内蒙古自治区2020年高考物理一轮复习：44 光电效应 波粒二象性C卷
新教材高考物理一轮复习课时练42光电效应波粒二象性含解析新人教版
光电效应波粒二象性基础对点练1.(光子能量的计算)(2020山东高三二模)激光在“焊接”视网膜的眼科手术中有着广泛的应用。
在一次手术中，所用激光的波长λ=6.6×10-7 m，每个激光脉冲的能量E=1.5×10-2 J。
则每个脉冲中的光子数目是(已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s，光速c=3×108 m/s)() A.3×1016 B.3×1012C.5×1016D.5×10122.(光电效应方程的理解)(2020山东威海高三二模)用波长200 nm的光照射铝的表面发生光电效应，已知铝的逸出功是4.2 eV，普朗克常量h=6.6×10-34J·s，电子电荷量e=1.6×10-19C，则光电子的最大初动能约为()A.0.2 eVB.2 eVC.20 eVD.200 eV3.(多选)(光电效应和康普顿效应)(2019全国高三专题练习)关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是()A.光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子B.用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率C.对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关D.石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变长，这个现象称为康普顿效应4.(波粒二象性)(2020北京高三三模)关于波粒二象性，下列说法正确的是()A.图甲中紫光照射到锌板上可以发生光电效应，则其他可见光照射到锌板上也一定可以发生光电效应B.图乙中入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大C.图丙说明光子既有粒子性也有波动性D.戴维孙和汤姆孙利用图丁证明了电子具有波动性5.(光电效应规律)(2020四川宜宾第四中学高三三模)在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。
光电效应、波粒二象性测试题及解析
光电效应、波粒二象性测试题及解析1．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明()A ．光的本质是波B ．光的本质是粒子C ．光的能量在胶片上分布不均匀D ．光到达胶片上不同位置的概率相同解析：选C 用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片出现的图样说明光具有波粒二象性，故A 、B 错误；该实验说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C 正确，D 错误。
2．(2020·滨州模拟)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( ) A ．波长 B ．频率 C ．能量D ．动量解析：选A 由爱因斯坦光电效应方程12m v 2m ＝hν－W 0，又由W 0＝hν0，可得光电子的最大初动能12m v 2m＝hν－hν0，由于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量，B 、C 、D 错误；又由c ＝λf 可知光电子频率较小时，波长较大，A 正确。
3．[多选]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 若入射光波长太长，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，若使该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D 正确。
4．(2019·北京高考)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。
表中给出了6次实验的结果。
组 次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV由表中数据得出的论断中不正确的是()A．两组实验采用了不同频率的入射光B．两组实验所用的金属板材质不同C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大解析：选B由光子的能量E＝hν，可知若入射光子的能量不同，则入射光子的频率不同，A正确。
高考物理《光电效应、波粒二象性》真题练习含答案
高考物理《光电效应、波粒二象性》真题练习含答案1．[2024·山西省忻州市期中联考]对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．关于黑体辐射，下列说法正确的是() A．黑体不会辐射电磁波B．温度低于0 ℃的物体不会辐射电磁波C．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍D．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律答案：C解析：一切物体都会辐射电磁波，绝对零度的物体才可能没有辐射，温度越高，辐射的电磁波越强，A、B错误；普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象，C正确，D错误．2.[2023·辽宁卷]原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂．