當用甲光照射時,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;假設(shè)改用乙光照射時,以下光電流I與A,K之間的電壓UAK的關(guān)系圖像中正確的選項是C解析:頻率一樣的光照射同一金屬,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)12mvm2=eUc,知遏止電壓相等,光越強,飽和電流越大;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.導學號 588262512019·南寧二模某同學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)