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)

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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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．波長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)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(yáng)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(yáng)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