高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)42 光電效應(yīng) 波粒二象性（含解析）-人教版高三物理試題

課時作業(yè)(四十二)光電效應(yīng)波粒二象性[雙基鞏固練]1．用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的措施是()A．改用頻率更小的紫外線照射 B．改用X射線照射C．改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射 D．延長原紫外線的照射時間B[某種金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率，與入射光的強(qiáng)度和照射時間無關(guān)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，說明入射光的頻率小于金屬的極限頻率，所以要使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)增大入射光的頻率，X射線的頻率比紫外線頻率高，所以本題答案為B．]2．(2018·廣東佛山二模)“微觀粒子的能量是量子化的”這一觀念，與下列物理常量相關(guān)的是()A．引力常量G B．普朗克常量hC．靜電力常量k D．阿伏加德羅常數(shù)NAB[“微觀粒子的能量是量子化的”這一觀念，與普朗克常量h相關(guān)，故B項正確．]3．(多選)光電效應(yīng)的實驗結(jié)論是：對某種金屬()A．無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B．無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．超過極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越小D．超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大AD[每種金屬都有它的極限頻率ν0，只有入射光子的頻率大于極限頻率ν0時，才會發(fā)生光電效應(yīng)，選項A正確、B錯誤；光電子的初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，隨入射光頻率的增加而增大，選項D正確、C錯誤．]4．用很弱的光做雙縫干涉實驗，把入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時有兩個光子存在，如圖所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片．這些照片說明()A．光只有粒子性沒有波動性B．光只有波動性沒有粒子性C．少量光子的運(yùn)動顯示波動性，大量光子的運(yùn)動顯示粒子性D．少量光子的運(yùn)動顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動顯示波動性D[光具有波粒二象性，這些照片說明少量光子的運(yùn)動顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動顯示波動性，故D正確．]5．(2019·北京西城區(qū)一模)被譽(yù)為“中國天眼”的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡(簡稱FAST)坐落在貴州省平塘縣，用來接收來自宇宙深處的電磁波．“中國天眼”的存在，使得深空通訊能力延伸至太陽系外緣行星，對探索宇宙的起源和地外文明具有重要意義．如果為天眼配備一部發(fā)射功率為百萬瓦級(106W)的發(fā)射機(jī)，其發(fā)射的無線電波波長為126厘米，那么該發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量的數(shù)量級約為(取真空光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s)()A．1023 B．1027C．1031 D．1035C[設(shè)發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量為n，則t0時間內(nèi)發(fā)射光子的總能量為E＝nt0ε，由ε＝hν和ν＝eq\f(c,λ)得E＝nt0heq\f(c,λ)，則有nt0heq\f(c,λ)＝Pt0，代入數(shù)據(jù)，最終可得n的數(shù)量級約為1031，故C正確．]6．(2019·浙江義烏模擬)(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有()A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等AB[光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性，A正確；衍射是波特有的性質(zhì)，故中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明運(yùn)動的中子具有波動性，B正確；黑體輻射的實驗規(guī)律不能使用光的波動性解釋，普朗克借助于能量子假說，完美地解釋了黑體輻射規(guī)律，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，C錯誤；根據(jù)德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)可知，若一個電子和一個質(zhì)子的德布羅意波長相等，則動量p也相等，但是質(zhì)子質(zhì)量比電子質(zhì)量大，動能Ek＝eq\f(p2,2m)，可知兩者動能不相等，D錯誤．]7．(2019·河北邢臺聯(lián)考)若能量為E0的光子照射到某金屬表面時，從金屬表面逸出的電子的最大初動能為E，則能量為2E0的光子照射到該金屬表面時，逸出的光電子的最大初動能為()A．E0＋E B．E0－EC．2E D．2E0－EA[設(shè)該金屬的逸出功為W0，若用能量為E0的光子照射該金屬時，產(chǎn)生光電子的最大初動能為E，根據(jù)光電效應(yīng)方程知E＝E0－W0；改用能量為2E0的光照射同一金屬，金屬的逸出功不變，則光電子的最大初動能為Ekm＝2E0－W0＝E0＋E.]8．