江蘇專用2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)課后練習(xí)42光電效應(yīng)波粒二象性含解析

PAGE7-光電效應(yīng)波粒二象性建議用時：45分鐘1．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的單色光照耀該金屬時，肯定能產(chǎn)生光電子B．當(dāng)用頻率為2νc的單色光照耀該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為2hνcC．當(dāng)照耀光的頻率ν大于νc時，若ν增大，則逸出功增大D．當(dāng)照耀光的頻率ν大于νc時，若ν增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍A[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)確定，與照耀光的頻率無關(guān)，因此C錯誤；由光電效應(yīng)的試驗規(guī)律可知A正確；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，將W0＝hνc代入可知B、D錯誤。]2．(2024·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，符合黑體輻射試驗規(guī)律的是()ABCDB[依據(jù)黑體輻射試驗規(guī)律，黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系為：隨著溫度的上升，一方面，各種波長的輻射強(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)度的極大值向波長較短的方向移動，即向頻率較大的方向移動，分析圖象，只有B項符合黑體輻射試驗規(guī)律，故B項正確。]3．已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某種單色光的照耀下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的()A．波長B．頻率C．能量D．動量A[由愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν＝W0＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，又由W0＝hν0，可得光電子的最大初動能eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝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能較小，因此它具有較小的能量、頻率和動量，選項B、C、D錯誤；又由c＝λν可知光電子頻率較小時，波長較大，選項A正確。]4．用光照耀某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，假如光的頻率不變，而減弱光的強(qiáng)度，則()A．逸出的光電子數(shù)削減，光電子的最大初動能不變B．逸出的光電子數(shù)削減，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A[光的頻率不變，表示光子能量不變，光的強(qiáng)度減弱，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)就會削減，選項A正確。]5．(2024·江西省臨川其次中學(xué)高三月考)如圖所示，把一塊不帶電的鋅板用導(dǎo)線連接在驗電器上，當(dāng)用某頻率的紫外線照耀鋅板時，發(fā)覺驗電器指針偏轉(zhuǎn)肯定角度，下列說法正確的是()A．驗電器帶正電，鋅板帶負(fù)電B．驗電器帶負(fù)電，鋅板也帶負(fù)電C．若改用紅光照耀鋅板，驗電器的指針肯定也會偏轉(zhuǎn)D．若改用同等強(qiáng)度頻率更高的紫外線照耀鋅板，驗電器的指針也會偏轉(zhuǎn)D[鋅板在紫外線的照耀下發(fā)生光電效應(yīng)，射出帶負(fù)電的光電子，這樣鋅板本身帶的正電荷就會多于負(fù)電荷，所以鋅板帶正電；驗電器通過導(dǎo)線和鋅板連在一起，所以驗電器自然也就帶上了正電荷，故選項A、B錯誤；光電效應(yīng)發(fā)生的條件是照耀光的頻率大于金屬板的極限頻率，照耀光的頻率越高，金屬板越簡單發(fā)生光電效應(yīng)，紅光的頻率低于紫外線的頻率，所以改用紅光照耀鋅板時，不肯定發(fā)生光電效應(yīng)，驗電器的指針不肯定會偏轉(zhuǎn)；若改用同等強(qiáng)度頻率更高的紫外線照耀鋅板，驗電器的指針肯定會偏轉(zhuǎn)，故選項D正確，C錯誤。]6．(2024·浙江高三月考)愛因斯坦勝利地說明白光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說，關(guān)于與光電效應(yīng)有關(guān)的四個圖象的說法正確的是()甲乙丙丁圖甲為光電效應(yīng)試驗，圖乙為光電流與電壓的關(guān)系，圖丙為金屬的遏止電壓U與入射光頻率的關(guān)系，圖丁為光電子最大初動能與入射光頻率的關(guān)系。A．如圖甲裝置，假如先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線照耀鋅板，則驗電器的張角肯定不變B．