2019版高考物理一轮复习第13章近代物理初步47光电效应波粒二象性能力训练15188.doc

47 光电效应、波粒二象性1(2017北京朝阳模拟)(多选)用绿光照射一个光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以()A改用红光照射 B改用紫光照射C改用蓝光照射 D增加绿光照射时间答案BC解析光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，D错误；最大初动能与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能，A错误，B、C正确。2(2018天津红桥区期末)(多选)下列说法正确的是()A动量相同的电子和质子，其德布罗意波长相同B光电效应现象说明光具有粒子性，光子具有能量C康普顿效应说明光具有粒子性，光子具有动量D黑体辐射的实验规律说明在宏观世界里能量是连续的答案ABC解析根据物质波波长公式可知，当质子和电子动量相同时，则德布罗意波长相同，A正确；光电效应现象说明光具有粒子性，光子具有能量，光子的能量h，B正确；康普顿效应说明光具有粒子性和光子具有动量，光子的动量p，C正确；黑体辐射的实验规律说明在宏观世界里能量是分立的，D错误。3(2017陕西宝鸡中学高三质检)(多选)下列说法正确的是()A普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫能量子B德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，而且粒子的能量和动量p跟它对应的波的频率和波长之间，遵从和C光电效应揭示了光具有粒子性，康普顿效应揭示了光具有波动性DX射线是处于激发态的原子核辐射出的答案AB解析普朗克把最小的能量单位叫能量子，故A正确；德布罗意提出了实物粒子具有波动性的规律，故B正确；在康普顿效应中，也揭示了光具有粒子性，故C错误；X射线是处于激发态的原子内层电子受到激发辐射出的，故D错误。4频率为的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为Ekm。改为频率为2的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)()AEkmh B2EkmCEkmh DEkm2h答案C解析根据爱因斯坦光电效应方程得：EkmhW0，若入射光频率变为2，则Ekmh2W02h(hEkm)hEkm，故选C。5用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等的关系，A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。由图可知()A单色光a和c的频率相同，但a更强些B单色光a和c的频率相同，但a更弱些C单色光b的频率小于a的频率D改变电源的极性不可能有光电流产生答案A解析由题图乙可知，单色光a、c的遏止电压相同，根据光电效应方程可知EkhW0又EkeUc，所以单色光a和c的频率相同，但a产生的光电流大，说明a光的强度大，A正确、B错误；单色光b的遏止电压大于单色光a、c的遏止电压，所以单色光b的频率大于a的频率，C错误；光的频率不变，改变电源的极性，只要所加反向电压没达到遏止电压，可能有光电流产生，D错误。6(2018湖北武汉联考)(多选)在X射线管中，由阴极发射的电子(不计初速度)被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量h、电子电荷量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的()A最短波长为 B最长波长为C最小频率为 D最大频率为答案AD解析根据动能定理eUmv2、光速与波长和频率的关系公式c、光子能量Eh，依题意有eUE，则可得，故A、D正确。7(多选)某半导体激光器发射波长为1.5106 m，功率为5.0103 W的连续激光。已知可见光波长的数量级为107 m，普朗克常量h6.631034 Js，该激光器发出的是()A是紫外线B是红外线C光子能量约为1.31018 JD光子数约为每秒3.81016 个答案BD解析波长的大小大于可见光的波长，属于红外线，故A错误、B正确；光子能量Eh6.631034 J1.3261019 J，故C错误；每秒钟发出的光子数n3.81016，故D正确。8(多选)用某单色光照射金属钛表面，发生光电效应，从钛表面放出光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图，则下列说法正确的是()A钛的逸出功为6.671019 JB钛的极限频率为1.01015 HzC光电子的最大初动能为1.01018 JD由图线可求得普朗克常量为6.671034 JsE光电子的最大初动能与入射光的频率成正比答案ABD解析根据光电效应方程EkhW0知，图线的斜率等于普朗克常量，则h6.671034 Js，故D正确；当最大初动能为零时，入射光的频率等于金属的极限频率，则01.01015 Hz，可知逸出功W0h06.67103411015 J6.671019 J，故A、B正确；入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，根据该图无法得出光电子的最大初动能，故C错误；由图可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，故E错误。9(2016全国卷)(多选)现用一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是()A保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B入射光的频率变高，饱和光电流变大C入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关答案ACE解析保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，单位时间内逸出的光电子个数增加，则饱和光电流变大，故A正确。饱和光电流的大小与入射光的频率无直接关系，故B错误。由EkhW0，可知C正确。当入射光的频率小于金属的极限频率时，光电效应不能发生，故D错误。由eUcmv2hW0得eUchW0，可见，遏止电压Uc随的增大而增大，与入射光的光强无关，故E正确。10(2016广东广州二模)(多选)如图所示是光控继电器的示意图，K是光电管的阴极。下列说法正确的是()A图中a端应是电源的正极B只要有光照射K，衔铁就被电磁铁吸引C只要照射K的光强度足够大，衔铁就被电磁铁吸引D只有照射K的光频率足够大，衔铁才被电磁铁吸引答案AD解析电路中要产生电流，则a端接电源的正极，使逸出的光电子在光电管中加速，放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后，使铁芯磁化，将衔铁吸住，A正确。根据光电效应产生的条件可知，只有照射K的光频率大于金属的极限频率时，才能产生光电效应，产生光电效应时，衔铁才被电磁铁吸引，B错误、D正确。根据光电效应方程知，能否发生光电效应与入射光的强度无关，由金属的逸出功和入射光的频率决定，故C错误。11(2015全国卷)(多选)实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是()A电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关答案ACD解析衍射和干涉是波特有的现象，A、C正确；光电效应体现了光的粒子性，E错误；射线在云室中穿过，留下的径迹是粒子的轨迹，B错误；电子显微镜利用了电子的波动性来观测物质的微观结构，D正确。12(2017河北定州质检)(多选)三种不同的入射光A、B、C分别射在三种不同的金属a、b、c表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长ABC，则()A用入射光A照射金属b和c，金属b和c均可发生光电效应现象B用入射光A和B照射金属c，均可使金属c发生光电效应现象C用入射光C照射金属a和b，金属a、b均可发生光电效应现象D用入射光B和C照射金属a，均可使金属a发生光电效应现象答案CD解析恰能使金属逸出光电子，说明入射光的频率恰好等于金属的截止频率，由题意知入射光的频率ABC，A的频率最小，用入射光A照射金属b和c，金属b和c均不能发生光电效应，A错误；A、B光的频率都小于C的频率，用入射光A和B照射金属c，金属c不能发生光电效应，B错误；C的频率比A、B的频率都大，所以用入射光C照射金属a和b，金属a、b均可发生光电效应，C正确；A的频率小于B、C的频率，所以用入射光B、C照射金属a，均可使金属a发生光电效应，D正确。13(2015全国卷)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图所示。若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为_，所用材料的逸出功可表示为_。答案ekeb解析由光电效应方程，光电子的最大初动能mv2hW0。根据动能定理，eUcmv2，联立解得：Uc。对照题图可知：图象斜率k，解得普朗克常量hek。图象在纵轴上的截距b，解得所用材料的逸出功W0eb。14(2017辽宁庄河期中)如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长0.50 m的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h6.631034 Js。结合图象，求：(结果保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大