（通用版）2021版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)34 光電效應(yīng) 波粒二象性

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1、課后限時(shí)集訓(xùn)34 光電效應(yīng)　波粒二象性 建議用時(shí)：45分鐘 1．(多選)已知某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率為νc，則(　　) A．當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子 B．當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hνc C．當(dāng)照射光的頻率ν大于νc時(shí)，若ν增大，則逸出功增大 D．當(dāng)照射光的頻率ν大于νc時(shí)，若ν增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍 AB　[該金屬的截止頻率為νc，則可知逸出功W0＝hνc，逸出功由金屬材料的性質(zhì)決定，與照射光的頻率無(wú)關(guān)，因此C錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可知A正確；由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－

2、W0，將W0＝hνc代入可知B正確，D錯(cuò)誤。] 2．(2019·河南中原名校聯(lián)考)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與頻率關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是(　　) A　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　D B　[根據(jù)黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律，黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系為：隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，則各種頻率的輻射強(qiáng)度也都增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，即向頻率較大的方向移動(dòng)，分析圖象，只有B項(xiàng)符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律，故B項(xiàng)正確。] 3．已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz，在某種單色光的

3、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(zhǎng) B．頻率 C．能量 D．動(dòng)量 A　[由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程hν＝W0＋mv，又由W0＝hν0，可得光電子的最大初動(dòng)能mv＝hν－h(huán)ν0，由于鈣的截止頻率大于鉀的截止頻率，所以鈣逸出的光電子的最大初動(dòng)能較小，因此它具有較小的能量、頻率和動(dòng)量，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤；又由c＝λν可知光電子頻率較小時(shí)，波長(zhǎng)較大，選項(xiàng)A正確。] 4．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

4、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 A　[光的頻率不變，表示光子能量不變，光的強(qiáng)度減弱，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。] 5．(多選)(2019·西安檢測(cè))關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 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(guān)粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過(guò)一個(gè)小孔時(shí)，都沒(méi)有特定的運(yùn)動(dòng)軌道 C．波動(dòng)性和粒子性，在宏觀(guān)現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的，但在微觀(guān)高

5、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 ABC　[波粒二象性是微觀(guān)世界特有的規(guī)律，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性，A正確。由于微觀(guān)粒子的運(yùn)動(dòng)遵守不確定關(guān)系，所以運(yùn)動(dòng)的微觀(guān)粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過(guò)一個(gè)小孔發(fā)生衍射時(shí)，都沒(méi)有特定的運(yùn)動(dòng)軌道，B正確。波粒二象性適用于微觀(guān)高速領(lǐng)域，C正確。宏觀(guān)物體運(yùn)動(dòng)形成的德布羅意波的波長(zhǎng)很小，很難被觀(guān)察到，但它仍有波粒二象性，D錯(cuò)誤。] 6．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(guò)程，下列四個(gè)物理過(guò)程中，一定相同的是(　　) A．遏止電壓 B．飽和光電流 C．光電子的最

6、大初動(dòng)能 D．逸出功 B　[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。故選項(xiàng)B正確。] 7．(多選)物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減小入射光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上只能出現(xiàn)一些如圖甲所示不規(guī)則的點(diǎn)子；如果曝光時(shí)間夠長(zhǎng)，底片上就會(huì)出現(xiàn)如圖丙所示規(guī)則的干涉條紋。對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)識(shí)正確的是(　　) 甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　

7、丙 A．單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有確定的軌道 B．曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，光的能量太小，底片上的條紋看不清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)子 C．干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方 D．大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性 ACD　[由于光的傳播不是連續(xù)的而是一份一份的，每一份就是一個(gè)光子，所以每次通過(guò)狹縫只有一個(gè)光子，當(dāng)一個(gè)光子到達(dá)某一位置時(shí)該位置感光而留下痕跡，由于單個(gè)光子表現(xiàn)粒子性，即每一個(gè)光子所到達(dá)的區(qū)域是不確定的，但是大量光子表現(xiàn)出波動(dòng)性，所以長(zhǎng)時(shí)間曝光后最終形成了圖丙中明暗相間的條紋，干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有波粒二象性，所以A、C、D項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。] 8

