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

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第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性課時作業(yè)單獨(dú)成冊方便使用基礎(chǔ)題組一、單項選擇題1下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中正確的是()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光的波長越長，其波動性越顯著，波長越短，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)出波動性，有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，光子不是實物粒子，沒有靜止質(zhì)量，電子是以實物形式存在的物質(zhì)，光子是以場形式存在的物質(zhì)，A、B錯誤；光的波粒二象性表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性光的波長越長，衍射性越好，即波動性越顯著，光的波長越短，其光子能量越大，個別或少數(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錯誤答案：C2用一束紫外線照射某金屬時不能產(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延長原紫外線的照射時間解析：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)度和照射時間無關(guān)不能發(fā)生光電效應(yīng)，說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：B3關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B只要光照射的時間足夠長，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能越大，這種金屬的逸出功越小D入射光的光強(qiáng)一定時，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多解析：逸出功Wh0，W0，A正確；只有照射光的頻率大于金屬極限頻率0，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，B錯誤；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能無關(guān)，C錯誤；光強(qiáng)Enh，越大，E一定，則光子數(shù)n越小，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，D錯誤答案：A4頻率為的光照射某金屬時，產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ekm.改為頻率為2的光照射同一金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動能為(h為普朗克常量)()AEkmhB2EkmCEkmh DEkm2h解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得EkmhW，若入射光頻率變?yōu)?，則Ekmh2W2h(hEkm)hEkm，故選C.答案：C5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能Ek隨入射光頻率變化的Ek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Ek 坐標(biāo)系中，如圖所示，用實線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過程的是()解析：依據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW可知，Ek圖線的斜率代表普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek圖線應(yīng)該平行圖線的橫軸截距代表截止頻率0，而0，因此鎢的截止頻率小些，綜上所述，A圖正確答案：A二、多項選擇題6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黑體輻射的實驗規(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：光電效應(yīng)說明光具有粒子性，A正確衍射是波的特點(diǎn)，說明中子具有波動性，B正確黑體輻射的實驗規(guī)律說明光具有粒子性，C錯誤動能相等的質(zhì)子和電子，二者質(zhì)量不同，動量不同，德布羅意波長不相等，D錯誤答案：AB7用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，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)表明光具有波動性C用紫外線觀察不到類似的圖像D實驗表明光是一種概率波解析：圖像(a)曝光時間短，通過的光子數(shù)很少，呈現(xiàn)粒子性，A正確圖像(c)曝光時間長，通過了大量光子，呈現(xiàn)波動性，B正確該實驗表明光是一種概率波，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，C錯誤答案：ABD8在探究光電效應(yīng)現(xiàn)象時，某小組的同學(xué)分別用波長為、2的單色光照射某金屬，逸出的光電子最大速度之比為21，普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示，則()A光電子的最大初動能之比為21B該金屬的截止頻率為C用波長為的單色光照射該金屬時能發(fā)生光電效應(yīng)D用波長為4的單色光照射該金屬時不能發(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21，由Ekmv2可知，光電子的最大初動能之比為41，A錯誤；又由hWEk知，hWmv ，hWmv，又v12v2，解得Wh，則該金屬的截止頻率為，B錯誤；光的波長小于或等于3時才能發(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，光電子的最大初動能不變B逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能減小C逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動能減小D光的強(qiáng)度減弱到某一數(shù)值，就沒有光電子逸出了解析：光的頻率不變，表示光子能量不變，仍會有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動能也不變；而減弱光的強(qiáng)度，逸出的光電子數(shù)就會減少，選項A正確答案：A10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)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時，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，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，則逸出功及電子到達(dá)陽極時的最大動能為()A1.5 eV,0.6 eV B1.7 eV,1.9 eVC1.9 eV,2.6 eV D3.1 eV,4.5 eV解析：光子能量h2.5 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，電流表讀數(shù)為零，則電子不能到達(dá)陽極，由動能定理eUmv知，最大初動能EkmeU0.6 eV，由光電效應(yīng)方程hEkmW知W1.9 eV，對圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時，電子到達(dá)陽極的最大動能EkmEkmeU0.6 eV2 eV2.6 eV.故C正確答案：C11.(多選)(2018重慶萬州二中模擬)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hB遏止電壓是確定的，與照射光的頻率無關(guān)C入射光的頻率為20時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為h0D入射光的頻率為30時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為h0解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW和eUc0Ek得，Uc，可知當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，遏止電壓與入射光的頻率呈線性關(guān)系，B錯誤；因為Uc，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Wh0，根據(jù)光電效應(yīng)方程得Ekh20Wh0，C正確；Ekh30W2h0，D錯誤答案：AC12(多選)產(chǎn)生光電效應(yīng)時，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與照射光的時間成正比C對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系D對于不同種金屬，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)，一個電子獲得一個光子的能量，EkhW，所以Ek與照射光的強(qiáng)度無關(guān)，與光照射的時間無關(guān)，A正確，B錯誤；由EkhW可知，對同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系，若頻率不變，對不同金屬，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0.50 m的綠光照射陰極K，實驗測得流過電流表G的電流I與AK之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取h6.631034 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時的最大動能(2)該陰極材料的極限波長解析：(1)光電流達(dá)到飽和時，陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個數(shù)n(個)4.01012(個)光電子的最大初動能為EkmeU01.61019 C0.6 V9.61020 J.(2)設(shè)陰極材料的極限波長為0，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ekmhh，代入數(shù)據(jù)得00.66 m.答案：(1)4.01012個9.61020 J(2)0.66 m14用功率P01 W的光源照射離光源r3 m處的某塊金屬的薄片，已知光源發(fā)出的是波長663 nm的單色光，試計算：(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r10.51010 m，則金屬表面上每個原子平均需隔多少時間才能接收到一個光子？解析：(1)離光源r3 m處的金屬板1 m2面積上1 s內(nèi)接收的光能E08.85103 J每個光子的能量Eh31019 J所以每秒接收的光子數(shù)n2.951016個(2)每個原子的截面積為S1r7.851021 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P8.851037.851021 W6.951023 W每兩個光子落在原子上的時間間隔t s4 317 s.答案：(1)2.951016個(2)4 317 s