高考物理一輪復習 專題十三 原子物理 考點1 光電效應、波粒二象性精練（含解析）試題

光電效應、波粒二象性1.[2020四川成都摸底]在光電效應實驗中,用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應.下列說法正確的是()A.減小入射光的強度,一定不發(fā)生光電效應B.改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應C.增大入射光的強度,光電子的最大初動能變大D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動能變大2.[2020湖北武漢質量檢測]19世紀末,科學家們發(fā)現了電子,從而認識到原子是可以分割的,是由更小的微粒組成的.下列與電子有關的說法正確的是()A.愛因斯坦光電效應方程表明,光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比B.電子電荷的精確測定是由湯姆孫通過著名的“油滴實驗”做出的C.盧瑟福認為電子的軌道是量子化的D.β衰變的實質是原子核內的一個中子轉化成了一個質子和一個電子3.[2020湖南畢業(yè)班調研]美國物理學家密立根通過測量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν,算出普朗克常量h,并與普朗克根據黑體輻射得出的h相比較,以驗證愛因斯坦方程的正確性,如圖所示是某次試驗中得到的兩種金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖象.兩金屬的逸出功分別為W甲、W乙,如果用頻率為ν0的光照射兩種金屬,光電子的最大初動能分別為E甲、E乙,則下列關系正確的是()A.W甲<W乙,E甲>E乙 B.W甲>W乙,E甲<E乙C.W甲>W乙,E甲>E乙 D.W甲<W乙,E甲<E乙4.[多選]頻率分別為ν1和ν2(ν1<ν2)的兩種單色光a、b,先后照射同一種金屬,均能發(fā)生光電效應.已知該金屬的極限頻率為ν0,測得兩次照射時的遏止電壓U2=2U1,則()A.兩種光頻率之間關系為ν2=2ν1B.兩種光頻率之間關系為ν2=2ν1-ν0C.該金屬的遏止電壓U1=?e(ν1-ν0D.a光照射產生的光電流小于b光照射產生的光電流5.[名師原創(chuàng),多選]下列有關光電效應實驗規(guī)律的說法正確的是()A.當入射到某種金屬上的光的頻率大于截止頻率νc時,光電效應就幾乎同時發(fā)生B.當用藍色光照射某金屬表面時有光電子逸出,則改用更強的紅光照射也一定會有光電子逸出C.根據光電效應的實驗規(guī)律可知,當大于截止頻率的入射光的強度一定時,則光的頻率越大,所產生的飽和光電流就越大D.頻率為ν的光照射到某種金屬表面,金屬表面有光電子逸出,增大光的強度,單位時間內逸出的光電子數增加6.[2019貴州凱里開學檢測,多選]研究光電效應的實驗裝置如圖1所示,陰極K和陽極A封閉在真空管中,光束通過小窗照射到陰極K上,在光的作用下,電子從陰極K逸出.把單刀雙擲開關S分別接到1、2位置,移動滑動變阻器的滑片,得到如圖2中甲、乙所示的電流隨電壓的變化關系圖線,下列判斷正確的是()A.圖2中的乙圖是開關S接1時的圖線B.圖2中的乙圖是開關S接2時的圖線C.光電子的最大初動能Ek=eU1D.入射光的頻率越大,圖2中的電壓U2越大7.[2019北京西城區(qū)模擬,9分]可利用如圖甲所示的電路研究光電效應中電子的發(fā)射情況與光的強弱、光的頻率等物理量間的關系.K、A是密封在真空玻璃管中的兩個電極,K受到光照時能夠發(fā)射電子.K與A之間的電壓大小可以調整,電源的正、負極也可以對調.(1)a.電源按圖甲所示的方式連接,且將滑動變阻器的滑片置于中央位置附近.試判斷:光電管中從K發(fā)射出的電子由K向A的運動是加速運動還是減速運動.b.現有一電子從K極板逸出,初動能忽略不計,已知電子的電荷量為e,電子經電壓U0加速后到達A極板.