【2019最新】精选高考物理一轮复习第十二章近代物理课时规范练37光电效应波粒二象性新人教版

1、【 2019 最新】精选高考物理一轮复习第十二章近代物理课时规范练 37 光电效应波粒二象性新人教版基础巩固组1.( 光电效应 ) 关于光电效应 , 下列说法正确的是 ()A. 极限频率越大的金属材料逸出功越大B. 只要光照射的时间足够长 , 任何金属都能产生光电效应C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大, 这种金属的逸出功越小D.入射光的光强一定时 , 频率越高 , 单位时间内逸出的光电子数就越多答案 A解析逸出功 W0=h0,W00,A 正确 ; 只有照射光的频率 大于金属极限频率 0, 才能产生光电效应现象 ,B 错误 ; 由光电效应方程Ekm=h-W0知,光电子的最大初动能与入射光

2、的频率和金属材料的逸出功都有关系, 所以C 错误 ; 光强 E=nh,E 一定 , 越大 , 则光子数 n 越小, 单位时间内逸出的光电子数就越少 ,D 错误。欢迎下载。2.( 光电效应 )(2017 ·广东阳东模拟 ) 用如图所示的光电管研究光电效应, 用某种频率的单色光a 照射光电管阴极K, 电流计 G的指针发生偏转 , 而用另一频率的单色光b 照射光电管阴极K时, 电流计 G的指针不发生偏转。那么()A.a 光的频率不一定大于b 光的频率B. 只增加 a 光的强度可使通过电流计G的电流增大C.增加 b 光的强度可能使电流计G的指针发生偏转D.用 a 光照射光电管阴极K 时通过电

3、流计 G的电流是由 d 到 c答案 B解析由于用单色光a 照射光电管阴极K, 电流计 G的指针发生偏转 , 说明发生了光电效应 , 而用另一频率的单色光b 照射光电管阴极K 时, 电流计 G的指针不发生偏转 , 说明 b 光不能发生光电效应 , 即 a 光的频率一定大于b 光的频率 , 选项 A 错误 ; 增加 a 光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加, 则通过电流计 G的电流增大 , 选项 B正确 ; 因为 b 光不能发生光电效应 ,所以即使增加b 光的强度也不可能使电流计G的指针发生偏转 , 选项 C错2【2019最新】精选高考物理一轮复习第十二章近代物理课时规范练37光电效应波粒二

4、象性新人教版误; 用 a 光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G的电子的方向是由 d 到 c, 所以电流方向是由 c 到 d, 选项 D错误。3.( 光电效应图象 )(2017 ·期末 )爱因斯坦因提出了光量子概念, 并成功地解释了光电效应的规律而获得1921 年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率 的关系如图所示 , 其中 0 为极限频率。则可以确定的是()A. 逸出功与 有关B.Ekm与入射光强度成正比C.当 <0 时, 会逸出光电子D.图中直线的斜率与普朗克常量有关答案 D解析由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0和 W0=h0(W0为金属的逸出

5、功 )可得 ,Ek=h -h 0, 可见图象的斜率就表示普朗克常量,D 正确 ; 只有0 时才会发生光电效应 ,C 错误 ; 金属的逸出功只与金属本身有关, 与入射光的频率无关 ,A 错误 ; 最大初动能取决于入射光的频率和金属的逸出功, 而与入射光的强度无关 ,B 错误。3/153/154.( 多选 )( 波粒二象性 ) 物理学家做了一个有趣的实验: 在双缝干涉实验中 ,在光屏处放上照相底片, 若减弱光的强度 , 使光子只能一个一个地通过狭缝。实验结果表明 , 如果曝光时间不太长, 底片上只能出现一些不规则的点;如果曝光时间足够长 , 底片上就会出现规则的干涉条纹。对这个实验结果的认识 ,

6、下列正确的是 ()A. 曝光时间不长时 , 光的能量太小 , 底片上的条纹看不清楚, 故出现不规则的点B. 单个光子的运动没有确定的轨道C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D.只有大量光子的行为才表现出波动性答案 BCD解析单个光子通过双缝后的落点无法预测, 大量光子的落点出现一定的规律性 , 落在某些区域的可能性较大, 这些区域正是波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域。光具有波粒二象性, 少数光子的行为表现为粒子性, 大量光子的行为表现为波动性。所以正确选项为B、C、D。5.( 多选 )( 波粒二象性 ) 下列说法正确的是 ()A. 普朗克为了解释黑体辐射现象, 第一次提出了能量