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek－ν圖象．已知鎢的逸出功是3.28eV，鋅的逸出功是3.34eV.若將二者的圖線畫在同一個Ek－ν坐標(biāo)系中，如圖所示，用實線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過程的是()A[依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，Ek－ν圖線的斜率代表普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek－ν圖線應(yīng)該平行．圖線的橫軸截距代表截止頻率ν0，而ν0＝eq\f(W0,h)，因此鎢的截止頻率小些，綜上所述，A圖正確．]9．(2019·河北唐山一模)(多選)在研究某金屬的光電效應(yīng)現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)入射光的頻率為ν時，其遏止電壓為U.已知普朗克常量為h，電子的電荷量為e，下列說法正確的是()A．該金屬的截止頻率為ν－eq\f(eU,h)B．該金屬的逸出功為eU－h(huán)νC．增大入射光的頻率，該金屬的截止頻率增大D．增大入射光的頻率，遏止電壓增大AD[設(shè)該金屬的截止頻率為ν0，則有hν－h(huán)ν0＝eU，ν0＝ν－eq\f(eU,h)，故A正確；該金屬的逸出功W0＝hν0＝hν－eU，故B錯誤；該金屬的截止頻率只與材料本身有關(guān)，與入射光的頻率沒有關(guān)系，故C錯誤；根據(jù)hν－h(huán)ν0＝eU可知，增大入射光的頻率，遏止電壓增大，故D正確．]10．(2019·黑龍江七臺河模擬)如圖所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時，用光子能量為3.5eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于1.5V時，電流表讀數(shù)仍不為零，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于1.5V時，電流表讀數(shù)為零．由此可知陰極材料的逸出功為()A．1.5eV B．2.0eVC．3.5eV D．5.0eVB[根據(jù)題意此時光電子的最大初動能Ekm＝eUc＝1.5eV；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有W＝hν－Ekm＝3.5eV－1.5eV＝2.0eV，故B正確．][能力提升練]11．(多選)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(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鉀逸出的光電子具有較大的()A．波長 B．頻率C．能量 D．動量BCD[根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：Ek＝hν－W0，又W0＝hνc，聯(lián)立得Ek＝hν－h(huán)νc，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能較大，由p＝eq\r(2mEk)，可知鉀逸出的光電子的動量較大，根據(jù)λ＝eq\f(h,p)可知，鉀逸出的光電子的波長較小，則頻率較大，故A錯誤，B、C、D正確．]12．某光源發(fā)出的光由不同波長的光組成，不同波長的光的強(qiáng)度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發(fā)出的光照射表中材料()材料鈉銅鉑極限波長(nm)541268196A．僅鈉能產(chǎn)生光電子 B．僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C．僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D．都能產(chǎn)生光電子D[根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只要光源的波長小于某金屬的極限波長，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長最小的小于100nm，小于鈉、銅、鉑三個的極限波長，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯誤．]13．(2019·山西孝義一模)從1907年起，美國物理學(xué)家密立根就開始以精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量．他通過如圖甲所示的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，作出圖乙所示的Uc－ν的圖像，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射測出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性．已知電子的電荷量為e，則下列普朗克常量h的表達(dá)式正確的是()A．h＝eq\f(eUc2－Uc1,ν2－ν1) B．h＝eq\f(Uc2－Uc1,eν2－ν1)C．h＝eq\f(ν2－ν1,eUc2－Uc1) D．h＝eq\f(eν2－ν1,Uc2－Uc1)A[根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek＝hν－W0，由動能定理有eUc＝Ek，得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，則圖像的斜率k＝eq\f(Uc2－Uc1,ν2－ν1)＝eq\f(h,e)，可得h＝eq\f(eUc2－Uc1,ν2－ν1)，故A正確．]14．(2019·云南聯(lián)考)(多選)用圖甲所示實驗裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，分別用a、b、c三束光照射光電管陰極，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)的遏止電壓相同，均為Uc2，則下列論述正確的是()A．a(chǎn)、c兩束光的光強(qiáng)相同B．a(chǎn)、c兩束光的頻