《2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 原子與原子核 第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性作業(yè) 新人教版.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 原子與原子核 第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性作業(yè) 新人教版.doc（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性 [課時(shí)作業(yè)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　單獨(dú)成冊(cè)　方便使用 [基礎(chǔ)題組] 一、單項(xiàng)選擇題 1．下列有關(guān)光的波粒二象性的說(shuō)法中正確的是(　　) A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子與電子是同樣的一種粒子 C．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著，波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著 D．大量光子的行為往往顯示出粒子性 解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動(dòng)性，有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，光子不是實(shí)物粒子，沒(méi)有靜止質(zhì)量，電子是以實(shí)物形式存在的物質(zhì)，光子是以場(chǎng)形式存在的物質(zhì)，A、B錯(cuò)誤；光的波粒二象性表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射性越好，即波動(dòng)性越顯著，光的波長(zhǎng)越短，其光子能量越大，個(gè)別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng)，所以其粒子性就很顯著，C正確，D錯(cuò)誤． 答案：C 2．用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的措施是(　　) A．改用頻率更小的紫外線照射 B．改用X射線照射 C．改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射 D．延長(zhǎng)原紫外線的照射時(shí)間 解析：某種金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率，與入射光的強(qiáng)度和照射時(shí)間無(wú)關(guān)．不能發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明入射光的頻率小于金屬的極限頻率，所以要使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)增大入射光的頻率，X射線的頻率比紫外線頻率高，所以本題答案為B. 答案：B 3．關(guān)于光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大 B．只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng) C．從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小 D．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多 解析：逸出功W＝hν0，W∝ν0，A正確；只有照射光的頻率ν大于金屬極限頻率ν0，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；某金屬的逸出功只與該金屬的極限頻率有關(guān)，與從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；光強(qiáng)E＝nhν，ν越大，E一定，則光子數(shù)n越小，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，D錯(cuò)誤． 答案：A 4．頻率為ν的光照射某金屬時(shí)，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ekm.改為頻率為2ν的光照射同一金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為(h為普朗克常量)(　　) A．Ekm－h(huán)ν　　　　　　　 B．2Ekm C．Ekm＋hν D．Ekm＋2hν 解析：根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得Ekm＝hν－W，若入射光頻率變?yōu)?ν，則Ekm′＝h2ν－W＝2hν－(hν－Ekm)＝hν＋Ekm，故選C. 答案：C 5．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圖像．已知鎢的逸出功是3.28 eV，鋅的逸出功是3.34 eV，若將二者的圖線畫在同一個(gè)Ek ν坐標(biāo)系中，如圖所示，用實(shí)線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過(guò)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．圖線的橫軸截距代表截止頻率ν0，而ν0＝，因此鎢的截止頻率小些，綜上所述，A圖正確． 答案：A 二、多項(xiàng)選擇題 6．波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說(shuō)法正確的有(　　) A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性 B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性 C．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋 D．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等 解析：光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，A正確．衍射是波的特點(diǎn)，說(shuō)明中子具有波動(dòng)性，B正確．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律說(shuō)明光具有粒子性，C錯(cuò)誤．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，二者質(zhì)量不同，動(dòng)量不同，德布羅意波長(zhǎng)不相等，D錯(cuò)誤． 答案：AB 7．用極微弱的可見(jiàn)光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)(b)(c)所示的圖像，則(　　) A．圖像(a)表明光具有粒子性 B．圖像(c)表明光具有波動(dòng)性 C．用紫外線觀察不到類似的圖像 D．實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波 解析：圖像(a)曝光時(shí)間短，通過(guò)的光子數(shù)很少，呈現(xiàn)粒子性，A正確．圖像(c)曝光時(shí)間長(zhǎng)，通過(guò)了大量光子，呈現(xiàn)波動(dòng)性，B正確．該實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波，D正確．紫外線本質(zhì)和可見(jiàn)光本質(zhì)相同，也可以發(fā)生上述現(xiàn)象，C錯(cuò)誤． 答案：ABD 8．在探究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，某小組的同學(xué)分別用波長(zhǎng)為λ、2λ的單色光照射某金屬，逸出的光電子最大速度之比為2∶1，普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示，則(　　) A．光電子的最大初動(dòng)能之比為2∶1 B．該金屬的截止頻率為 C．用波長(zhǎng)為λ的單色光照射該金屬時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng) D．