7、量子化理论4【2019最新】精选高考物理一轮复习第十二章近代物理课时规范练37光电效应波粒二象性新人教版B. 大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹, 这表明所有的电子都落在明条纹处C.电子和其他微观粒子都具有波粒二象性D.光波是一种概率波 , 光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的, 这是光子自身的固有性质答案 AC解析普朗克为了解释黑体辐射现象, 第一次提出了能量量子化理论,A 正确 ;不可能所有的电子都落在明条纹处, 只是电子落到该处的概率大,B 错误 ;所有粒子都具有波粒二象性,C 正确 ; 波粒二象性是光的根本属性, 与光子之间的相互作用无关 ,D 错误。6.( 爱因斯坦光

8、电效应方程) 已知钙和钾的截止频率分别为7.73 ×1014 Hz和 5.44 ×1014 Hz, 在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应, 比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子, 钙逸出的光电子具有较大的()A. 波长B. 频率C.能量D.动量答案 A5/155/15解析由爱因斯坦光电效应方程h=W0+,又由 W0=h0, 可得光电子的最大初动能 =h-h 0, 由于钙的截止频率大于钾的截止频率, 所以钙逸出的光电子的最大初动能较小, 因此它具有较小的能量、频率和动量,B 、C、D 错;又由 c= 可知光电子频率较小时 , 波长较大 ,A 对。7.( 光电效应图象

9、 )(2017 ·东城期末 ) 实验得到金属钙的光电子的最大初动能 Ekmax与入射光频率 的关系如图所示。下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功 , 参照下表可以确定的是()金属钨钙 钠截止频10.7. 75. 5率9533 0/ Hz逸出功4.5 3.22.2W/eV409A. 如用金属钨做实验得到的Ekmax- 图线也是一条直线 , 其斜率比图中直线的斜率大B. 如用金属钠做实验得到的Ekmax- 图线也是一条直线 , 其斜率比图中直线的斜率大C.如用金属钠做实验得到的Ekmax- 图线也是一条直线 , 设其延长线与纵轴交点的坐标为 (0,-Ek2),则 Ek2<Ek1D

10、.如用金属钨做实验 , 当入射光的频率<1 时, 可能会有光电子逸出6【2019最新】精选高考物理一轮复习第十二章近代物理课时规范练37光电效应波粒二象性新人教版答案 C解析由光电效应方程Ekmax=h-W 可知 Ekmax- 图线是直线 , 且斜率相同 ,选项 A、B 错; 由表中所列的截止频率和逸出功数据可知选项C 正确 , 选项D 错误。8.( 光电效应图象 )(2017 ·江苏南京、盐城二模) 用如图甲所示的装置研究光电效应现象 , 当用光子能量为5 eV 的光照射到光电管上时, 测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示, 则光电子的最大初动能为J, 金属的逸出功为

11、J 。答案 3.2 ×10-194.8 ×10-19解析由题图乙可知 , 当该装置所加的电压为反向电压-2 V 时, 电流计示数为 0, 故光电子的最大初动能为 Ekm=2 eV=3.2×10-19 J, 根据光电效应方程 Ekm=h-W0,可得 W0=3 eV=4.8×10-19 J 。? 导学号 06400492?能力提升组9.( 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

12、电荷量e 和光速 c, 则可知该 X 射线管发出的 X 光的 ()7/157/15A. 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eU=mv2、光速与波长和频率的关系公式c=、光子能量 E=h, 依题意有 eUE, 则可得 , 所以 A、D正确。10.( 多选 ) 如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek 与入射光频率 的关系图象。由图象可知()A. 该金属的逸出功等于EB. 该金属的逸出功等于h0C.入射光的频率为20 时, 产生的光电子的最大初动能为ED.由该图象可得出普朗克常量h=答案 ABC解析由爱因斯坦的光电效应方程可知,Ek=h -

13、W, 对应图线可得该金属的逸出功 W=E=h0,A 、B均正确 ; 若入射光的频率为20, 则产生的光电子的最大初动能 Ek'=2h 0-W=h0=E,故 C正确 ; 由 E=h0 可得 h=,D 错误。8【2019最新】精选高考物理一轮复习第十二章近代物理课时规范练37光电效应波粒二象性新人教版11. 某光源发出的光由不同波长的光组成 , 不同波长的光的强度如图所示 ,表中给出了一些材料的极限波长, 用该光源发出的光照射表中材料()材料钠 铜 铂极限波54 26 19长 (nm) 1 8 6A. 仅钠能产生光电子B. 仅钠、铜能产生光电子C.仅铜、铂能产生光电子D.都能产生光电子答案

14、 D解析根据爱因斯坦光电效应方程可知, 只有光源的波长小于某金属的极限波长 , 就有光电子逸出 , 该光源发出的光的波长小于100 nm, 小于钠、铜、铂三个的极限波长 , 都能产生光电子 , 故 D正确,A 、B、C错误。12.(2017 ·河南洛阳二模 ) 一个德布罗意波波长为1 的中子和另一个德布罗意波波长为2 的氘核同向正碰后结合成一个氚核, 该氚核的德布罗意波波长为 ()A.B.C.D.答案 A9/159/15解析中子的动量p1=, 氘核的动量 p2=, 同向正碰后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波波长3=,A 正确。13. 现有 a、b、c 三束单色光

