高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 第1節(jié) 光電效應(yīng) 波粒二象性練習(xí)（含解析）新人教版-新人教版高三物理試題

第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性1.我國科學(xué)家潘建偉院士預(yù)言十年左右量子通信將“飛”入千家萬戶.在通往量子論的道路上,一大批物理學(xué)家做出了卓越的貢獻(xiàn),下列有關(guān)說法正確的是(B)A.玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué),破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念B.愛因斯坦最早認(rèn)識(shí)到了能量子的意義,提出光子說,并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象C.德布羅意第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,提出了定態(tài)和躍遷的概念D.普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子,預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性解析:普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué),破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念,故A錯(cuò)誤;愛因斯坦最早認(rèn)識(shí)到了能量子的意義,為解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出了光子說,并成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象,故B正確;玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,提出了定態(tài)和躍遷的概念,故C錯(cuò)誤;德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子,預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性,故D錯(cuò)誤.2.如圖所示,把一塊不帶電的鋅板連接在驗(yàn)電器上.當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí),發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針偏轉(zhuǎn)一定角度,則(B)A.鋅板帶正電,驗(yàn)電器帶負(fù)電B.若改用強(qiáng)度更小的紫外線照射鋅板,驗(yàn)電器的指針也會(huì)偏轉(zhuǎn)C.若改用紅外線照射鋅板,驗(yàn)電器的指針仍然會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.這個(gè)現(xiàn)象可以說明光具有波動(dòng)性解析:用紫外線照射鋅板,鋅板失去電子帶正電,驗(yàn)電器與鋅板相連,則驗(yàn)電器的金屬指針帶正電,故A錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)的條件可知發(fā)生光電效應(yīng)與光的強(qiáng)度無關(guān),若改用強(qiáng)度更小的紫外線照射鋅板,驗(yàn)電器的指針也會(huì)偏轉(zhuǎn),故B正確;根據(jù)光電效應(yīng)的條件可知若改用紅外線照射鋅板,不一定能發(fā)生光電效應(yīng),所以驗(yàn)電器的指針不一定會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C錯(cuò)誤;光電效應(yīng)說明光具有粒子性,故D錯(cuò)誤.3.圖示為光電管的工作電路,要使電路中形成較強(qiáng)的光電流,須在A,K兩電極間加一直流電壓,則(A)A.電源正極應(yīng)接在P點(diǎn),光電子從電極K發(fā)出B.電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn),光電子從電極K發(fā)出C.電源正極應(yīng)接在P點(diǎn),光電子從電極A發(fā)出D.電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn),光電子從電極A發(fā)出解析:光照射到陰極K,產(chǎn)生光電子,需加速到達(dá)陽極,則A點(diǎn)接正極,即電源的正極接在P點(diǎn).故A正確,B,C,D錯(cuò)誤.4.(2019·內(nèi)蒙古赤峰模擬)以下是有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述,其中正確的是(B)A.α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核內(nèi)部的復(fù)雜性B.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光具有粒子性C.紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能產(chǎn)生光電效應(yīng),則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí),從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大D.處于基態(tài)的氫原子最不穩(wěn)定解析:盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn),讓α粒子穿越原子,少數(shù)α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn),極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),揭示了原子的核式結(jié)構(gòu),故A錯(cuò)誤;光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光具有粒子性,故B正確;紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能產(chǎn)生光電效應(yīng),則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí),從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能不變,故C錯(cuò)誤;處于基態(tài)的氫原子最穩(wěn)定,故D錯(cuò)誤.5.(2019·江西南昌模擬)用某種單色光照射某金屬表面,沒有發(fā)生光電效應(yīng),下列做法中有可能發(fā)生光電效應(yīng)的是(D)A.增加照射時(shí)間B.改用波長更長的單色光照射C.改用光強(qiáng)更大的單色光照射D.改用頻率更高的單色光照射解析:發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率,與增加光的照射時(shí)間和增大光的強(qiáng)度都無關(guān),故A,C錯(cuò)誤.改用波長更長的光照射時(shí),其頻率小于原光的頻率,則不可能發(fā)生光電效應(yīng),而當(dāng)改用頻率更高的光時(shí),可能發(fā)生光電效應(yīng),所以B錯(cuò)誤,D正確.6.(2019·陜西漢中模擬)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),當(dāng)用某一頻率的光照射時(shí)有光電流產(chǎn)生.下列說法正確的是(A)A.保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)變大,飽和電流變大B.入射光的頻率變高,飽和電流變大C.入射光的頻率變高,光電子的最大初動(dòng)能變小D.保持入射光的光強(qiáng)不變,不斷減小入射光的頻率,始終有光電流產(chǎn)生解析:保持入射光的頻率不變,入射光的光強(qiáng)變大,飽和電流變大,故A正確;飽和電流與入射光的頻率無關(guān),故B錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律,光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大,所以入射光的頻率變高,光電子的最大初動(dòng)能變大,故C錯(cuò)誤;如果入射光的頻率小于極限頻率將不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),不會(huì)有光電流產(chǎn)生,故D錯(cuò)誤.7.(2019·福建泉州模擬)對愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,下面的理解正確的有(C)A.