依據(jù)圖乙可知，黃光越強(qiáng)，光電流越大，說明光子的能量與光強(qiáng)有關(guān)C．由圖丙可知ν2為該金屬的截止頻率D．由圖丁可知E等于該金屬的逸出功D[假如先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線照耀鋅板時，由于光電效應(yīng)激發(fā)出電子，鋅板帶電量減小，驗電器的張角會變小，等鋅板電量為零時，驗電器就無法張開；假如紫外線接著照耀鋅板，就會使鋅板帶正電，驗電器的張角又會增大，故A錯誤。由圖乙可知，電壓相同時，光照越強(qiáng)，光電流越大，只能說明光電流強(qiáng)度與光的強(qiáng)度有關(guān)，光子的能量只與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故B錯誤。對于某種金屬材料，只有當(dāng)入射光的頻率大于某一頻率時，電子才能從金屬表面逸出，形成光電流，這一頻率就稱為截止頻率；光電效應(yīng)中截止頻率由金屬本身的材料確定，圖丙中遏止電壓為零時所對應(yīng)的入射光的頻率為截止頻率，ν2對應(yīng)的遏止電壓不為零，故C錯誤。依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，知道丁圖Ek-ν圖線的縱軸截距的肯定值表示逸出功，則逸出功為E，當(dāng)最大初動能為零，入射光的頻率等于金屬的極限頻率，則金屬的逸出功等于hν0，故D正確。]7．物理學(xué)家做了一個好玩的試驗：在雙縫干涉試驗中，在光屏處放上照相底片，若減小入射光的強(qiáng)度，使光子只能一個一個地通過狹縫。試驗結(jié)果表明，假如曝光時間不太長，底片上只能出現(xiàn)一些如圖甲所示不規(guī)則的點(diǎn)子；假如曝光時間夠長，底片上就會出現(xiàn)如圖丙所示規(guī)則的干涉條紋。對于這個試驗結(jié)果的相識不正確的是()甲乙丙A．單個光子的運(yùn)動沒有確定的軌道B．曝光時間不長時，光的能量太小，底片上的條紋看不清晰，故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)子C．干涉條紋中光明的部分是光子到達(dá)機(jī)會較多的地方D．大量光子的行為表現(xiàn)為波動性B[由于光的傳播不是連續(xù)的而是一份一份的，每一份就是一個光子，所以每次通過狹縫只有一個光子，當(dāng)一個光子到達(dá)某一位置時該位置感光而留下痕跡，由于單個光子表現(xiàn)粒子性，即每一個光子所到達(dá)的區(qū)域是不確定的，但是大量光子表現(xiàn)出波動性，所以長時間曝光后最終形成了圖丙中明暗相間的條紋，干涉條紋中光明的部分是光子到達(dá)機(jī)會較多的地方，該試驗說明白光具有波粒二象性，所以A、C、D項正確，B項錯誤。]8．下列說法不正確的是()A．光子不僅具有能量，也具有動量B．光有時表現(xiàn)為波動性，有時表現(xiàn)為粒子性C．運(yùn)動的實物粒子也有波動性，波長與粒子動量的關(guān)系為λ＝eq\f(p,h)D．光波和物質(zhì)波，本質(zhì)上都是概率波C[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量，選項A正確；波粒二象性指光同時具有波和粒子的雙重性質(zhì)，有時表現(xiàn)為波動性，有時表現(xiàn)為粒子性，選項B正確；物質(zhì)波的波長與粒子動量的關(guān)系應(yīng)為λ＝eq\f(h,p)，選項C錯誤；光波中的光子和物質(zhì)波中的實物粒子在空間出現(xiàn)的概率滿意波動規(guī)律，因此二者均為概率波，選項D正確。]9．某光源發(fā)出的光由不同波長的光組成，不同波長的光的強(qiáng)度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發(fā)出的光照耀表中材料()材料鈉銅鉑極限波長(nm)541268196A．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[依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只要光源的波長小于某金屬的極限波長，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長最小的小于100nm，小于鈉、銅、鉑三個的極限波長，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯誤。]10．(2024·天津高考)如圖為a、b、c三種光在同一光電效應(yīng)裝置中測的光電流和電壓的關(guān)系。由a、b、c組成的復(fù)色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是()C[由光電效應(yīng)的方程Ek＝hν－W，動能定理eU＝Ek，兩式聯(lián)立可得U＝eq\f(hν,e)－eq\f(W,e)，故截止電壓越大說明光的頻率越大，則有三種光的頻率νb>νc>νa，則可知三種光的折射率的關(guān)系為nb>nc>na，因此光穿過三棱鏡時b光偏折最大，c光次之，a光最小，故選C，A、B、D錯誤。]11．(2024·邢臺市調(diào)研)如圖所示是探討光電效應(yīng)的電路圖，對于某金屬用綠光照耀時，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。