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2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第二節(jié) 光電效應(yīng)、波粒二象性課后達(dá)標(biāo)檢測 一、選擇題 1．(xx蘇北四市調(diào)研)下列說法中正確的是(　　) A．光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性 B．普朗克在研究黑體輻射問題時(shí)提出了能量子假說 C．愛因斯坦建立了光量子理論，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象 D．運(yùn)動(dòng)的宏觀物體也具有波動(dòng)性，其速度越大物質(zhì)波的波長越長 解析：選ABC.光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光是一份一份的，即光具有粒子性，A正確；由物理學(xué)史知B、C正確；物質(zhì)波的波長與運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量有關(guān)系，動(dòng)量越小波長越長，D錯(cuò)誤． 2．用極微弱的可見光做雙縫干涉實(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．用紫外光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，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；紫外光本質(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． 3．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的(　　) A．頻率　　　　　　　　 B．強(qiáng)度 C．照射時(shí)間 D．光子數(shù)目 解析：選A.由Ek＝hν－W知光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率． 4．(xx高考江蘇卷)已知鈣和鉀的截止頻率分別為 7.73 1014 Hz 和5.441014 Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的(　　) A．波長 B．頻率 C．能量 D．動(dòng)量 解析：選A.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程mv＝hν－W.由題知W鈣>W鉀，所以鈣逸出的光電子的最大初動(dòng)能較?。鶕?jù)p＝及p＝和c＝λν知，鈣逸出的光電子的特點(diǎn)是：動(dòng)量較小、波長較長、頻率較?。x項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤． 5．入射光照射到某金屬表面上發(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(　　) A．從光照至金屬表面上到發(fā)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)目將減小 D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng) 解析：選C.只要入射光頻率不變，光電效應(yīng)仍能發(fā)生，且由Ekm＝hν－W知光電子的最大初動(dòng)能不變，B、D錯(cuò)；若入射光強(qiáng)度減弱，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目將減小，但發(fā)生光電效應(yīng)的時(shí)間間隔不變，A錯(cuò)，C對(duì)． 6.(xx鄭州模擬)甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率間的函數(shù)關(guān)系分別如圖中的Ⅰ、Ⅱ所示．下列判斷正確的是(　　) A．Ⅰ與Ⅱ不一定平行 B．乙金屬的極限頻率大 C．圖象縱軸截距由入射光強(qiáng)度判定 D．Ⅰ、Ⅱ的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系 解析：選BD.Ek－ν圖象的斜率表示普朗克常量，圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示極限頻率，圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值為逸出功，由金屬材料判定，故B、D正確． 7．(xx陜西師大附中檢測)用a、b兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板，發(fā)現(xiàn)當(dāng)a光照射時(shí)驗(yàn)電器的指針偏轉(zhuǎn)，b光照射時(shí)指針未偏轉(zhuǎn)，以下說法正確的是 (　　) A．增大a光的強(qiáng)度，驗(yàn)電器的指針偏角一定減小 B．a(chǎn)光照射金屬板時(shí)驗(yàn)電器的金屬小球帶負(fù)電 C．a(chǎn)光在真空中的波長小于b光在真空中的波長 D．若a光是氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝1的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n＝5的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的 解析：選CD.增大a光的強(qiáng)度，從金屬板中打出的光電子數(shù)增多，驗(yàn)電器帶電荷量增大，指針偏角一定增大，A錯(cuò)誤．a(chǎn)光照射到金屬板時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，從金屬板中打出電子，金屬板帶正電，因此，驗(yàn)電器的金屬小球帶正電，B錯(cuò)誤．發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，因此a光的頻率大于b光的頻率，a光在真空中的波長小于b光在真空中的波長，C正確．氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝1的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量大于氫原子從n＝5的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量，D正確． 8．在做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，某金屬被光照射產(chǎn)生了光電效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示，C、ν0為已知量．由圖線可知(　　) A．普朗克常量的數(shù)值 B．該金屬的逸出功 C．該金屬的極限頻率 D．入射光的頻率增大，金屬的極限頻率隨之增大 E．入射光的頻率加倍，光電子的最大初動(dòng)能加倍 解析：選ABC.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，Ek－ν圖象的斜率等于普朗克常量，A正確，Ek－ν圖象在縱軸上的截距的絕對(duì)值表示逸出功，B正確；當(dāng)Ek＝0時(shí)，ν＝ν0，極限頻率為ν0，C正確；金屬的極限頻率是常量，D錯(cuò)誤；根據(jù)Ek＝hν－W0，光電子的最大初動(dòng)能不與入射光頻率成正比，E錯(cuò)誤． 9．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 E．對(duì)于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系 解析：選ADE.發(fā)生光電效應(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與光的頻率成線性關(guān)系．若頻率不變，Ek與W0成線性關(guān)系，D、E正確． ☆10.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AK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． 二、非選擇題 11．紫光在真空中的波長為4.510－7 m，問： (1)紫光光子的能量是多少？ (2)用它照射極限頻率為ν0＝4.621014 Hz的金屬鉀能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？若能產(chǎn)生，則光電子的最大初動(dòng)能為多少？(h＝6.6310－34 Js) 解析：(1)E＝hν＝h＝4.4210－19 J. (2)ν＝＝6.671014 Hz，因?yàn)棣?ν0，所以能產(chǎn)生光電效應(yīng)．光電子的最大初動(dòng)能為 Ekm＝hν－W0＝h(ν－ν0)＝1.3610－19 J. 答案：(1)4.4210－19 J　(2)能　1.3610－19 J ☆12.如圖所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零． (1)求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大??； (2)求該陰極材料的逸出功． 解析：設(shè)用光子能量為2.5 eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ekm，陰極材料逸出功為W0 當(dāng)反向電壓達(dá)到U0＝0.60 V以后，具有最大初動(dòng)能的光電子達(dá)不到陽極，因此eU0＝Ekm 由光電效應(yīng)方程知Ekm＝hν－W0 由以上二式得Ekm＝0.6 eV，W0＝1.9 eV. 答案：(1)0.6 eV　(2)1.9 eV