用波長(zhǎng)為4λ的單色光照射該金屬時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng) 解析：在兩種單色光照射下，逸出的光電子的最大速度之比為2∶1，由Ek＝mv2可知，光電子的最大初動(dòng)能之比為4∶1，A錯(cuò)誤；又由hν＝W＋Ek知，h＝W＋mv ，h＝W＋mv，又v1＝2v2，解得W＝h，則該金屬的截止頻率為，B錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)小于或等于3λ時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)，C、D正確． 答案：CD [能力題組] 一、選擇題 9．用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強(qiáng)度，則(　　) A．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能不變 B．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能減小 C．逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動(dòng)能減小 D．光的強(qiáng)度減弱到某一數(shù)值，就沒(méi)有光電子逸出了 解析：光的頻率不變，表示光子能量不變，仍會(huì)有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動(dòng)能也不變；而減弱光的強(qiáng)度，逸出的光電子數(shù)就會(huì)減少，選項(xiàng)A正確． 答案：A 10．如圖甲所示，合上開關(guān)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．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．把電路改為圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，則逸出功及電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的最大動(dòng)能為 (　　) A．1.5 eV,0.6 eV B．1.7 eV,1.9 eV C．1.9 eV,2.6 eV D．3.1 eV,4.5 eV 解析：光子能量hν＝2.5 eV的光照射陰極，電流表讀數(shù)不為零，則能發(fā)生光電效應(yīng)，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.6 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零，則電子不能到達(dá)陽(yáng)極，由動(dòng)能定理eU＝mv知，最大初動(dòng)能Ekm＝eU＝0.6 eV，由光電效應(yīng)方程hν＝Ekm＋W知W＝1.9 eV，對(duì)圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，電子到達(dá)陽(yáng)極的最大動(dòng)能Ekm′＝Ekm＋eU′＝0.6 eV＋2 eV＝2.6 eV.故C正確． 答案：C 11.(多選)(2018重慶萬(wàn)州二中模擬)某金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應(yīng)，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖像如圖所示，則由圖像可知(　　) A．若已知電子電荷量e，就可以求出普朗克常量h B．遏止電壓是確定的，與照射光的頻率無(wú)關(guān) 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hν0 D．入射光的頻率為3ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hν0 解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W和－eUc＝0－Ek得，Uc＝ν－，可知當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，遏止電壓與入射光的頻率呈線性關(guān)系，B錯(cuò)誤；因?yàn)閁c＝ν－，知圖線的斜率等于，從圖像上可以得出斜率的大小，若已知電子電荷量e，可以求出普朗克常量h，A正確；從圖像上可知逸出功W＝hν0，根據(jù)光電效應(yīng)方程得Ek＝h2ν0－W＝hν0，C正確；Ek＝h3ν0－W＝2hν0，D錯(cuò)誤． 答案：AC 12．(多選)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(shuō)法正確的是(　　) A．對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān) B．對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的時(shí)間成正比 C．對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系 D．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：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－W，所以Ek與照射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，與光照射的時(shí)間無(wú)關(guān)，A正確，B錯(cuò)誤；由Ek＝hν－W可知，對(duì)同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系，若頻率不變，對(duì)不同金屬，Ek與W成線性關(guān)系，C、D正確． 答案：ACD 二、非選擇題 13．如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管．用波長(zhǎng)λ＝0.50 μm的綠光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測(cè)得流過(guò)電流表G的電流I與AK之間的電勢(shì)差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取h＝6.6310－34 Js.結(jié)合圖像，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時(shí)的最大動(dòng)能． (2)該陰極材料的極限波長(zhǎng)． 解析：(1)光電流達(dá)到飽和時(shí)，陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽(yáng)極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù) n＝＝(個(gè))＝4.01012(個(gè)) 光電子的最大初動(dòng)能為 Ekm＝eU0＝1.610－19 C0.6 V＝9.610－20 J. (2)設(shè)陰極材料的極限波長(zhǎng)為λ0，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得 Ekm＝h－h(huán)，代入數(shù)據(jù)得λ0＝0.66 μm. 答案：(1)4.01012個(gè)　9.610－20 J (2)0.66 μm 14．用功率P0＝1 W的光源照射離光源r＝3 m處的某塊金屬的薄片，已知光源發(fā)出的是波長(zhǎng)λ＝663 nm的單色光，試計(jì)算： (1)1 s內(nèi)打到金屬板1 m2面積上的光子數(shù)； (2)若取該金屬原子半徑r1＝0.510－10 m，則金屬表面上每個(gè)原子平均需隔多少時(shí)間才能接收到一個(gè)光子？ 解析：(1)離光源r＝3 m處的金屬板1 m2面積上1 s內(nèi)接收的光能 E0＝＝8.8510－3 J 每個(gè)光子的能量E＝h＝310－19 J 所以每秒接收的光子數(shù) n＝＝2.951016個(gè)． (2)每個(gè)原子的截面積為 S1＝πr＝7.8510－21 m2 把金屬板看成由原子密集排列組成的，則面積S1上接收的光的功率 P′＝8.8510－37.8510－21 W＝6.9510－23 W 每?jī)蓚€(gè)光子落在原子上的時(shí)間間隔 Δt＝＝ s＝4 317 s. 答案：(1)2.951016個(gè)　(2)4 317 s