2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第12章波粒二象性原子結(jié)構(gòu)和原子核第1講光電效應(yīng)波粒二象性課時(shí)作業(yè)含解析

PAGE5-第1講光電效應(yīng)波粒二象性1．假如一個(gè)電子的德布羅意波長(zhǎng)和一個(gè)中子的相等，對(duì)于它們，下面的物理量相等的是()A．速度 B．動(dòng)能C．動(dòng)量 D．總能量C[依據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式λ＝eq\f(h,p)，選C。]2．(2024·上海單科)光子的能量與其()A．頻率成正比 B．波長(zhǎng)成正比C．速度成正比 D．速度平方成正比A[由E＝hν、c＝λν得E＝hν＝heq\f(c,λ)，可見光子的能量與其頻率成正比、與其波長(zhǎng)成反比，A正確，B錯(cuò)誤。由于隨意能量的光子在真空中傳播的速度都是相同的，故C、D皆錯(cuò)誤。]3．(多選)在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，用同一種單色光，先后照耀鋅和銀的表面，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，肯定不同的是()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ACD[同一束光照耀不同的金屬，肯定相同的是入射光的光子能量，不同的金屬逸出功不同，依據(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；同一束光照耀，光中的光子數(shù)目相等，所以飽和電流是相同的，故選A、C、D。]4．下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體輻射試驗(yàn)規(guī)律的是()A[隨著溫度的上升，黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)有這樣的關(guān)系。一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，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)。由此規(guī)律可知應(yīng)選A項(xiàng)。]5．(2024·北京理綜)2024年年初，我國(guó)研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100nm(1nm＝10－9m)旁邊連續(xù)可調(diào)的世界上首個(gè)最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的探討中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此推斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)()A．10－21J B．10－18JC．10－15J D．10－12JB[本題考查光子能量。由題意知，電離一個(gè)分子的能量等于照耀分子的光子能量，E＝hν＝heq\f(c,λ)＝2×10－18J，故選項(xiàng)B正確。]6．(2024·陜西渭南質(zhì)檢)人眼對(duì)綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530nm的綠光時(shí)，只要所接收到的功率不低于2.3×10－18W，眼睛就能察覺。已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，光速為3×108m/s，人眼能察覺到綠光時(shí)，每秒至少接收到的綠光光子數(shù)為()A．6 B．60C．600 D．6000A[本題考查光子能量的計(jì)算。綠光光子能量為E＝hν＝heq\f(c,λ)≈3.8×10－19J，每秒鐘最少接收的光子能量為Pt，所以每秒鐘最少接收的光子數(shù)為n＝eq\f(Pt,E)＝eq\f(2.3×10－18×1,3.8×10－19)≈6(個(gè))，故A正確。]7.(2024·陽(yáng)江模擬)用圖所示的光電管探討光電效應(yīng)的試驗(yàn)中，用某種頻率的單色光a照耀光電管陰極K，電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而用另一頻率的單色光b照耀光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么()A．a(chǎn)光的波長(zhǎng)肯定大于b光的波長(zhǎng)B．增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．用a光照耀光電管陰極K時(shí)通過(guò)電流計(jì)G的電流是由d到cD．只增加a光的強(qiáng)度可使通過(guò)電流計(jì)G的電流增大D[用肯定頻率的a單色光照耀光電管時(shí)，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知νa>ν0，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)的條件：ν>ν0，增加b光的強(qiáng)度不能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B項(xiàng)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(guò)電流計(jì)G的電流方向是c流向d，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；增加a光的強(qiáng)度可使通過(guò)電流計(jì)G的電流增大，故D項(xiàng)正確。]8．(多選)三束單色光1、2和3的波長(zhǎng)分別為λ1、λ2和λ3(λ1>λ2>λ3)，分別用這三束光照耀同一種金屬。已知用光束2照耀該種金屬時(shí)，恰能產(chǎn)生光電子。下列說(shuō)法正確的是()A．用光束1照耀該種金屬時(shí)，不能產(chǎn)生光電子B．用光束3照耀該種金屬時(shí)，不能產(chǎn)生光電子C．用光束2照耀該種金屬時(shí)，光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多D．用光束2照耀該種金屬時(shí)，光越強(qiáng)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大AC[因λ1>λ2>λ3，依據(jù)波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系式λ＝eq\f(c,ν)，可得ν1<ν2<ν3；由于用光束2照耀該種金屬時(shí)，恰能產(chǎn)生光電子，因此用光束1照耀該種金屬時(shí)，不能產(chǎn)生光電子，用光束3照耀該種金屬時(shí)，肯定能產(chǎn)生光電子，故A正確，B錯(cuò)誤；用光束2照耀該種金屬時(shí)，光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多，而由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W可知，光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，故C正確，D錯(cuò)誤。]