則以下說法正確的是()A．將滑動變阻器滑片向右移動，電流表的示數(shù)肯定增大B．假如改用紫光照耀該金屬時，電流表無示數(shù)C．將K極換成逸出功小的金屬板，仍用相同的綠光照耀時，電流表的示數(shù)肯定增大D．將電源的正負(fù)極調(diào)換，仍用相同的綠光照耀時，將滑動變阻器滑片向右移動一些，電流表的讀數(shù)可能不為零D[將滑動變阻器滑片向右移動，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錯誤。紫光的頻率比綠光頻率大，則改用紫光照耀該金屬時肯定能發(fā)生光電效應(yīng)，則電流表肯定有示數(shù)，故B錯誤。將K極換成逸出功小的金屬板，仍用相同的綠光照耀時，則光電子的最大初動能增加，但單位時間內(nèi)通過金屬表面的光子數(shù)沒有改變，因而單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)不變，飽和光電流不會改變，則電流表的示數(shù)不肯定增大，故C錯誤。將電源的正負(fù)極調(diào)換，仍用相同的綠光照耀時，將滑動變阻器滑片向右移動一些，若此時的電壓仍小于遏止電壓，則電流表有示數(shù)，故D正確。]12．(2024·四川省其次次“聯(lián)測促改”)如圖所示，用波長為λ0的單色光照耀某金屬，調(diào)整滑動變阻器，當(dāng)電壓表的示數(shù)為某值時，電流表的示數(shù)恰好減小為零；再用波長為eq\f(4λ0,5)的單色光重復(fù)上述試驗，當(dāng)電壓表的示數(shù)增加到原來的3倍時，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．eq\f(5hc,4λ0)B．eq\f(hc,λ0)C．eq\f(7hc,8λ0)D．eq\f(7hc,4λ0)C[當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于U時，電流表讀數(shù)為零，則遏止電壓為U。依據(jù)光電效應(yīng)方程，則光電子的最大初動能為：Ekm＝eU＝heq\f(c,λ0)－W0；用波長為eq\f(4λ0,5)的單色光照耀時，Ekm＝3eU＝heq\f(c,\f(4,5)λ0)－W0；聯(lián)立解得：W0＝eq\f(7hc,8λ0)，故C正確，A、B、D錯誤。]13．(2024·孝義市第一次模擬)從1907年起，美國物理學(xué)家密立根就起先以精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量。他通過如圖甲所示的試驗裝置測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，并與普朗克依據(jù)黑體輻射測出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應(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＝eq\f(eUc2－Uc1,ν2－ν1) B．h＝eq\f(Uc2－Uc1,eν2－ν1)C．h＝eq\f(ν2－ν1,eUc2－Uc1) D．h＝eq\f(eν2－ν1,Uc2－Uc1)A[依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0及動能定理eUc＝Ek，得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，所以圖象的斜率k＝eq\f(Uc2－Uc1,ν2－ν1)＝eq\f(h,e)，則h＝eq\f(eUc2－Uc1,ν2－ν1)，故A項正確。]14．(2024·浙江省東陽中學(xué)高三月考)在光電效應(yīng)試驗中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同試驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示，則可推斷出()A．甲光的頻率大于乙光的頻率B．甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能C．乙光在水中的傳播速度比丙光在水中傳播的速度小D．位于水面下同一深度的乙光和丙光組成的點(diǎn)光源照亮水面的面積乙光大D[由于是同一光電管，因而不論對哪種光，金屬的截止頻率和逸出功相同，對于甲、乙兩種光，遏止電壓相同，由：eUc＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝hν－W0知兩種光的頻率相同，故A錯誤；丙光的遏止電壓較大，對應(yīng)的光電子的最大初動能較大，因而丙光的頻率較高，波長較短，故B錯誤；依據(jù)折射率和頻率的關(guān)系可知乙光折射率小于丙光折射率，故依據(jù)：n＝eq\f(c,v)可知在某一介質(zhì)中乙光的速度大于丙光的速度，故C錯誤；依據(jù)：sinC＝eq\f(1,n)可知乙光發(fā)生全反射的臨界角比丙光大，故乙光和丙光組成的點(diǎn)光源照亮水面的面積乙光大，所以D正確。]15．(2024·江蘇省新高考適應(yīng)性考試)我國中微子探測試驗利用光電管把光信號轉(zhuǎn)換為電信號。如圖所示，A和K分別是光電管的陽極和陰極，加在A、K之間的電壓為U。現(xiàn)用發(fā)光功率為P的激光器發(fā)出頻率為ν的光全部照耀在K上，回路中形成電流。已知陰極K材料的逸出功為W0，普朗克常