某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④.若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为E k，则()A．①和③的能量相等B．②的频率大于④的频率C．用②照射该金属一定能发生光电效应D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于E k答案：A解析：由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②的频率小于④的频率，选项B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为E k，根据E km＝hν－W逸出功则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于E k，选项D错误．故选A.3．在光电效应实验中，某同学用a、b两种单色光分别照射同一光电管，发现a光对应的遏止电压大于b光对应的遏止电压．下列说法正确的是()A．a光对应的光电子最大动能较小B．a光光子的能量小于b光光子的能量C．a光的粒子性比b光的粒子性明显D．a光在真空中的传播速度大于b光答案：C解析：由爱因斯坦光电效应方程得E km＝hν－W0＝eU c，a光对应的遏止电压大于b光对应的遏止电压，所以a光对应的光电子最大初动能较大，a光的频率较大，a光光子的能量大于b光光子的能量，A、B错误；a光的频率较大，所以a光的粒子性比b光的粒子性明显，C正确；a光和b光在真空中的传播速度一样大，D错误．4．(多选)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验．如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10－23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上，已知电子质量为9.1×10－31kg，普朗克常量取6.6×10－34J·s，下列说法正确的是()A．发射电子的动能约为8.0×10－15JB．发射电子的物质波波长约为5.5×10－11mC．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样答案：BD解析：根据动量大小与动能关系可知，发射电子的动能约为E k＝p22m≈8.0×10－17J，A错误；发射电子的物质波波长λ＝hp≈5.5×10－11m，B正确；物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子才能显示出干涉图样，C错误，D正确．5．[2024·四川省成都市模拟]分别用波长为λ和2λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为3∶1，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为( )A ．hc 4λB ．hc 2λC ．3hc 4λD ．hc λ答案：A解析：单色光的能量为E ＝hν＝h c λ，根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能为E km ＝hν－W ，则E km 1＝h c λ －W ，E km 2＝h c 2λ－W ，其中E km 1∶E km 2＝3∶1，联立解得W ＝hc 4λ，A 正确．6．[2024·湖南省长沙市雅礼中学月考]如图所示为研究光电效应的电路图．开关闭合后，当用波长为λ0的单色光照射光电管的阴极K 时，电流表有示数．下列说法正确的是( )A ．若只让滑片P 向D 端移动，则电流表的示数一定增大B ．若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大C ．若改用波长小于λ0的单色光照射光电管的阴极K ，则阴极K 的逸出功变大D ．若改用波长大于λ0的单色光照射光电管的阴极K ，则电流表的示数一定为零 答案：B解析：只让滑片P 向D 端移动，A 、K 间电压增大，所加电压为正向电压，如果光电流达到饱和值，增加电压，电流表示数也不会增大，A 错误；只增加单色光强度，逸出的光电子数增多，光电流增大，B 正确；阴极K 的逸出功与入射光无关，C 错误；若改用波长大于λ0的单色光，能量减小，可能会发生光电效应，则电流表的示数不一定为零，故D 错误．7．[2024·浙江省百校调研](多选)如图1所示是一款光电烟雾探测器的原理图．当有烟雾进入时，来自光源S 的光被烟雾散射后进入光电管C ，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流．如果产生的光电流大于10－8 A ，便会触发报警系统．金属钠的遏止电压U c 随入射光频率ν的变化规律如图2所示，则( )A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×10－7 m B．图2中图像斜率的物理意义为普朗克常量hC．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是N＝6.25×1010个D．通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是可行的答案：CD解析：根据题意可知金属的截止频率为νc＝6×1014Hz，则有λ＝cνc＝3.0×1086.0×1014m＝5.0×10－7 m，所以光源S发出的光波波长不能大于5.0×10－7 m，A错误；根据遏制电压与光电子的最大初动能之间的关系，同时结合爱因斯坦的光电效应方程可得eU c＝E k＝hν－hνc ，整理得U c＝heν－heνc，由此可得图像的斜率为he，B错误；当光电流等于10－8A时，根据电流的定义式可知每秒产生的光子的个数为N＝Ite＝10－8×11.6×10－19个＝6.25×1010个，C 正确；当光源S发出的光能使光电管发生光电效应，则光源越强，被烟雾散射进入光电管的光就越多，越容易探测到烟雾，也就是说光电烟雾探测器灵敏度越高，即通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是可行的，D正确．。
