《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 原子與原子核 第一講 光電效應(yīng) 波粒二象性課時(shí)作業(yè)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 原子與原子核 第一講 光電效應(yīng) 波粒二象性課時(shí)作業(yè)(6頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第一講 光電效應(yīng) 波粒二象性
[A組基礎(chǔ)題]
一、單項(xiàng)選擇題
1.如圖所示,當(dāng)弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后,在鋅板上形成明暗相間的條紋,同時(shí)與鋅板相連的驗(yàn)電器鋁箔有張角,則該實(shí)驗(yàn)( )
A.只能證明光具有波動(dòng)性
B.只能證明光具有粒子性
C.只能證明光能夠發(fā)生衍射
D.證明光具有波粒二象性
解析:弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后,在鋅板上形成明暗相間的條紋,這是光的衍射,證明了光具有波動(dòng)性,驗(yàn)電器鋁箔有張角,說明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng),則證明了光具有粒子性,所以該實(shí)驗(yàn)證明了光具有波粒二象性,D正確.
答案:D
2.用波長為2.010-7 m的紫外線照射鎢的表面,釋放出來的光電
2、子中最大的動(dòng)能是4.710-19 J.由此可知,鎢的極限頻率是(普朗克常量h=6.6310-34 Js,光速c=3.0108 m/s,結(jié)果取兩位有效數(shù)字)( )
A.5.51014 Hz B.7.91014 Hz
C.9.81014 Hz D.1.21015 Hz
解析:由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W逸可得W逸=hν-Ek,而W逸=hν0,ν=,所以鎢的極限頻率ν0=-=7.91014 Hz,答案為B.
答案:B
3.下表給出了一些金屬材料的逸出功.
材料
銫
鈣
鎂
鈹
鈦
逸出功(10-19 J)
3.0
4.3
5.9
6.2
6.6
現(xiàn)用
3、波長為400 nm的單色光照射上述材料,能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有幾種(普朗克常量h=6.6310-34 Js,光速c=3.0108 m/s)( )
A.2種 B.3種
C.4種 D.5種
解析:要發(fā)生光電效應(yīng),則入射光的能量必須大于金屬的逸出功,由題可算出波長為400 nm的光的能量為E=hν=h=6.6310-34 J=4.9710-19 J,大于銫和鈣的逸出功,所以A選項(xiàng)正確.
答案:A
4.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(dòng)能Ek隨入射光頻率ν變化的Ekν圖象.已知鎢的逸出功是3.28 eV,鋅的逸出功是3.34 eV,若將二者的
4、圖線畫在同一個(gè)Ekν坐標(biāo)系中,圖所示中用實(shí)線表示鎢,虛線表示鋅,則下列圖象正確反映這一過程的是( )
解析:依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W可知,Ekν圖線的斜率代表普朗克常量h,因此鎢和鋅的Ekν圖線應(yīng)該平行.圖線的橫截距代表極限頻率νc,而ν0=,因此鎢的ν0小些.綜上所述,A圖正確.
答案:A
二、多項(xiàng)選擇題
5.(2014高考海南卷)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用同一種單色光,先后照射鋅和銀的表面,都能發(fā)生光電效應(yīng).對(duì)于這兩個(gè)過程,下列四個(gè)物理過程中,一定不同的是( )
A.遏止電壓 B.飽和光電流
C.光電子的最大初動(dòng)能 D.逸出功
解析:同一種單色光照射不同的金屬,入
5、射光的頻率和光子能量一定相同,金屬逸出功不同,根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0知,最大初動(dòng)能不同,則遏止電壓不同;同一種單色光照射,入射光的強(qiáng)度相同,所以飽和光電流相同.故選A、C、D.
答案:ACD
6.用波長為λ和2λ的光照射同一種金屬,分別產(chǎn)生的速度最快的光電子速度之比為2∶1,普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示,那么下列說法正確的有( )
A.該種金屬的逸出功為
B.該種金屬的逸出功為
C.波長超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
D.波長超過4λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
解析:由hν=W0+Ek知h=W0+mv12,h=W0+mv22,又v1=2v2,所
6、以W0=,故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;光的波長小于或等于3λ時(shí)方能發(fā)生光電效應(yīng),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確.
