高考物理一轮复习 考点39 波粒二象性练习(含解析)-人教版高三全册物理试题.doc
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1、考点39波粒二象性题组一基础小题1(多选)一单色光照到某金属表面时,有光电子从金属表面逸出,下列说法中正确的是()A无论增大照射光的频率还是增加照射光的强度,金属的逸出功都不变B只延长照射光照射时间,光电子的最大初动能将增加C只增大照射光的频率,光电子的最大初动能将增大D只增大照射光的频率,光电子逸出所经历的时间将缩短答案AC解析金属的逸出功是由金属自身决定的,增大照射光的频率,或增加照射光的强度,金属的逸出功都不变,A正确;根据光电效应方程EkhW0可知,光电子的最大初动能由照射光的频率和金属的逸出功共同决定,只延长照射光照射时间,光电子的最大初动能不变,只增大照射光的频率,光电子的最大初动
2、能将增大,B错误,C正确;光电子逸出几乎是瞬时的,与照射光的频率无关,D错误。2(多选)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的最大初动能增大,可以()A改用红光照射 B改用紫光照射C改用蓝光照射 D增加绿光照射时间答案BC解析光电子的最大初动能与光的照射时间及照射强度无关,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的最大初动能越大,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。故B、C正确。3如图所示,当开关S断开时,用光子能量为3.5 eV的一束光照射阴极K,发现电流表读数不为零。闭合开关,调节滑动变阻
3、器,发现当电压表读数小于1.5 V时,电流表读数仍不为零,当电压表读数大于或等于1.5 V时,电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为()A1.5 eV B2.0 eVC3.5 eV D5.0 eV答案B解析根据题意知此时光电子的最大初动能EkmeUc1.5 eV;根据爱因斯坦的光电效应方程EkmhW0,有W0hEkm3.5 eV1.5 eV2.0 eV,故B正确。4(多选)如图所示,N为金属板,M为金属网,它们分别与电池的两极相连,各电池的电动势和极性如图所示,已知金属板的逸出功为4.8 eV。现分别用不同频率的光照射金属板(各光子的能量已在图上标出),则下列说法正确的是()A图1中无光电
4、子射出B图2中光电子到达金属网时的动能大小为1.5 eVC图3中的光电子能到达金属网D图4中光电子到达金属网时的最大动能为3.5 eV答案AB解析图1中入射光的能量小于金属板的逸出功,故不会有光电子射出,A正确;根据光电效应方程EkhW0,图2中金属板能够射出光电子,且光电子的初动能为零,经过N、M间电场的加速,射出的光电子具备了1.5 eV的动能,B正确;图3、图4中加反向电压,图3中逸出金属板的光电子的最大初动能为1.0 eV,小于光电子到达金属网需要克服电场力做的功1.5 eV,故光电子不能到达金属网,C错误;根据光电效应方程可知,图4中逸出金属板的光电子的最大初动能为2.0 eV,它在
5、N、M间克服电场力做功1.5 eV,故光电子到达金属网时的最大动能为2.0 eV1.5 eV0.5 eV,D错误。5若能量为E0的光子照射到某金属表面时,从金属表面逸出的光电子的最大初动能为E,则能量为2E0的光子照射到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为()AE0E BE0E C2E D2E0E答案A解析设该金属的逸出功为W0,若用能量为E0的光子照射该金属时,逸出的光电子的最大初动能为E,根据光电效应方程知EE0W0;改用能量为2E0的光子照射同一金属,金属的逸出功不变,则逸出的光电子的最大初动能为Ekm2E0W0E0E。故A正确。6(多选)用图甲所示的实验装置研究光电效应现象,分别用
6、a、b、c三束光照射光电管的阴极,得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示,其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同,均为Uc1,则下列论述正确的是()Aa、c两束光的光强相同,频率不同Bb光束的光的波长最短Ca光束照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大Db光束光子的动量最大答案BD解析光电流恰为零时光电管两端加的电压为遏止电压,对应的光的频率为截止频率,根据eUcmvhW0,可知,入射光的频率越高,对应的遏止电压Uc越大,a光、c光的遏止电压相等,所以a光、c光的频率相同,而a光的饱和光电流较大,则a光的强度比c光的大,A错误;b光的遏止电压最大,则b光的频率最大,波长最短,能量
7、最大,照射光电管发出光电子的最大初动能也最大,故B正确,C错误;因为b光的频率最大,根据p,可知b光束光子的动量最大,故D正确。7某金属在光的照射下产生光电效应,其遏止电压Uc与入射光频率的关系图象如图所示,则由图象可知()A入射光的频率越大,该金属的逸出功越大B入射光的频率越大,则遏止电压越大C由图可求出普朗克常量hD光电子的最大初动能与入射光的频率成正比答案B解析逸出功与入射光频率无关,由金属材料决定,故A错误;根据光电效应方程EkhW0和eUcEk得Uc,当入射光的频率大于极限频率时,入射光的频率越大,则遏止电压越大,故B正确;由Uc,知图线的斜率k,可得普朗克常量h,故C错误;根据光电
8、效应方程EkmhW0可知,光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系,但不成正比,故D错误。8(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27,与纵轴的交点坐标为0.5)。由图可知()A该金属的截止频率为4.271014 HzB该金属的截止频率为5.51014 HzC该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为0.5 eV答案AC解析由光电效应方程EkhW0,可知图线的斜率为普朗克常量,图线在横轴上的截距为金属的截止频率,A、C正确,B错误;金属的逸出功为:W0h0 eV1.77 eV,D错误。9(多选)在光电效应实验中,用同一
9、种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应。对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是()A遏止电压B饱和光电流C光电子的最大初动能D逸出功答案ACD解析同一束光照射不同的金属,一定相同的是入射光的光子能量,不同的金属对应的逸出功不同,根据光电效应方程EkmhW0知,光电子的最大初动能不同,又eUcEkm,故遏止电压也不同;用同一束光照射,光束中的光子数目相等,所以饱和光电流是相同的,故选A、C、D。10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
10、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如图。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K、A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)()AU BUCU2hW DU答案B解析假设电子吸收的光子个数为n(n1),则EknhW,又EkeU,解得U,B正确。11对光的认识,下列说法不正确的是()A个别光子
11、的行为表现出粒子性,大量光子的行为表现出波动性B光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子之间的相互作用引起的C大量光子表现出波动性时,就不具有粒子性,少量光子表现出粒子性时,就不再具有波动性D光的波粒二象性应理解为:在某种情况下光的波动性表现明显,在另外某种情况下,光的粒子性表现得明显答案C解析个别光子的行为往往表现出来的是粒子性,而大量光子的行为表现出来的是波动性,A正确;光的波动性是光子本身的属性,并不是光子之间的相互作用引起的,B正确;光的波粒二象性是指光在某种情况下光的波动性表现得明显,但不是没有粒子性,只是粒子性不明显;反之,在另外某种情况下,光的粒子性表现得明显,波动性不明显,故C
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