2020届高考物理(人教版)一轮复习课后同步练习卷：波粒二象性
波粒二象性1用一束紫外线照射某金属时不能发生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是（B ）A. 改用红光照射B. 改用X射线照射C. 改用强度更大的原紫外线照射D. 延长原紫外线的照射时间2. 关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（A ）A发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内从金属内逸出的光电子数目增多B. 光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C. 发生光电效应的反应时间一般都大于7 sD. 只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生3. （多选）美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现光子除了具有能量之外还具有动量，被电子散射的X光子与入射的X光子相比（BD ）A. 速度减小B .频率减小C.波长减小D .能量减小4. （多选）下列关于波粒二象性的说法正确的是（BCD ）A. 光电效应揭示了光的波动性B. 使光子一个一个地通过单缝，若时间足够长，底片上也会出现衍射图样C. 黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D. 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性5. 现用某一光电管进行光电效应实验，当用频率为v的光照射时，有光电流产生.下列说法正确的是（A. 光照时间越长，光电流就越大B. 减小入射光的强度，光电流消失C. 用频率小于v的光照射，光电效应现象消失D. 用频率为2v的光照射，光电子的最大初动能变大1006 . （2017 •北京卷）2017年年初，我国研制的“大连光源”一一极紫外自由电子激光装置，发出了波长在nm（1nm= 10「9 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲.“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用.一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎.据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h = 6.6 x 10 ^34 J • s,真空光速c = 3X 108 m/s）（ B ）A. 10「21 J B . 10「18 JC. 10T5 J D . 10「12 J7.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长, 用该光源发出的光照射表中材料（D ）材料钠铜铂极限波长（nm）541268196A.仅钠能产生光电子B.仅钠、铜能产生光电子&下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压C.仅铜、铂能产生光电子 D.都能产生光电子U C和入射光的频率v的几组数据0 100 20() 300 44X) A(nm)U C /V0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 14 ■■V / X 10 Hz 5.6445.8886.0986.3036.50110.（多选）用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示.已知普朗 克常量为h ,被照射金属的逸出功为 W,遏止电压为U C ,电子的电荷量为 e ,则下列说法正确的是（AD ）11. 用如图甲所示的装置研究光电效应现象.闭合开关 S ,用频率为v 的光照射光电管时发生了光电效应.图 乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能&与入射光频率V 的关系图象，图线与横轴的交点坐标为（a, 0）,则这种金属的截止频率约为（B ）A. c. 14143.5 X 10 Hz B .4.3 X 10 Hz14 145.5 X 10 Hz D .6.0 X 10 Hz K 上时，电路中有光电流，则（D ）B. C. D. 若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生若换用波长为 入1（入1＞入0）的光照射阴极K 时，电路中一定没有光电流 若换用波长为 入2（入2＜入0）的光照射阴极K 时，电路中一定有光电流A . B. C. 甲光的强度大于乙光的强度甲光的频率大于乙光的频率 甲光照射时产生的光电子初动能均为 D. 乙光的频率为heUC由以上数据应用 Excel 描点连线,9.A .与纵轴的交点坐标为（0，- b），下列说法中正确的是（B ）A 普朗克常量为h =a B.断开开关S 后，电流表G 的示数不为零C. 仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大 12.