2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十一章光電磁波波粒二象性課時(shí)3光電效應(yīng)光的波粒二象性課時(shí)訓(xùn)練含解析新人教版

PAGE7-課時(shí)3光電效應(yīng)光的波粒二象性1.當(dāng)用一束紫外線照耀鋅板時(shí),發(fā)生了光電效應(yīng),這時(shí)(C)A.鋅板帶負(fù)電B.有正離子從鋅板逸出C.有電子從鋅板逸出D.鋅板會(huì)吸附空氣中的正離子解析:當(dāng)用一束紫外線照耀鋅板時(shí),發(fā)生了光電效應(yīng),有電子從鋅板逸出,鋅板帶正電,選項(xiàng)C正確,A,B,D錯(cuò)誤。2.(多選)2006年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了兩名美國(guó)科學(xué)家,以表彰他們發(fā)覺(jué)了宇宙微波背景輻射的黑體譜形態(tài)及其溫度在不同方向上的微小改變。他們的精彩工作被譽(yù)為是宇宙學(xué)探討進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)代的起點(diǎn),下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關(guān)的說(shuō)法中正確的是(ABC)A.黑體的熱輻射事實(shí)上是電磁輻射B.普朗克在探討黑體的熱輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō)C.黑體的熱輻射中能量是一份一份地輻射的D.微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播解析:黑體的熱輻射事實(shí)上是電磁輻射,A正確;普朗克在探討黑體的熱輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō),B正確;黑體的熱輻射中的能量是一份一份地輻射的,C正確;微波能在真空中傳播,D錯(cuò)誤。3.(多選)黑體輻射的試驗(yàn)規(guī)律如圖所示,由圖可知(ACD)A.隨溫度上升,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加B.隨溫度降低,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加C.隨溫度上升,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)D.隨溫度降低,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)解析:由圖可知,隨著溫度的上升,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加,且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng),A,C,D正確,B錯(cuò)誤。4.(多選)關(guān)于光電效應(yīng),下列說(shuō)法正確的是(AB)A.愛(ài)因斯坦用光子說(shuō)勝利說(shuō)明白光電效應(yīng)現(xiàn)象B.入射光的頻率低于極限頻率就不能發(fā)生光電效應(yīng)C.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比D.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比解析:只有認(rèn)為光是一份一份的,每份就是一個(gè)光子,每個(gè)光子都具有肯定的能量,一個(gè)光子置換一個(gè)電子,才能說(shuō)明光電效應(yīng)現(xiàn)象;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于極限頻率;光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),隨入射光頻率的增大而增大,并非成正比關(guān)系。5.(多選)用如圖所示的裝置演示光電效應(yīng),當(dāng)用某種頻率的光照耀光電管時(shí),閉合開(kāi)關(guān)S,此時(shí)電流表A的讀數(shù)為I,若改用更高頻率的光照耀光電管(AD)A.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,則肯定有電流流過(guò)電流表AB.將滑動(dòng)變阻器的觸頭c向b端移動(dòng),光電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的速度必將變小C.只要電源的電壓足夠大,將滑動(dòng)變阻器的觸頭c向a端移動(dòng),光電管中可能沒(méi)有光電子產(chǎn)生D.只要電源的電壓足夠大,將滑動(dòng)變阻器的觸頭c向a端移動(dòng),電流表A讀數(shù)可能為0解析:原來(lái)電路中,光電管兩端加反向電壓,此時(shí)有光電流,若改用更高頻率的光照耀光電管,且斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,光電子的最大初動(dòng)能增大,且無(wú)反向電場(chǎng)的減速,光電子肯定能到達(dá)陽(yáng)極,有光電流產(chǎn)生,A正確;將滑動(dòng)變阻器的觸頭c向b端移動(dòng),光電管兩端的反向電壓減小,光電子到達(dá)陽(yáng)極的速度必將增大,B錯(cuò)誤;改用更高頻率的光照耀光電管,光電管中肯定有光電子產(chǎn)生,C錯(cuò)誤;只要電源的電壓足夠大,將滑動(dòng)變阻器的觸頭c向a端移動(dòng),使光電管兩端的反向電壓達(dá)到遏止電壓,光電子就不能到達(dá)陽(yáng)極,無(wú)法形成光電流,則電流表A的讀數(shù)可能為0,D正確。