2019届高考物理总复习第十二章近代物理第一节光电效应课后达标.pdf

第一节 光电效应 学生用书P353(单独成册 ) ( 建议用时： 60 分钟 ) 一、单项选择题 1入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则 下列说法中正确的是( ) A从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B逸出的光电子的最大初动能减小 C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D有可能不发生光电效应 解析：选 C. 光电效应瞬时 (10 9 s) 发生，与光强无关，A错误；光电子的最大初动能只 与入射光的频率有关，入射光的频率越大，最大初动能越大，B错误；光电子数目多少与入 射光的强度有关，光强减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，C正确；能否 发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，D错误 2(2018·太原质检) 关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是( ) A不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性 B运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道 C波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是 统一的 D实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 解析：选D.光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现 出光的波动性， 而单个光子的运动表现出光的粒子性光的波长越长，波动性越明显， 光的 频率越高，粒子性越明显而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性， 不是不具有波粒二象性，D项错误 3在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是( ) A光电效应是瞬时发生的 B所有金属都存在极限频率 C光电流随着入射光增强而变大 D入射光频率越大，光电子最大初动能越大 解析：选C.按照光的波动理论，电子吸收光子的能量需要时间，因此光电效应不可能 瞬时发生， 这与光电效应具有瞬时性矛盾；按照光的波动理论，只要有足够长的时间，电子 会吸收足够的能量，克服原子的束缚成为光电子，因此所有金属均可以发生光电效应，这与 光电效应有极限频率矛盾；按照光的波动理论，照射光越强，电子获得的能量越大，打出的 光电子的最大初动能越大，这与光电效应中打出的光子的最大初动能与光强无关，而与照射 光的频率有关矛盾；按照光的波动理论也可以得到光越强打出的光电子越多，光电流越大， 因此 C项正确 4研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠 极板 ( 阴极K) ，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流下列光电流I 与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是( ) 解析：选C.由于是强度不同的光照射同种钠极板，则遏止电压相同，强度不同，饱和 光电流不同选项C正确 5(2017·高考上海卷) 光子的能量与其( ) A频率成正比B波长成正比 C速度成正比D速度平方成正比 解析：选 A. 由Ehh c ，可见光子的能量与其频率成正比、与其波长成反比， A正 确， B错误；由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的，故C、 D皆错误 6以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到 一个光子而从金属表面逸出强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射 金属， 由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光 子光电效应，这已被实验证实光电效应实验装置示意图如图所示用频率为 的普通光 源照射阴极K，没有发生光电效应，换用同样频率为 的强激光照射阴极K，则发生了光电 效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间 就形成了使光电子减速的电场逐渐增大U， 光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时， 所加反向电压U可能是下列的( 其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量 )( ) AUh e W e BU 2h e W e CU2hWDU 5h 2e W e 解析：选 B.以从阴极K逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得： Ue0 1 2mv 2 m 由光电效应方程得： nh1 2mv 2 mW(n2，3， 4，) 由式解得：U nh e W e( n2，3，4， ) ， 故选项 B正确 二、多项选择题 7如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通 过，其原因可能是( ) A入射光太弱B入射光波长太长 C光照时间短D电源正、负极接反 解析：选 BD.入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故 选项 B正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有 光电流产生，故选项D正确 81927 年戴维逊和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理 实验之一如图所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确的是( ) A亮条纹是电子到达概率大的地方 B该实验说明物质波理论是正确的 C该实验再次说明光子具有波动性 D该实验说明实物粒子具有波动性 解析：选ABD.电子属于实物粒子，电子衍射实验说明电子具有波动性，说明物质波理 论是正确的，与光的波动性无关，B、D正确， C错误；物质波也是概率波，亮条纹是电子到 达概率大的地方，A正确 9用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在照相底片上先后出现如图 甲、乙、丙所示的图象，则( ) A图象甲表明光具有粒子性 B图象乙表明光具有波动性 C用紫外线观察不到类似的图象 D实验表明光是一种概率波 解析：选 ABD.图象甲曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性图象乙曝光时间长， 通过了大量光子，呈现波动性，故A、B正确；同时也表明光波是一种概率波，故D也正确； 紫外线本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故C错误 10(2015·高考江苏卷) 波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( ) A光电效应现象揭示了光的粒子性 B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 解析：选 AB.光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A正 确，选项 C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项 B正确；由 德布罗意波长公式 h p和 p 22mE k知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相 等，选项D错误 11(2018·北京朝阳模拟) 用绿光照射一个光电管，能产生光电效应欲使光电子从阴 极逸出时最大初动能增大，可以( ) A改用红光照射B改用紫光照射 C改用蓝光照射D增加绿光照射时间 解析：选 BC.光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，而与入射光子的能量有 关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以本题中可以改用比绿 光光子能量更大的紫光、蓝光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能 12. (2018·济南模拟) 如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光 频率 的关系图象由图象可知( ) A该金属的逸出功等于E B该金属的逸出功等于h0 C入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为E D入射光的频率为 0 2 时，产生的光电子的最大初动能为 E 2 解析： 选 ABC.由爱因斯坦光电效应方程EkhW0知，当0 时W0Ek，故W0E， A项正确；而Ek0 时，hW0即W0h0，B项正确；入射光的频率为20时产生的光电 子的最大初动能Ekm2h0h0h0E，C项正确；入射光的频率为 0 2 时，不会发生光 电效应， D错误 13产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是( ) A对于同种金属，Ek与照射光的强度无关 B对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比 C对于同种金属，Ek与照射光的时间成正比 D对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系 解析：选 AD.发生光电效应，一个电子获得一个光子的能量，EkhW0，所以Ek与照 射光的强度无关，与光照射的时间无关，A 正确， C 错误；由EkhW0h c W0可知Ek 与 并非成反比关系，B 错误；由EkhW0可知，Ek与照射光的频率成线性关系，D 正 确 14(2018·陕西师大附中检测) 用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现 当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是 ( ) A增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小 Ba光照射金属板时验电器的金属小球带负电 Ca光在真空中的波长小于b光在真空中的波长 D若a光是氢原子从n 4的能级向n1 的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子 从n5 的能级向n2 的能级跃迁时产生的 解析：选 CD.增大a光的强度， 从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大， 指针偏角一定增大，A错误；a光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子， 金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B错误；发生光电效应的条件是入射光的 频率大于金属的极限频率，因此a光的频率大于b光的频率，a光在真空中的波长小于b光 在真空中的波长，C正确；氢原子从n4 的能级向n 1的能级跃迁时产生的光子能量大于 氢原子从n5 的能级向n2 的能级跃迁时产生的光子能量，D正确