（多选）研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为v 的光照射光电管阴极 K 时，有光电子产生•由示光电效应实验规律的图象中，正确的是（ACD ）反向电压U 和频半F —定时士 光电流i 与光遐f 的关系光强J 和铀率F —定时, 光电沁与反向压卩 的关霍C光强卿［频率V —定时” 光电流f 与产生光电子 的时间r 的关系13.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管.用波长 入=0.50卩m 的绿光照射阴极K ,实验测得流过 ©表D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表 G 的示数保持不变于光电管K 、A 间加的是反向电压，光电子从阴极K 发射后将向阳极 A 做减速运动•光电流出，反向电压U 由电压表测出•当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向遏止电压U ，在下图所表 光电管甲乙一34 -.h = 6.63 X 10 J • s.结合图象，求:数字）甲的电流I 与AK 之间的电势差 U K 满足如图乙所示规律，取 （结果保留两位有效(1) 每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极 (2) 该阴极材料的极限波长．12 － 20答案：(1)4.0 X 10 个 9.6 X 10 J (2)0.66K 时的最大初动能.。
2020年高考物理一轮复习第十五单元近代物理第1讲光电效应波粒二象性练习含解析新人教版
光电效应波粒二象性高中“近代物理”知识较分散,没有Ⅱ级考点,而在原子结构、原子核和波粒二象性三大知识板块中有氢原子光谱,氢原子的能级结构,能级公式,原子核的组成,放射性,原子核的衰变,半衰期、放射性同位素、核力,核反应方程、结合能,质量亏损、裂变反应和聚变反应,裂变反应堆射线的危害和防护,光电效应、爱因斯坦光电效应方程等众多的Ⅰ级考点,其特征是“点多面宽”、考点分散。
高考对本模块的考查主要是基本概念的理解、辨析,也有简单的计算,题型为选择题,考查的方式有结合实验现象考查波粒二象性、光电效应的解释,结合原子能级图考查原子的跃迁以及光子的吸收,结合质能方程考查核能的利用等。
“近代物理”调整为必考内容后,难度不会有太多的变化,但综合其他知识一起考查的可能性就增加了。
预计2020年高考对该部分知识的考查仍然以基本概念、规律为主,难度较低,但要特别注意的有三点:第一,可能一个题目中同时考查多个知识点;第二,可能与带电粒子在磁场、电场中的运动相结合,与动量规律、能量转化规律综合考查;第三,以现代科技为背景来考查。
第1讲光电效应波粒二象性1 黑体与黑体辐射普朗克能量子假说(1)黑体与黑体辐射①黑体:指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。
②黑体辐射的实验规律:对于一般材料的物体,辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关,而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
第一,随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加;第二,随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
(2)普朗克能量子假说①定义:普朗克认为,带电微粒辐射或吸收能量时,只能是辐射或吸收某个最小能量值的整数倍,这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
②大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h是普朗克常量,数值h=6.626×10-34J·s(一般h取6.63×10-34J·s)。
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—光电效应、波粒二象性
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—光电效应、波粒二象性1．关于光电效应，下列说法正确的是()A．截止频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多2．(多选)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，它们的德布罗意波的波长也相等3．(2022·江苏卷·4)上海光源通过电子－光子散射使光子能量增加，光子能量增加后() A．频率减小B．波长减小C．动量减小D．速度减小4.研究光电效应的电路图如图所示，关于光电效应，下列说法正确的是()A．任何一种频率的光，只要照射时间足够长，电流表就会有示数B．若电源电动势足够大，滑动变阻器滑片向右滑，电流表的示数能一直增大C．调换电源的正负极，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数可能变为零D．光电效应反映了光具有波动性5．(多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b，光电子的最大初动能分别为E k a和E k b，h为普朗克常量．下列说法正确的是()A．若νa＞νb，则一定有U a＜U bB．若νa＞νb，则一定有E k a＞E k bC．若U a＜U b，则一定有E k a＜E k bD．若νa＞νb，则一定有hνa－E k a＞hνb－E k b6．