2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理 2 第一節(jié) 光電效應(yīng)課后達(dá)標(biāo)能力提升.doc
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第一節(jié) 光電效應(yīng) (建議用時(shí):40分鐘) 一、單項(xiàng)選擇題 1.入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)度減弱,而頻率保持不變,則下列說法中正確的是( ) A.從光照射到金屬表面上到金屬發(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能減小 C.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少 D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng) 解析:選C.光電效應(yīng)瞬時(shí)(10-9 s)發(fā)生,與光強(qiáng)無關(guān),A錯誤;光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān),入射光的頻率越大,最大初動能越大,B錯誤;光電子數(shù)目多少與入射光的強(qiáng)度有關(guān),光強(qiáng)減弱,單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少,C正確;能否發(fā)生光電效應(yīng),只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率,與光強(qiáng)無關(guān),D錯誤. 2.(2019太原質(zhì)檢)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)動的微粒都具有波粒二象性 B.運(yùn)動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)動軌道 C.波動性和粒子性,在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的,但在微觀高速運(yùn)動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的 D.實(shí)物的運(yùn)動有特定的軌道,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)動的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動性,而單個(gè)光子的運(yùn)動表現(xiàn)出光的粒子性.光的波長越長,波動性越明顯,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太小,實(shí)際很難觀察到波動性,不是不具有波粒二象性,D項(xiàng)錯誤. 3.在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,與光的波動理論不矛盾的是( ) 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,光電子最大初動能越大 解析:選C.按照光的波動理論,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;按照光的波動理論,只要有足夠長的時(shí)間,電子會吸收足夠的能量,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),這與光電效應(yīng)有極限頻率矛盾;按照光的波動理論,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能越大,這與光電效應(yīng)中打出的光子的最大初動能與光強(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. 4.(2017高考北京卷)2017年年初,我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置,發(fā)出了波長在100 nm(1 nm=10-9 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖.大連光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用. 一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子,但又不會把分子打碎.據(jù)此判斷,能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h=6.610-34 Js,真空光速c=3108 m/s)( ) A.10-21 J B.10-18 J C.10-15 J D.10-12 J 解析:選B.由題意知,電離一個(gè)分子的能量等于照射分子的光子能量,E=hν=h≈210-18 J,故選項(xiàng)B正確. 5.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. 6.(2017高考上海卷)光子的能量與其( ) A.頻率成正比 B.波長成正比 C.速度成正比 D.速度平方成正比 解析:選A.由E=hν=h,可見光子的能量與其頻率成正比、與其波長成反比,A正確,B錯誤;由于任意能量的光子在真空中傳播的速度都是相同的,故C、D錯誤. 7.以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出.強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識,用強(qiáng)激光照射金屬,由于其光子密度極大,一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能,從而形成多光子光電效應(yīng),這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí).光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示.用頻率為ν的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)生光電效應(yīng),換用同樣頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時(shí),若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極,陽極A接電源負(fù)極,在KA之間就形成了使光電子減速的電場.逐漸增大U,光電流會逐漸減??;當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí),所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功,h為普朗克常量,e為電子電荷量)( ) A.U=- B.U=- C.U=2hν-W D.U=- 解析:選B.以從陰極K逸出的且具有最大初動能的光電子為研究對象,由動能定理得: -Ue=0-mv ① 由光電效應(yīng)方程得: nhν=mv+W(n=2,3,4,…) ② 由①②式解得:U=-(n=2,3,4,…), 故選項(xiàng)B正確. 二、多項(xiàng)選擇題 8.如圖所示,電路中所有元件完好,但光照射到光電管上,靈敏電流計(jì)中沒有電流通過,其原因可能是( ) A.入射光太弱 B.入射光波長太長 C.光照時(shí)間短 D.電源正、負(fù)極接反 解析:選BD.入射光波長太長,入射光的頻率低于截止頻率時(shí),不能發(fā)生光電效應(yīng),故選項(xiàng)B正確;電路中電源反接,對光電管加了反向電壓,若該電壓超過了遏止電壓,也沒有光電流產(chǎn)生,故選項(xiàng)D正確. 9.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,通過了大量光子,呈現(xiàn)波動性,故A、B正確;同時(shí)也表明光波是一種概率波,故D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錯誤. 10.波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說法正確的有( ) 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)生衍射圖樣說明中子具有波動性 C.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動性解釋 D.動能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長也相等 解析:選AB.光電效應(yīng)現(xiàn)象、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律都可以用光的粒子性解釋,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)C錯誤;熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性,選項(xiàng)B正確;由德布羅意波長公式λ=和p2=2mEk知動能相等的質(zhì)子和電子動量不同,德布羅意波長不相等,選項(xiàng)D錯誤. 11.(2019北京朝陽模擬)用綠光照射一個(gè)光電管,能產(chǎn)生光電效應(yīng).欲使光電子從陰極逸出時(shí)最大初動能增大,可以( ) A.改用紅光照射 B.改用紫光照射 C.改用藍(lán)光照射 D.增加綠光照射時(shí)間 解析:選BC.光電子的最大初動能與照射時(shí)間或照射強(qiáng)度無關(guān),而與入射光子的能量有關(guān),入射光子的能量越大,光電子從陰極逸出時(shí)最大初動能越大,所以本題中可以改用比綠光光子能量更大的紫光、藍(lán)光照射,以增大光電子從陰極逸出時(shí)的最大初動能. 12. (2019河北保定模擬)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U0的數(shù)值 B.保持光照條件不變,滑片P向右滑動的過程中,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)間才會有光電流 解析:選AC.只調(diào)換電源的極性,移動滑片P,電場力對電子做負(fù)功,當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí),則有eU=mv,那么電壓表示數(shù)為遏止電壓U0的數(shù)值,故A項(xiàng)正確;當(dāng)其他條件不變,P向右滑動,加在光電管兩端的電壓增加,光電子運(yùn)動更快,由I=得電流表讀數(shù)變大,若電流達(dá)到飽和電流,則電流表示數(shù)不會增大,B項(xiàng)錯誤;只增大入射光束強(qiáng)度時(shí),單位時(shí)間內(nèi)光電子數(shù)變多,電流表示數(shù)變大,C項(xiàng)正確;因?yàn)楣怆娦?yīng)的發(fā)生是瞬間的,陰極K不需要預(yù)熱,所以D項(xiàng)錯誤. 13.產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí),關(guān)于逸出光電子的最大初動能Ek,下列說法正確的是( ) A.對于同種金屬,Ek與照射光的強(qiáng)度無關(guān) B.對于同種金屬,Ek與照射光的波長成反比 C.對于同種金屬,Ek與照射光的時(shí)間成正比 D.對于同種金屬,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錯誤;由Ek=hν-W0=h-W0可知Ek與λ并非成反比關(guān)系,B錯誤;由Ek=hν-W0可知,Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系,D正確. 14.(2019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的能級向n=1的能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的,則b光可能是氫原子從n=5的能級向n=2的能級躍遷時(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錯誤;a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的能級向n=1的能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量大于氫原子從n=5的能級向n=2的能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量,D正確.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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