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

光電效應(yīng)、波粒二象性1.[2020四川成都摸底]在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應(yīng).下列說(shuō)法正確的是()A.減小入射光的強(qiáng)度,一定不發(fā)生光電效應(yīng)B.改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應(yīng)C.增大入射光的強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能變大D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動(dòng)能變大2.[2020湖北武漢質(zhì)量檢測(cè)]19世紀(jì)末,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了電子,從而認(rèn)識(shí)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(guān)的說(shuō)法正確的是()A.愛因斯坦光電效應(yīng)方程表明,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比B.電子電荷的精確測(cè)定是由湯姆孫通過著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”做出的C.盧瑟福認(rèn)為電子的軌道是量子化的D.β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子3.[2020湖南畢業(yè)班調(diào)研]美國(guó)物理學(xué)家密立根通過測(cè)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(jù)黑體輻射得出的h相比較,以驗(yàn)證愛因斯坦方程的正確性,如圖所示是某次試驗(yàn)中得到的兩種金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)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(dòng)能分別為E甲、E乙,則下列關(guān)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(yīng).已知該金屬的極限頻率為ν0,測(cè)得兩次照射時(shí)的遏止電壓U2=2U1,則()A.兩種光頻率之間關(guān)系為ν2=2ν1B.兩種光頻率之間關(guān)系為ν2=2ν1-ν0C.該金屬的遏止電壓U1=?e(ν1-ν0D.a光照射產(chǎn)生的光電流小于b光照射產(chǎn)生的光電流5.[名師原創(chuàng),多選]下列有關(guān)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)入射到某種金屬上的光的頻率大于截止頻率νc時(shí),光電效應(yīng)就幾乎同時(shí)發(fā)生B.當(dāng)用藍(lán)色光照射某金屬表面時(shí)有光電子逸出,則改用更強(qiáng)的紅光照射也一定會(huì)有光電子逸出C.根據(jù)光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可知,當(dāng)大于截止頻率的入射光的強(qiáng)度一定時(shí),則光的頻率越大,所產(chǎn)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(qiáng)度,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加6.[2019貴州凱里開學(xué)檢測(cè),多選]研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,陰極K和陽(yáng)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(guān)S分別接到1、2位置,移動(dòng)滑動(dòng)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(guān)系圖線,下列判斷正確的是()A.圖2中的乙圖是開關(guān)S接1時(shí)的圖線B.圖2中的乙圖是開關(guān)S接2時(shí)的圖線C.光電子的最大初動(dòng)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(yīng)中電子的發(fā)射情況與光的強(qiáng)弱、光的頻率等物理量間的關(guān)系.K、A是密封在真空玻璃管中的兩個(gè)電極,K受到光照時(shí)能夠發(fā)射電子.K與A之間的電壓大小可以調(diào)整,電源的正、負(fù)極也可以對(duì)調(diào).(1)a.電源按圖甲所示的方式連接,且將滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng).b.現(xiàn)有一電子從K極板逸出,初動(dòng)能忽略不計(jì),已知電子的電荷量為e,電子經(jīng)電壓U0加速后到達(dá)A極板.求電子到達(dá)A極板時(shí)的動(dòng)能Ek0.(2)在圖甲所示的裝置中,通過改變電源的正、負(fù)極,以及移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,可以獲得電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U之間的關(guān)系,如圖乙所示,圖中Uc1、Uc2為遏止電壓.實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)于一定頻率的光,無(wú)論光的強(qiáng)弱如何,遏止電壓都是一樣的.請(qǐng)寫出愛因斯坦光電效應(yīng)方程,并對(duì)“對(duì)于一定頻率的光,無(wú)論光的強(qiáng)弱如何,遏止電壓都是一樣的”作出解釋.(3)美國(guó)物理學(xué)家密立根為了檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并測(cè)量了某金屬的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν.根據(jù)他的方法獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(yùn)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)考點(diǎn)1光電效應(yīng)、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(yīng),A、B錯(cuò)誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)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(dòng)能才變大,C錯(cuò)誤,D正確.2.D根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率是一次函數(shù)關(guān)系而不是正比關(guān)系,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.電子的電荷量是由密立根通過“油滴實(shí)驗(yàn)”測(cè)出的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.玻爾認(rèn)為電子的軌道是量子化的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外,就是β衰變,選項(xiàng)D正確.3.B根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ekm=hν-W0=hν-hνc,又Ekm=eUc,解得Uc=?eν-?eνc,則當(dāng)Uc=0時(shí),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(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,可知逸出功越大的金屬,其光電子的最大初動(dòng)能越小,因此E甲<E乙4.BC當(dāng)遏止電壓為U時(shí),有Ek=eU,Ek=hν-hν0,又U2=2U1,得ν2=2ν1-ν0,A錯(cuò)誤,B正確;因?yàn)棣?=2ν1-ν0,有ν2-ν1=ν1-ν0,所以Ek1=eU1,Ek1=hν1-hν0,聯(lián)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(qiáng)度不知道,故無(wú)法比較光電流的大小,D錯(cuò)誤5.AD光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性,當(dāng)入射光的頻率大于截止頻率νc時(shí),光電效應(yīng)就幾乎同時(shí)發(fā)生,選項(xiàng)A正確.用藍(lán)色光照射某金屬表面時(shí)有光電子逸出,說(shuō)明藍(lán)光頻率大于截止頻率νc;紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率,不一定大于截止頻率νc,所以不一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),B錯(cuò)誤.頻率大于截止頻率的入射光的強(qiáng)度一定時(shí),光的頻率越大,光子數(shù)越少,所產(chǎn)生的飽和光電流就越小,C錯(cuò)誤.頻率一定時(shí),入射光的強(qiáng)度越大,光子數(shù)越多,單位時(shí)間內(nèi)金屬表面逸出的光電子數(shù)也就越多,D正確.6.BD開關(guān)接1時(shí),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(huì)在正向電壓的作用下加速向陽(yáng)極A運(yùn)動(dòng),從而使電路導(dǎo)通出現(xiàn)光電流,電流表有示數(shù),在光電流達(dá)到飽和前,增大電壓,光電流會(huì)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(guān)S接1時(shí)的圖線,開關(guān)接2時(shí),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(yáng)極A運(yùn)動(dòng),當(dāng)反向電壓U<Eke時(shí),依然會(huì)有部分光電子到達(dá)陽(yáng)極A,從而使電路導(dǎo)通出現(xiàn)光電流,電流表有示數(shù),當(dāng)反向電壓U≥Eke時(shí),所有光電子都不能到達(dá)陽(yáng)極A,電路中沒有光電流,電流表示數(shù)為零,所以圖2中的乙圖是開關(guān)S接2時(shí)的圖線,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;圖2中的乙圖是開關(guān)S接2光電管所加的電壓為反向電壓時(shí)的圖線,可知遏止電壓為U2,所以光電子的最大初動(dòng)能為eU2,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0=eU遏止,結(jié)合圖2中的乙圖的特點(diǎn)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(fù)極,故光電子由K向A做加速運(yùn)動(dòng).(1分)b.由動(dòng)能定理得Ek0=eU0.(1分)(2)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0(1分)遏止電壓對(duì)應(yīng)為具有最大初動(dòng)能的光電子由K極板運(yùn)動(dòng)到A極板時(shí)動(dòng)能