求電子到達A極板時的動能Ek0.(2)在圖甲所示的裝置中,通過改變電源的正、負極,以及移動滑動變阻器的滑片,可以獲得電流表示數I與電壓表示數U之間的關系,如圖乙所示,圖中Uc1、Uc2為遏止電壓.實驗表明,對于一定頻率的光,無論光的強弱如何,遏止電壓都是一樣的.請寫出愛因斯坦光電效應方程,并對“對于一定頻率的光,無論光的強弱如何,遏止電壓都是一樣的”作出解釋.(3)美國物理學家密立根為了檢驗愛因斯坦光電效應方程的正確性,設計實驗并測量了某金屬的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν.根據他的方法獲得的實驗數據繪制成如圖丙所示的圖線.已知電子的電荷量e=1.6×10-19C,求普朗克常量h.(運算結果保留2位有效數字)考點1光電效應、波粒二象性1.D只要入射光的頻率大于陰極金屬的極限頻率就可以發(fā)生光電效應,A、B錯誤;根據愛因斯坦光電效應方程Ek=hν-W0可知,只有增大入射光的頻率,光電子的最大初動能才變大,C錯誤,D正確.2.D根據愛因斯坦光電效應方程Ek=hν-W0可知,光電子的最大初動能與入射光的頻率是一次函數關系而不是正比關系,選項A錯誤.電子的電荷量是由密立根通過“油滴實驗”測出的,選項B錯誤.玻爾認為電子的軌道是量子化的,選項C錯誤.原子核內的中子轉化為一個質子和一個電子,這種轉化產生的電子發(fā)射到核外,就是β衰變,選項D正確.3.B根據愛因斯坦光電效應方程得Ekm=hν-W0=hν-hνc,又Ekm=eUc,解得Uc=?eν-?eνc,則當Uc=0時,ν=νc,由Uc-ν圖象可知,金屬甲的極限頻率大于金屬乙的,則金屬甲的逸出功大于金屬乙的,即W甲>W乙.如果用頻率為ν0的光照射兩種金屬,根據愛因斯坦光電效應方程,可知逸出功越大的金屬,其光電子的最大初動能越小,因此E甲<E乙4.BC當遏止電壓為U時,有Ek=eU,Ek=hν-hν0,又U2=2U1,得ν2=2ν1-ν0,A錯誤,B正確;因為ν2=2ν1-ν0,有ν2-ν1=ν1-ν0,所以Ek1=eU1,Ek1=hν1-hν0,聯立解得U1=?e(ν1-ν0),所以C正確;題中所講的光電流是不是飽和光電流不知道,a、b光的強度不知道,故無法比較光電流的大小,D錯誤5.AD光電效應具有瞬時性,當入射光的頻率大于截止頻率νc時,光電效應就幾乎同時發(fā)生,選項A正確.用藍色光照射某金屬表面時有光電子逸出,說明藍光頻率大于截止頻率νc;紅光的頻率小于藍光的頻率,不一定大于截止頻率νc,所以不一定會發(fā)生光電效應,B錯誤.頻率大于截止頻率的入射光的強度一定時,光的頻率越大,光子數越少,所產生的飽和光電流就越小,C錯誤.頻率一定時,入射光的強度越大,光子數越多,單位時間內金屬表面逸出的光電子數也就越多,D正確.6.BD開關接1時,光電管兩端所加的電壓為正向電壓,光電子從陰極K逸出后,會在正向電壓的作用下加速向陽極A運動,從而使電路導通出現光電流,電流表有示數,在光電流達到飽和前,增大電壓,光電流會增大,之后再增大電壓,光電流保持不變,所以圖2中的甲圖是開關S接1時的圖線,開關接2時,光電管兩端所加的電壓為反向電壓,光電子從陰極K逸出后,在反向電壓的作用下減速向陽極A運動,當反向電壓U<Eke時,依然會有部分光電子到達陽極A,從而使電路導通出現光電流,電流表有示數,當反向電壓U≥Eke時,所有光電子都不能到達陽極A,電路中沒有光電流,電流表示數為零,所以圖2中的乙圖是開關S接2時的圖線,故A項錯誤,B項正確;圖2中的乙圖是開關S接2光電管所加的電壓為反向電壓時的圖線,可知遏止電壓為U2,所以光電子的最大初動能為eU2,故C項錯誤;根據愛因斯坦光電效應方程Ek=hν-W0=eU遏止,結合圖2中的乙圖的特點可知,入射光的頻率越大,圖2中的電壓7.解析:(1)a.由于A接電源正極,K接電源負極,故光電子由K向A做加速運動.(1分)b.由動能定理得Ek0=eU0.(1分)(2)愛因斯坦光電效應方程Ek=hν-W0(1分)遏止電壓對應為具有最大初動能的光電子由K極板運動到A極板時動能