6.入射光照耀到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)度減弱,而頻率保持不變,則(C)A.從光照至金屬表面上到放射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將削減D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)解析:光電效應(yīng)瞬時(shí)發(fā)生,與光強(qiáng)無(wú)關(guān),A錯(cuò)誤;能否發(fā)生光電效應(yīng),只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率,與光強(qiáng)無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤;對(duì)于某種特定金屬,光電子的最大初動(dòng)能只與入射光頻率有關(guān),入射光頻率越大,最大初動(dòng)能越大,B錯(cuò)誤;光電子數(shù)目多少與入射光強(qiáng)度有關(guān),光強(qiáng)減弱,逸出的光電子數(shù)目削減,C正確。7.“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成。若在結(jié)兩端加恒定電壓U,則它會(huì)輻射頻率為ν的電磁波,且ν與U成正比,即ν=kU。已知比例系數(shù)k僅與元電荷e的2倍和普朗克常量h有關(guān)。你可能不了解此現(xiàn)象的機(jī)理,但仍可運(yùn)用物理學(xué)中常用的方法進(jìn)行分析,在下列選項(xiàng)中,推理推斷比例系數(shù)k的值可能為(B)A.h2e B.2解析:依據(jù)ν=kU,可知k=νU,即k的單位為赫茲伏=1伏·秒。h2e的單位為焦·秒庫(kù)=伏·庫(kù)·秒庫(kù)=伏·秒,2eh的單位為1伏·秒,2he的單位為焦8.依據(jù)愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”可知(B)A.“光子說(shuō)”本質(zhì)就是牛頓的“微粒說(shuō)”B.光的波長(zhǎng)越大,光子的能量越小C.一束單色光的能量可以連續(xù)改變D.只有光子數(shù)許多時(shí),光才具有粒子性解析:“光子說(shuō)”不同于牛頓的“微粒說(shuō)”,A錯(cuò)誤;光的波長(zhǎng)越大,頻率越低,由E=hν知能量越小,B正確;因光子是一份一份的,其能量也是一份一份的,不行連續(xù)改變,C錯(cuò)誤;光具有波粒二象性,與光子的個(gè)數(shù)無(wú)關(guān),只是光子數(shù)越多,其波動(dòng)性越顯著,光子數(shù)越少,其粒子性越顯著,D錯(cuò)誤。9.(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說(shuō)法正確的有(AB)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(shuō)明中子具有波動(dòng)性C.黑體輻射的試驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性說(shuō)明D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等解析:光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性,選項(xiàng)A正確;衍射是波的特點(diǎn),說(shuō)明光具有波動(dòng)性,選項(xiàng)B正確;黑體輻射的試驗(yàn)規(guī)律說(shuō)明光具有粒子性,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,二者質(zhì)量不同,德布羅意波長(zhǎng)不相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10.(多選)在驗(yàn)證光的波粒二象性的試驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是(AD)A.使光子一個(gè)一個(gè)地通過(guò)單縫,假如時(shí)間足夠長(zhǎng),底片上會(huì)出現(xiàn)衍射圖樣B.單個(gè)光子通過(guò)單縫后,底片上會(huì)出現(xiàn)完整的衍射圖樣C.光子通過(guò)單縫的運(yùn)動(dòng)路途像水波一樣起伏D.單個(gè)光子通過(guò)單縫后打在底片上的狀況呈現(xiàn)隨機(jī)性,大量光子通過(guò)單縫后打在底片上的狀況呈現(xiàn)規(guī)律性解析:使光子一個(gè)一個(gè)地通過(guò)單縫,光子落在底片上的位置由概率確定,假如時(shí)間足夠長(zhǎng),底片上會(huì)出現(xiàn)衍射圖樣,A正確;單個(gè)光子通過(guò)單縫后,光子表現(xiàn)為粒子性,底片上不會(huì)出現(xiàn)衍射圖樣,運(yùn)動(dòng)路途與宏觀中的水波不同,B,C錯(cuò)誤;單個(gè)光子通過(guò)單縫后打在底片上的狀況呈現(xiàn)隨機(jī)性,大量光子通過(guò)單縫后打在底片上的狀況呈現(xiàn)規(guī)律性,所以少量光子體現(xiàn)粒子性,大量光子體現(xiàn)波動(dòng)性,D正確。實(shí)力提升11.