9．某金屬的遏止電壓用Uc表示，入射光頻率用ν表示，用不同頻率的光照耀某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，得到Uc-ν圖象如圖所示。依據(jù)圖象求出該金屬的截止頻率νc為(已知電子電荷量e＝1.6×10－19C)()A．1.0×1014Hz B．2.0×1014HzC．5.0×1014Hz D．17.5×1014HzC[eUc＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝hν－W，Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W,e)，由圖象可得Uc＝0時(shí)，νc＝5.0×1014Hz。故選項(xiàng)C正確。]10．在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，先后用頻率相同但光強(qiáng)不同的兩束光照耀同一個(gè)光電管。若試驗(yàn)a中的光強(qiáng)大于試驗(yàn)b中的光強(qiáng)，試驗(yàn)所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線分別以a、b表示，則下列圖中可能正確的是()A[光電流恰為零，此時(shí)間電管兩端加的電壓為遏止電壓，對(duì)應(yīng)的光的頻率為截止頻率，入射光的頻率越高，對(duì)應(yīng)的遏止電壓Uc越大，由于入射光的頻率沒有變，故遏止電壓相同，即圖線與橫軸的交點(diǎn)相同。由于a光的光強(qiáng)大于b光的光強(qiáng)，所以a的飽和電流大于b的飽和電流。故A項(xiàng)正確、B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。]11．(2024·保定模擬)如圖所示，在驗(yàn)電器上安裝一個(gè)銅網(wǎng)，使其帶電，驗(yàn)電器金屬箔張開肯定角度。用紫外線照耀銅網(wǎng)，驗(yàn)電器金屬箔的張角保持不變，再將一塊鋅板放置在該銅網(wǎng)后面肯定距離處，用同一紫外線照耀鋅板時(shí)，發(fā)覺金屬箔張開角度減小。下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是()A．增加紫外線的強(qiáng)度照耀銅網(wǎng)，金屬箔張角將變大B．紫外線的頻率大于金屬鋅的截止頻率C．銅網(wǎng)帶負(fù)電D．改用紫光照耀鋅板，驗(yàn)電器的金屬箔張角也肯定減小B[依據(jù)用紫外線照耀銅網(wǎng)，驗(yàn)電器金屬箔的張角保持不變；再將一塊鋅板放置在該銅網(wǎng)后面肯定距離處，用同一紫外線照耀鋅板時(shí)，發(fā)覺金屬箔張開角度減小，說(shuō)明逸出的光電子跑到銅網(wǎng)上，導(dǎo)致其電量減小，當(dāng)增加紫外線的強(qiáng)度照耀銅網(wǎng)，金屬箔張角將變更小，由此可知，銅網(wǎng)帶正電，故A，C項(xiàng)錯(cuò)誤；只有紫外線的頻率大于金屬鋅的截止頻率，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，故B項(xiàng)正確；依據(jù)光電效應(yīng)產(chǎn)生條件，當(dāng)改用紫光照耀，則紫光頻率小于紫外線，因此可能不發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則驗(yàn)電器金屬箔不肯定張開，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。]12．(多選)利用如圖所示的電路探討光電效應(yīng)，其中電極K由金屬鉀制成，已知鉀的逸出功為2.25eV。用某一頻率的光照耀電極K時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為1.50eV，電流表的示數(shù)為I。已知普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，下列說(shuō)法正確的是()A．金屬鉀的截止頻率約為5.5×1014HzB．若入射光頻率加倍，光電子的最大初動(dòng)能變?yōu)?.00eVC．若入射光的強(qiáng)度不變、頻率加倍，電流表的示數(shù)變?yōu)?ID．若入射光頻率加倍，遏止電壓的大小將變?yōu)?.25VAD[由W0＝hνc，解得金屬鉀的截止頻率約為νc＝5.5×1014Hz，選項(xiàng)A正確；若入射光的頻率加倍，W0不變，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知光電子的最大初動(dòng)能并不加倍，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若入射光的頻率加倍、強(qiáng)度不變，則單位時(shí)間內(nèi)入射光的光子數(shù)減半，即電極K表面逸出的光電子數(shù)量減半，電流表的示數(shù)變?yōu)閑q\f(I,2)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由Ek＝hν－W0知入射光的能量為hν＝3.75eV，若入射光的頻率加倍，則Ek′＝2hν－W0＝5.25eV，而eUc＝Ek′，所以遏止電壓Uc＝5.25V，選項(xiàng)D正確。]13．(2024·南寧模擬)某同學(xué)采納如圖甲所示的裝置探討光電效應(yīng)現(xiàn)象，分別用a、b、c三束單色光照耀圖甲中的光電管的陰極，得到光電管兩端的電壓與相應(yīng)的光電流的關(guān)系如圖乙所示，其中a、c兩束光照耀時(shí)對(duì)應(yīng)的遏止電壓相同，均為Ua，則下列論述正確的是()A．a(chǎn)、c兩束光的光強(qiáng)相同B．a(chǎn)、c兩束光的頻率相同C．b光束光子的能量最小D．b光束的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，遏止電壓最大B[由圖可知，a的飽和電流最大，因此a光束照耀時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)量大，光強(qiáng)大，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)光電流為零時(shí)，光電管兩端加的電壓為遏止電壓，對(duì)應(yīng)的光的頻率為截止頻率，依據(jù)eU＝hν－W，入射光的頻率越高，對(duì)應(yīng)的遏止電壓U越大。a光、c光的遏止電壓相等，所以a光、c光的頻率相等，而b光的頻率大，能量大，且對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)最小，故B項(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。]14．(多選)如圖所示，N為鋁板，M為金屬網(wǎng)，它們分別和電池兩極相連，各電池的極性和電動(dòng)勢(shì)在圖中標(biāo)出，鋁的逸出功為4.2eV?，F(xiàn)分別用能量不同的光子照耀鋁板(各光子的能量在圖上標(biāo)出)，那么，下列圖中有光電子到達(dá)金屬網(wǎng)的是()BC[入射光的光子能量小于逸出功，則不能發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)誤。入射光的