15、 , 其波长关系为 a bc=123。当用 a 光束照射某种金属板时能发生光电效应 , 飞出的光电子最大动能为 Ek,若改用 b 光束照射该金属板 , 飞出的光电子最大动能为Ek, 当改用 c 光束照射该金属板时 ()A. 能发生光电效应 , 飞出的光电子最大动能为EkB. 能发生光电效应 , 飞出的光电子最大动能为EkC.能发生光电效应 , 飞出的光电子最大动能为EkD.由于 c 光束光子能量较小 , 该金属板不会发生光电效应答案 B解析对 a 光, 由光电效应方程有 -W=Ek,对 b 光有 -W=Ek,由以上两式可得Ek,则 W=Ek。当改用 c 光束照射该金属板时 , 有-W=Ek&#

16、39;得 Ek'=Ek, 故 B 正确。14.10【2019最新】精选高考物理一轮复习第十二章近代物理课时规范练37光电效应波粒二象性新人教版如图所示 , 相距为 d 的两平行金属板A、B 足够大 , 板间电压恒为U,有一波长为 的细激光束照射到B板表面 , 使 B 板发生光电效应 , 已知普朗克常量为 h, 金属板 B 的逸出功为 W,电子质量为 m,电荷量为 e, 求:(1) 从 B 板运动到 A 板所需时间最短的光电子到达 A 板时的动能 ;(2) 光电子从 B 板运动到 A 板所需的最长时间。答案 (1)eU+-W(2)d解析 (1) 由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W和光子的

17、频率为=, 可得到光电子的最大初动能为Ek=-W。能以最短时间到达A 板的光电子是初动能最大且垂直于板面离开B 板的电子。设光电子到达A 板的动能为 Ek1, 则由动能定理得 ,eU=Ek1-Ek, 所以 Ek1=eU+-W。(2) 能以最长时间到达 A 板的光电子是离开 B 板时的初速度为零或初速度方向平行于B 板的光电子。根据牛顿第二定律和匀变速直线运动规律,有 d=at2= 得 t=d 。? 导学号 06400493?15.(2017 ·二模 ) 光电效应现象逸出的光电子的最大初动能不容易直接测量, 也可以利用类似转换的方法。11/1511/15(1) 如图 1 是研究某光电管

18、发生光电效应的电路图, 当用频率为 的光照射金属 K 时, 通过调节光电管两端电压U, 测量对应的光电流I, 绘制了如图2 的 I-U 图象。求当用频率为2 的光照射金属 K 时, 光电子的最大初动能 Ek 的大小。已知电子所带电荷量为e, 图象中 Uc、Im 及普朗克常量 h均为已知量。(2) 有研究者设计了如下的测量光电子最大初动能的方式。研究装置如图3, 真空中放置的平行正对金属板可以作为光电转换装置。用一定频率的激光照射 A 板中心 O点,O 点附近将有大量的电子吸收光子的能量而逸出。B板上涂有特殊材料 , 当电子打在 B 板上时会在落点处留有可观察的痕迹。可以认为所有逸出的电子都从O

19、点以相同大小的速度逸出, 其初速度沿各个方向均匀分布 , 金属板的正对面积足够大( 保证所有的光电子都不会射出两极板所围的区域 ), 光照条件保持不变。已知A、B两极板间的距离为d,电子所带电荷量为e, 质量为 m,其所受重力及它们之间的相互作用力均可忽略不计。通过外接可调稳压电源使 A、B 两极板有一定的电势差 ,A 板接电源的负极, 由 O点逸出的电子打在 B板上的最大区域范围为一个圆形 , 且圆形的面积随 A、B 两极板间的电压变化而改变。已知电子逸出时的速度大小为 v0,试通过计算 , 推导电子打在 B板上的最大范围圆形半径 r 与两极板间电压U的关系式。12【2019最新】精选高考物理一轮复习第十二章近代物理课时规范练37光电效应波粒二象性新人教版通过外接电源给 A、B 两极板间加上一定的电压 U0,若第一次 A 板接电源的负极, 电子打在 B 板上的最大区域为一个圆形 ; 第二次 A 板接电源的正极, 保持极板间所加电压 U0不变, 电子打在 B 板上的最大区域范围仍为一个圆形, 只是这个圆形半径恰好是第一次的一半。为使 B 板上没有电子落点的痕迹, 则两金属板间的电压满足什么条件 ?图