8、．(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．光子不僅具有能量，也具有動(dòng)量 B．光有時(shí)表現(xiàn)為波動(dòng)性，有時(shí)表現(xiàn)為粒子性 C．運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子也有波動(dòng)性，波長(zhǎng)與粒子動(dòng)量的關(guān)系為λ＝ D．光波和物質(zhì)波，本質(zhì)上都是概率波 ABD　[光電效應(yīng)表明光子具有能量，康普頓效應(yīng)表明光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量，選項(xiàng)A正確；波粒二象性指光同時(shí)具有波和粒子的雙重性質(zhì)，有時(shí)表現(xiàn)為波動(dòng)性，有時(shí)表現(xiàn)為粒子性，選項(xiàng)B正確；物質(zhì)波的波長(zhǎng)與粒子動(dòng)量的關(guān)系應(yīng)為λ＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；光波中的光子和物質(zhì)波中的實(shí)物粒子在空間出現(xiàn)的概率滿(mǎn)足波動(dòng)規(guī)律，因此二者均為概率波，選項(xiàng)D正確。] 9．某光源發(fā)出的光由不同波長(zhǎng)的光組成，不同波長(zhǎng)的光

9、的強(qiáng)度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照射表中材料(　　) 材料 鈉 銅 鉑 極限波長(zhǎng)(nm) 541 268 196 A．僅鈉能產(chǎn)生光電子 B．僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子 C．僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D．都能產(chǎn)生光電子 D　[根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只要光源的波長(zhǎng)小于某金屬的極限波長(zhǎng)，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)最小的小于100 nm，小于鈉、銅、鉑三個(gè)的極限波長(zhǎng)，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。] 10．(多選)如圖甲所示為實(shí)驗(yàn)小組利用100多個(gè)電子通過(guò)雙縫后的干涉圖樣，可以看出每一個(gè)電子都是一個(gè)點(diǎn)；如圖乙所示為該

10、小組利用70 000多個(gè)電子通過(guò)雙縫后的干涉圖樣，為明暗相間的條紋。則對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解正確的是(　　) 甲　　　　　　　乙 A．圖甲體現(xiàn)了電子的粒子性 B．圖乙體現(xiàn)了電子的粒子性 C．單個(gè)電子運(yùn)動(dòng)軌道是確定的 D．圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá)，只不過(guò)到達(dá)的概率小 AD　[題圖甲中的每一個(gè)電子都是一個(gè)點(diǎn)，說(shuō)明少數(shù)電子體現(xiàn)粒子性。每個(gè)電子到達(dá)的位置不同，說(shuō)明單個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)軌道不確定，A正確，C錯(cuò)誤；題圖乙中明暗相間的條紋說(shuō)明大量的電子表現(xiàn)為波動(dòng)性，B錯(cuò)誤；題圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá)，只不過(guò)到達(dá)的概率小，D正確。] 11.美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)測(cè)量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，算

11、出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以驗(yàn)證愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。下圖是某次試驗(yàn)中得到的兩種金屬的遏止電壓Uc與入射光須率ν關(guān)系圖象，兩金屬的逸出功分別為W甲、W乙，如果用ν0頻率的光照射兩種金屬，光電子的最大初動(dòng)能分別為E甲、E乙，則下列關(guān)系正確的是(　　) A．W甲E乙 B．W甲>W乙，E甲W乙，E甲>E乙 D．W甲