用相同頻率的光照射同一金屬,逸出的所有光電子都具有相同的初動(dòng)能EkB.遏止電壓與逸出功的關(guān)系是eUc=W0C.逸出功W0和極限頻率νc之間滿足關(guān)系式W0=hνcD.光電子的最大初動(dòng)能和入射光的頻率成正比解析:根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知,同種頻率的光照射同一種金屬,光電子從金屬中逸出的情況不一定相同,則光電子的初動(dòng)能不一定相同,故A錯(cuò)誤;根據(jù)eUc=Ek=hν-W0可知eUc≠W0,故B錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知,當(dāng)最大初動(dòng)能為零時(shí),入射頻率即為極限頻率,則有W0=hνc,故C正確;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知,最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系,不是正比關(guān)系,故D錯(cuò)誤.8.(2019·安徽皖南八校聯(lián)考)(多選)某同學(xué)研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路如圖(甲)所示,用不同的光分別照射密封真空管的鈉陰極(陰極K),鈉陰極發(fā)射出的光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流,實(shí)驗(yàn)得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(為甲光、乙光、丙光),如圖(乙)所示,則以下說法正確的是(AB)A.甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度B.乙光的頻率小于丙光的頻率C.乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光對應(yīng)的截止頻率D.甲光對應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于乙光對應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能解析:由圖(乙)可知甲光和乙光對應(yīng)的遏止電壓相等,且小于丙光的遏止電壓,因此甲、乙光頻率相等,小于丙光的頻率,B正確;在頻率相等時(shí),光的強(qiáng)度越大,則飽和電流越大,A正確;截止頻率由金屬?zèng)Q定,與照射光無關(guān),C錯(cuò)誤;由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知甲光對應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能與乙光對應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能相等,D錯(cuò)誤.9.(2019·湖南永州模擬)一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,由靜止開始經(jīng)加速電場加速后(加速電壓為U),該粒子的德布羅意波長為(C)A. B.C. D.解析:加速后的速度為v,根據(jù)動(dòng)能定理可得qU=mv2,所以v=,由德布羅意波長公式可得λ===,所以選項(xiàng)C正確.10.(2019·浙江寧波模擬)一個(gè)德布羅意波長為λ1的中子和另一個(gè)德布羅意波長為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個(gè)氚核,該氚核的德布羅意波長為(A)A. B. C. D.解析:中子的動(dòng)量p1=,氘核的動(dòng)量p2=,同向正碰后形成的氚核的動(dòng)量p3=p2+p1,所以氚核的德布羅意波長λ3==,A正確.11.(2018·山西太原二模)(多選)如圖的實(shí)驗(yàn)中,分別用波長為λ1,λ2的單色光照射光電管的陰極K,測得相應(yīng)的遏止電壓分別為U1和U2,設(shè)電子的質(zhì)量為m,帶電荷量為e,真空中的光速為c,下列說法正確的是(BD)A.若λ1>λ2,則U1>U2B.用λ1照射時(shí),光電子的最大初動(dòng)能為eU1C.普朗克常量等于D.陰極K金屬的極限頻率為解析:波長越大,頻率越小,遏止電壓應(yīng)越小,故A錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理,用λ1照射時(shí)有-eU1=0-Ekm,解得Ekm=eU1,B正確;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得h=eU1+W0,h=eU2+W0,聯(lián)立解得h=,W0=,陰極K金屬的極限頻率ν0==,C錯(cuò)誤,D正確.12.(2019·湖北黃石模擬)下表是按照密立根的方法進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率ν的幾組數(shù)據(jù).Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878ν/×1014Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線,可得直線方程Uc=0.3973-1.7024,如圖所示.則這種金屬的截止頻率約為(B)A.3.5×1014Hz B.4.3×1014HzC.5.5×1014Hz D.6.0×1014Hz解析:根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0有hν-hνc=eUc,解得Uc=ν-.與直線方程Uc=0.3973-1.7024,比較可知,圖線的斜率為=,同時(shí)=1.7024,聯(lián)立得νc≈4.3×1014Hz,故B正確,A,C,D錯(cuò)誤.13.(2019·廣東汕頭模擬)用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí),電流表G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么(D)A.a光的波長一定大于b光的波長B.增加b光的強(qiáng)度可能使電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.用a光照射光電管陰極K時(shí)通過電流表G的電流是由d到cD.只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流表G的電流增大解析:用一定頻率的a光照射光電管時(shí),電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),知νa>νc,而b光不能使光電管發(fā)生光電效應(yīng),則a光的波長小于b光的波長,所以A錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是ν>νc,增加b光的強(qiáng)度不能使電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電子從光電管左端運(yùn)動(dòng)到右端,而電流的方向與電子定向移動(dòng)的方向相反,所以流過電流表G的電流方向是c流向d,C錯(cuò)誤;增加a光的強(qiáng)度可使通過電流表G的電流增大,故D正確.14.(2019·貴州黔東南二模)(多選)2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯的主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器.他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理.如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律,圖中標(biāo)有A和K的為光電管,其中K為陰極,A為陽極.理想電流計(jì)可檢測通過光電管的電流,理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓.現(xiàn)接通電源,用光子能量為10.5eV的光照射陰極K,電流計(jì)中有示數(shù),若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng),電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小,當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V;現(xiàn)保持滑片P的位置不變,以下判斷正確的是(AC)A.光電管陰極材料的逸出功為4.5eVB.若增大入射光的強(qiáng)度,電流計(jì)的示數(shù)不為零C.若用光子能量為12eV的光照射陰極K,光電子的最大初動(dòng)能一定變大D.若用光子能量為9.5eV的光照射陰極K,同時(shí)把滑片P向左移動(dòng)少許,電流計(jì)的讀數(shù)一定不為零解析