答案:AD
7.如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象.由圖象可知( )
A.該金屬的逸出功等于E
B.該金屬的逸出功等于hνc
C.入射光的頻率為2νc時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E
D.入射光的頻率為時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為
解析:由題圖得Ek=hν-W0,得Ek=hν-E故逸出功W0=E,故選項(xiàng)A正確;當(dāng)Ek=0時(shí),ν=νc,故E=hνc,故選項(xiàng)B正確;ν=2νc時(shí),可得出Ek=E,故選項(xiàng)C正確;當(dāng)入射光的頻率為時(shí),不發(fā)生光電效
7、應(yīng),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案:ABC
8.(2016河北保定一模)如圖所示,這是一個(gè)研究光電效應(yīng)的電路圖,下列敘述中正確的是( )
A.只調(diào)換電源的極性,移動(dòng)滑片P,當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí),電壓表示數(shù)為遏止電壓Uc的數(shù)值
B.保持光照條件不變,滑片P向右滑動(dòng)的過程中,電流表示數(shù)將一直增大
C.不改變光束顏色和電路,增大入射光束強(qiáng)度,電流表示數(shù)會(huì)增大
D.陰極K需要預(yù)熱,光束照射后需要一定的時(shí)間才會(huì)有光電流
解析:只調(diào)換電源的極性,移動(dòng)滑片P,電場(chǎng)力對(duì)電子做負(fù)功,當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí),則有qU=mv2-0,那么電壓表示數(shù)為遏止電壓Uc的數(shù)值,故A正確;保持光照條件不變,滑片P向右滑動(dòng)的過程
8、中,導(dǎo)致電壓增大,則電場(chǎng)力做功增大,則電流表示數(shù)會(huì)增大,若電流達(dá)到飽和電流,則電流表示數(shù)不再增大,故B錯(cuò)誤;不改變光束顏色和電路,增大入射光束強(qiáng)度,則光電子數(shù)目增多,那么電流表示數(shù)會(huì)增大,故C正確;光束照射后不需要一定的時(shí)間,幾乎同時(shí)就有光電流,故D錯(cuò)誤.
答案:AC
[B組能力題]
一、選擇題
9.(多選)(2017河南鶴壁市高中模擬)下列說法正確的有( )
A.普朗克曾經(jīng)大膽假設(shè):振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍,這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做能量子
B.α 粒子散射實(shí) 驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),這是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)之一
C.由玻
9、爾理論可知,氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),要輻射一定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能減小,電勢(shì)能增大
D.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中, 用同種頻率的光照射不同的金屬表面,從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能Ek越大,則這種金屬的逸出功W0越小
解析:普朗克能量量子化理論:振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍,這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做能量子,故A正確;α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),這是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)之一,故B正確;玻爾理論可知,氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),要輻射一定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小,故C錯(cuò)誤;光電效
10、應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用同種頻率的光照射不同的金屬表面,根據(jù)光電效應(yīng)方程:Ek=hν-W0,從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能Ek越大,則這種金屬的逸出功W0越小,故D正確.
答案:ABD
10.(2016江蘇蘇州一模)現(xiàn)有a、b、c三束單色光,其波長關(guān)系為λa∶λb∶λc=1∶2∶3.當(dāng)用a光束照射某種金屬板時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng),飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek,若改用b光束照射該金屬板,飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek,當(dāng)改用c光束照射該金屬板時(shí)( )
A.能發(fā)生光電效應(yīng),飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek
B.能發(fā)生光電效應(yīng),飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek
C.能發(fā)生光電效應(yīng),飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek
D.由于
11、c光束光子能量最小,該金屬板不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)
解析:a、b、c三束單色光,其波長關(guān)系為λa∶λb∶λc=1∶2∶3,因?yàn)楣庾宇l率ν=,可知光子頻率之比為6∶3∶2.設(shè)a光的頻率為6ν,根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=h6ν-W0,Ek=h3ν-W0.
聯(lián)立兩式解得逸出功W0=hν,Ek=hν.
c光的光子頻率為2ν,能量為2hν>W(wǎng)0,能發(fā)生光電效應(yīng).
最大初動(dòng)能Ekm′=h2ν-W0=hν=Ek.故B正確.
答案:B
二、非選擇題
11.(2017湖北武漢部分重點(diǎn)中學(xué)期中)從1907年起,美國物理學(xué)家密立根開始以精湛的技術(shù)測(cè)量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量.他通過如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量某金屬
12、的遏止電壓Uc與入射光頻率ν,作出Uc-ν圖象,由此算出普朗克常量h,并與普朗克根據(jù)黑體輻射測(cè)出的h相比較,以檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性.圖中頻率ν1、ν2,遏止電壓Uc1、Uc2及電子的電荷量e均為已知,求:
(1)普朗克常量h;
(2)該金屬的截止頻率ν0.
解析:根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0及動(dòng)能定理eUc=Ek,可得Uc=ν-ν0.結(jié)合圖象知k==.
普朗克常量h=.截止頻率ν0=.
答案:(1) (2)
12.某同學(xué)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路研究光電效應(yīng),用某單色光照射光電管的陰極K時(shí),會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象.閉合開關(guān)S,在陽極A和陰極K之間加上反向電壓,通
13、過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓,直至電流計(jì)中電流恰為零,此時(shí)電壓的示數(shù)U稱為反向遏止電壓.根據(jù)反向遏止電壓,可以計(jì)算出光電子的最大初動(dòng)能.現(xiàn)分別用ν1和ν2的單色光照射陰極,測(cè)量到反向遏止電壓分別為U1和U2,設(shè)電子的比荷為,求:
(1)陰極K所用金屬的極限頻率;
(2)用題目中所給條件表示普朗克常量h.
解析:(1)由于陽極A和陰極K之間所加電壓為反向電壓,根據(jù)動(dòng)能定理有
-eU1=0-mv12
-eU2=0-mv22
根據(jù)光電效應(yīng)方程
mv12=hν1-W0
mv22=hν2-W0
其中W0=hνc
解以上各式得νc=.
(2)由(1)中各式得
eU1=hν1-W0
eU2=hν2-W0
解得h=.
答案:(1) (2)
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375