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(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第13章 動(dòng)量守恒定律近代物理 4 第三節(jié) 光電效應(yīng) 波粒二象性課后達(dá)標(biāo)能力提升 新人教版

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(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第13章 動(dòng)量守恒定律近代物理 4 第三節(jié) 光電效應(yīng) 波粒二象性課后達(dá)標(biāo)能力提升 新人教版_第1頁
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1、(浙江專版)2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第13章 動(dòng)量守恒定律近代物理 4 第三節(jié) 光電效應(yīng) 波粒二象性課后達(dá)標(biāo)能力提升 新人教版 一、選擇題 1.關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性,下列說法中不正確的是(  ) A.不僅光子具有波粒二象性,一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性 B.運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣,當(dāng)它們通過一個(gè)小孔時(shí),都沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道 C.波動(dòng)性和粒子性,在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的,但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的 D.實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道,所以實(shí)物不具有波粒二象性 解析:選D.光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律,大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性,而單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出光

2、的粒子性.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),波動(dòng)性越明顯,光的頻率越高,粒子性越明顯.而宏觀物體的德布羅意波的波長(zhǎng)太小,實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性,不是不具有波粒二象性,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 2.在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,與光的波動(dòng)理論不矛盾的是(  ) A.光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的 B.所有金屬都存在極限頻率 C.光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大 D.入射光頻率越大,光電子最大初動(dòng)能越大 解析:選C.按照光的波動(dòng)理論,電子吸收光子的能量需要時(shí)間,因此光電效應(yīng)不可能瞬時(shí)發(fā)生,這與光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性矛盾;按照光的波動(dòng)理論,只要有足夠長(zhǎng)的時(shí)間,電子會(huì)吸收足夠的能量,克服原子的束縛成為光電子,因此所有金屬均可以發(fā)生光電效應(yīng),這與光電效

3、應(yīng)有極限頻率矛盾;按照光的波動(dòng)理論,照射光越強(qiáng),電子獲得的能量越大,打出的光電子的最大初動(dòng)能越大,這與光電效應(yīng)中打出的光子的最大初動(dòng)能與光強(qiáng)無關(guān),而與照射光的頻率有關(guān)矛盾;按照光的波動(dòng)理論也可以得到光越強(qiáng)打出的光電子越多,光電流越大,因此C項(xiàng)正確. 3. 研究光電效應(yīng)電路如圖所示,用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K),鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流.下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中,正確的是(  ) 解析:選C.由于是強(qiáng)度不同的光照射同種鈉極板,則遏止電壓相同,強(qiáng)度不同,飽和光電流不同.選項(xiàng)C正確. 4.用極微弱的可

4、見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),隨著時(shí)間的增加,在照相底片上先后出現(xiàn)如圖甲、乙、丙所示的圖象,則(  ) A.圖象甲表明光具有粒子性 B.圖象乙表明光具有波動(dòng)性 C用紫外線觀察不到類似的圖象 D.實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波 解析:選ABD.圖象甲曝光時(shí)間短,通過光子數(shù)很少,呈現(xiàn)粒子性.圖象乙曝光時(shí)間長(zhǎng),通過了大量光子,呈現(xiàn)波動(dòng)性,故A、B正確;同時(shí)也表明光波是一種概率波,故D也正確;紫外線本質(zhì)和可見光本質(zhì)相同,也可以發(fā)生上述現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤. 5.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)物理量中,一定不同的是(  ) A.遏止電壓   

5、    B.飽和光電流 C.光電子的最大初動(dòng)能 D.逸出功 解析:選ACD.同一種單色光照射不同的金屬,入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. 6. 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hν0 C.入射光的頻率為2ν0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:選ABC.由愛因斯坦光

6、電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知,當(dāng)ν=0時(shí)-W0=Ek,故W0=E,A項(xiàng)對(duì);而Ek=0時(shí),hν=W0即W0=hν0,B項(xiàng)對(duì);入射光的頻率為2ν0時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ekm=2hν0-h(huán)ν0=hν0=E,C項(xiàng)對(duì);入射光的頻率為時(shí),不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),D錯(cuò). 7.一單色光照到某金屬表面時(shí),有光電子從金屬表面逸出,下列說法中不正確的是(  ) A.只增大入射光的頻率,金屬逸出功將減小 B.只延長(zhǎng)入射光照射時(shí)間,光電子的最大初動(dòng)能將增大 C.只增大入射光的頻率,光電子的最大初動(dòng)能將增大 D.只增大入射光的頻率,光電子逸出所經(jīng)歷的時(shí)間將縮短 解析:選ABD.即便增大入射光的頻率,金屬逸出功