一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為λ1的中子和另一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個(gè)氚核,該氚核的德布羅意波長(zhǎng)為(A)A.λ1λ2λ1+解析:中子的動(dòng)量p1=hλ1,氘核的動(dòng)量p2=hλ2,同向正碰后形成的氚核的動(dòng)量p3=p2+p1,所以氚核的德布羅意波長(zhǎng)λ3=12.(多選)如圖所示是用光照耀某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的改變圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4.27,與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5,普朗克常量h=6.63×10-34J·s)。由圖可知(AC)A.該金屬的截止頻率為4.27×1014HzB.該金屬的截止頻率為5.5×1014HzC.該圖線的斜率表示普朗克常量D.該金屬的逸出功為0.5eV解析:圖線在橫軸上的截距為截止頻率,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知圖線的斜率為普朗克常量,選項(xiàng)C正確;金屬的逸出功為W0=hνc=6.63×13.(多選)利用金屬晶格(大小約10-10mA.該試驗(yàn)說(shuō)明電子具有波動(dòng)性B.試驗(yàn)中電子束的德布羅意波長(zhǎng)為λ=hC.加速電壓U越大,電子的衍射現(xiàn)象越不明顯D.若用相同動(dòng)能的質(zhì)子代替電子,衍射現(xiàn)象將更加明顯解析:得到了電子的衍射圖樣,說(shuō)明實(shí)物粒子(電子)具有波動(dòng)性,證明白物質(zhì)波的存在,故選項(xiàng)A正確;電子被加速后的速度為v,則有Ue=12mv2,即v=2Uem,依據(jù)λ=hp得試驗(yàn)中電子束的德布羅意波長(zhǎng)為h214.(多選)某種單色光在真空中的傳播速度是c,波長(zhǎng)為λ0,光子的動(dòng)量是p,在水中的傳播速度是v,波長(zhǎng)為λ,水對(duì)這種單色光的折射率為n,當(dāng)這束單色光從空氣(可視為真空)斜射入水中時(shí),入射角為θ1,折射角為θ2。已知普朗克常量為h,則下列表達(dá)式正確的有(ABD)A.v=cn B.λ=λ0C.p=hλ D.v=c解析:依據(jù)折射率的物理意義可知,選項(xiàng)A正確。光從真空進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率和周期不變,速度將變?yōu)樵瓉?lái)的1n,所以波長(zhǎng)也將變?yōu)樵瓉?lái)的1n,即λ=λ0vc,選項(xiàng)B正確;依據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式λ0=hp,可得光子的動(dòng)量為p=hλ0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;依據(jù)折射定律有n=15.小宇同學(xué)參與學(xué)?？萍技文耆A,設(shè)計(jì)了一個(gè)光電煙霧探測(cè)器。如圖,從光源S發(fā)出一束光,當(dāng)有煙霧進(jìn)入探測(cè)器時(shí),來(lái)自S的光會(huì)被煙霧散射而有部分進(jìn)入光電管C,從而產(chǎn)生光電流,當(dāng)光電流大于10-8A時(shí),便會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。小宇同學(xué)選用光電管的陰極材料為金屬鈉,已知鈉的極限頻率為6.00×1014A.光源發(fā)出的光越強(qiáng),光電煙霧探測(cè)器靈敏度越高B.光源發(fā)出的光的頻率越高,光電煙霧探測(cè)器靈敏度越高C.要使該探測(cè)器正常工作,光源S發(fā)出的光波波長(zhǎng)不能小于0.5μmD.當(dāng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警時(shí),每秒進(jìn)入光電管C的光子最少數(shù)目是1.25×1010個(gè)解析:光源發(fā)出的光越強(qiáng),相應(yīng)的被煙霧散射而進(jìn)入光電管C的光子數(shù)量就越多,光電煙霧探測(cè)器靈敏度越高,A正確;光電管C產(chǎn)生的光電流與光的頻率無(wú)關(guān),B錯(cuò)誤;由c=λν可得鈉的極限波長(zhǎng)為0.5μm,故要使該探測(cè)器正常工作,光源S發(fā)出的光波波長(zhǎng)不能大于0.5μm,C錯(cuò)誤;由n=qe=Ite得,當(dāng)光電流為10-8A時(shí),逸出的光電子數(shù)為6.25×16.如圖所示是測(cè)定光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子荷質(zhì)比的簡(jiǎn)要試驗(yàn)原理圖。兩塊平行板相距為d,其中N為金屬板,受紫外線照耀后將放射出沿不同方向運(yùn)動(dòng)的光電子形成電流,從而引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。若調(diào)整R漸漸增大極板電壓,可以發(fā)覺(jué)電流漸漸減小,當(dāng)電壓表示數(shù)為U時(shí),電流恰好為零,切斷開(kāi)關(guān),在MN間加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),漸漸增大磁感