12、 則金屬甲的逸出功小于乙的， 即W甲E乙，A正確。] 12．(2019·濮陽(yáng)市第三次模擬)用如圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流與照射光的強(qiáng)弱、頻率等物理量的關(guān)系。圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào)，電源的正負(fù)極也可以對(duì)調(diào)，分別用a、b、c三束單色光照射，調(diào)節(jié)A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示，由圖可知(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 A．單色光a和c的頻率相同，且a光更弱些，b光頻率最大 B．單色光a和c的頻率相同，且a光更強(qiáng)些，b光

13、頻率最大 C．單色光a和c的頻率相同，且a光更弱些，b光頻率最小 D．單色光a和c的頻率不同，且a光更強(qiáng)些，b光頻率最小 B　[a、c兩單色光照射后遏止電壓相同，根據(jù)Ekm＝eUc，可知產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能相等，則a、c兩單色光的頻率相等，光子能量相等，由于a光的飽和光電流較大，則a光的強(qiáng)度較大，單色光b照射后遏止電壓較大，根據(jù)Ekm＝eUc，可知b光照射后產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能較大，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0得，b光的頻率大于a光的頻率，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。] 13.(2019·邢臺(tái)市調(diào)研)如圖所示是研究光電效應(yīng)的電路圖，對(duì)于某金屬用綠光照射時(shí)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。則

14、以下說(shuō)法正確的是(　　) A．將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電流表的示數(shù)一定增大 B．如果改用紫光照射該金屬時(shí)，電流表無(wú)示數(shù) C．將K極換成逸出功小的金屬板，仍用相同的綠光照射時(shí)，電流表的示數(shù)一定增大 D．將電源的正負(fù)極調(diào)換，仍用相同的綠光照射時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)一些，電流表的讀數(shù)可能不為零 D　[將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電壓雖然增大，但若已達(dá)到飽和光電流，則電流表的示數(shù)可能不變，故A錯(cuò)誤。紫光的頻率比綠光頻率大，則改用紫光照射該金屬時(shí)一定能發(fā)生光電效應(yīng)，則電流表一定有示數(shù)，故B錯(cuò)誤。將K極換成逸出功小的金屬板，仍用相同的綠光照射時(shí)，則光電子的最大初動(dòng)能增加，但單位時(shí)間內(nèi)通

15、過(guò)金屬表面的光子數(shù)沒(méi)有變化，因而單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)不變，飽和光電流不會(huì)變化，則電流表的示數(shù)不一定增大，故C錯(cuò)誤。將電源的正負(fù)極調(diào)換，仍用相同的綠光照射時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)一些，若此時(shí)的電壓仍小于遏止電壓，則電流表有示數(shù)，故D正確。] 14.(2019·四川省第二次“聯(lián)測(cè)促改”)如圖所示，用波長(zhǎng)為λ0的單色光照射某金屬，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表的示數(shù)為某值時(shí)，電流表的示數(shù)恰好減小為零；再用波長(zhǎng)為的單色光重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電壓表的示數(shù)增加到原來(lái)的3倍時(shí)，電流表的示數(shù)又恰好減小為零。已知普朗克常量為h，真空中光速為c。該金屬的逸出功為(　　) A. B. C. D

16、. C　[當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于U時(shí)，電流表讀數(shù)為零，則遏止電壓為U。根據(jù)光電效應(yīng)方程，則光電子的最大初動(dòng)能為：Ekm＝eU＝h－W0；用波長(zhǎng)為的單色光照射時(shí)，Ekm＝3eU＝h－W0；聯(lián)立解得：W0＝，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。] 15．(2019·孝義市第一次模擬)從1907年起，美國(guó)物理學(xué)家密立根就開(kāi)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(guò)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，作出圖乙所示的Uc-ν的圖象，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(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。已知電子的電荷量為e，則下列普朗克常量h的表達(dá)式正確的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙　 A．h＝ B．h＝ C．h＝ D．h＝ A　[根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0及動(dòng)能定理eUc＝Ek，得Uc＝ν－，所以圖象的斜率k＝＝，則h＝，故A項(xiàng)正確。] 7