7、也將不變,故A錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知,光電子的最大初動(dòng)能由入射光的頻率和逸出功決定,只延長(zhǎng)入射光照射時(shí)間,光電子的最大初動(dòng)能將不變,只增大入射光的頻率,光電子的最大初動(dòng)能將增大,故B錯(cuò)誤,C正確;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于截止頻率,光電子逸出所經(jīng)歷的時(shí)間幾乎是瞬間的,故D錯(cuò)誤. 8.產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí),關(guān)于逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek,下列說法正確的是(  ) A.對(duì)于同種金屬,Ek與照射光的強(qiáng)度無關(guān) B.對(duì)于同種金屬,Ek與照射光的波長(zhǎng)成反比 C.對(duì)于同種金屬,Ek與照射光的時(shí)間成正比 D.對(duì)于同種金屬,Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系 解析:選AD.發(fā)生光電效

8、應(yīng),一個(gè)電子獲得一個(gè)光子的能量,Ek=hν-W0,所以Ek與照射光的強(qiáng)度無關(guān),與光照射的時(shí)間無關(guān),A正確,C錯(cuò)誤;由Ek=hν-W0=h-W0可知Ek與λ并非成反比關(guān)系,B錯(cuò)誤;由Ek=hν-W0可知,Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系,D正確. 9. 研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,以頻率為ν的光照射光電管電極K時(shí),有光電子產(chǎn)生.光電管K、A極間所加的電壓U可由圖中的電壓表測(cè)出,光電流I由圖中電流計(jì)測(cè)出,下列關(guān)于光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的說法中,正確的是(  ) A.降低入射光的頻率有可能光電管電極K上無光電子放出 B.當(dāng)滑片P位于P′右端時(shí),電極K、A間所加電壓使從電極K發(fā)出的光電子加速

9、 C.保持入射光頻率、光強(qiáng)不變,若只增大光電管K、A間所加的加速電壓,光電流會(huì)趨于一個(gè)飽和值 D.調(diào)整滑片P、P′的位置,可使光電子從K極發(fā)射后向A極做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰為零時(shí),電壓表的示數(shù)稱為反向截止電壓 解析:選ACD.降低入射光的頻率,當(dāng)入射光的頻率低于金屬的極限頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng),A對(duì);當(dāng)滑片P位于P′右端時(shí),電極K、A間所加電壓為反向電壓,此電壓使光電子減速,B錯(cuò);保持入射光頻率、光強(qiáng)不變,若增加光電管K、A間所加電壓,光電流會(huì)趨于一個(gè)飽和值,這個(gè)電流就是飽和光電流,C對(duì);D所敘述的過程滿足Ek=eU,D對(duì). 二、非選擇題 10.(2018·揚(yáng)州市高三調(diào)研測(cè)試)用

10、能量為E0的光子照射基態(tài)氫原子,剛好可使該原子中的電子成為自由電子,這一能量E0稱為氫原子的電離能.現(xiàn)用某一頻率的光子從基態(tài)氫原子中擊出一電子(電子質(zhì)量為m),該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為v,其德布羅意波長(zhǎng)為________,該入射光子的頻率為________.(普朗克常量為h) 解析:由德布羅意波的波長(zhǎng)與動(dòng)量關(guān)系可知λ==;由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知hν=E0+mv2得ν=. 答案:見解析 11. 如圖所示,當(dāng)波長(zhǎng)λ=200 nm的紫外線照射到金屬上時(shí),逸出的光電子最大初動(dòng)能E=3.5 eV.已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光在真空中的傳播速度c=3.0×108 m/s.求: (1)紫外線的頻率; (2)金屬的逸出功. 解析:(1)ν==1.5×1015 Hz. (2)由E=hν-W0,得W0=4.3×10-19 J. 答案:見解析

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