(多选)(2023·天津市模拟)如图所示，甲、乙为两束光经过同一双缝干涉装置后产生的干涉条纹，丙图为光电效应实验图，实验中施加反向电压得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图丁所示，下列说法正确的是()A．若甲光能使丙图中产生光电流，则乙光一定能使丙图中产生光电流B．当U AK小于0，但U AK没有达到遏止电压时，流经电流表方向为从上到下C．若甲光对应丁图中曲线b，则乙光可能对应丁图中曲线cD．a光照射光电管产生的光电子动能一定小于b光照射光电管产生的光电子动能7．(2020·江苏卷·12(1)(2))(1)“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点．它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示．若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是________．A．I增大，λ增大B．I增大，λ减小C．I减小，λ增大D．I减小，λ减小(2)大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最短波长分别为λ1和λ2，则该激发态与基态的能量差为________，波长为λ1的光子的动量为________．(已知普朗克常量为h，光速为c)8．(多选)如图所示，甲、乙、丙、丁是关于光电效应的四个图像(电子电荷量为e)，以下说法正确的是()A．由图甲可求得普朗克常量h＝beaB．由图乙可知虚线对应金属的逸出功比实线对应金属的逸出功小C．由图丙可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大D．由图丁可知电压越高，则光电流越大9．用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示，实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，图线与横轴交点的横坐标为5.15×1014Hz.已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.则下列说法中正确的是()A．欲测遏止电压，应选择电源左端为正极B．当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数持续增大C．增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大D．如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能约为1.2×10－19J 10.(2023·山西省榆次一中模拟)如图所示，分别用波长为λ、2λ的光照射光电管的阴极K，对应的遏止电压之比为3∶1，则光电管的截止频率对应的光的波长是()A．2λB．3λC．4λD．6λ11.(多选)(2023·浙江省高三检测)如图所示为研究光电效应的实验装置，此时滑片P位于中点O的正上方，用光束照射光电管的极板K，电流表的指针发生偏转．移动滑片P，当电流表示数恰好为0时，电压表指针指向某一刻度，下列说法正确的是()A．滑片P应向右滑动B．电流表示数恰好为0时，电压表示数为遏止电压的大小C．电压表指针指向某一刻度后，再移动滑片P，指针将不再偏转D．用某种频率的光照射，电流表示数恰好为0时，读取电压表示数；换用另一种频率的光，同样操作后也读取电压表示数，若两种光频率和电子电荷量已知，就可以测定普朗克常量12．(2023·山东淄博市模拟)某光电管的阴极在某单色光照射下恰好发生光电效应．阴极与阳极之间所加电压大小为U，光电流为I.已知电子的质量为m、电荷量为e，假设光电子垂直碰撞阳极且碰撞后即被吸收，则光电子对阳极板的平均作用力F的大小为()A.I e 2meUB.IemeUC.e I 2meUD.eImeU1．A 2.AB 3.B 4.C 5.BC 6.AB7．(1)B(2)h cλ2h λ1解析(1)若人体温度升高，则人体的热辐射强度I增大，由ε＝hν可知，对应的频率ν变大，由c＝λν知对应的波长λ变小，选项B正确．(2)该激发态与基态的能量差ΔE对应着辐射最短波长的光子，故能量差为ΔE＝hν＝h cλ2；波长为λ1的光子的动量p＝hλ1.8．BC[根据光电效应方程，结合动能定理可知eU c＝E k＝hν－W0＝hν－hνc，变式可得U c＝heν－heνc，斜率k＝b2a＝he，解得普朗克常量为h＝be2a，故A错误；根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可知，题图乙中纵轴截距的绝对值表示逸出功，则实线对应金属的逸出功比虚线对应金属的逸出功大，故B正确；入射光频率一定，饱和电流由入射光的强度决定，即光的颜色不变的情况下，入射光越强，光子数越多，饱和电流越大，故C正确；分析题图丁可知，当达到饱和电流以后，增加光电管两端的电压，光电流不变，故D错误．]9．D[遏止电压产生的电场对电子起阻碍作用，则电源的右端为正极，故A错误；当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，加速电场增强，电流增加到一定值后不再增加，故B错误；由E k＝hν－W0可知，最大初动能与光的强度无关，故C错误；E k＝hν－W0＝hν－hνc，νc＝5.15×1014Hz，代入数值求得E k≈1.2×10－19J，故D正确．]10．C[根据eU c＝12m v m2＝hcλ－hcλ0得eU c1＝hcλ－hcλ0，eU c2＝hc2λ－hcλ0，其中U c1U c2＝31，联立解得λ0＝4λ，故选C.]11．BD[分析可知光电管应加上反向电压，故滑片P向左滑动，A错误；电流表示数恰好为0时，电压表的示数为遏止电压的大小，B正确；电压表测量滑动变阻器部分两端电压，指针一直偏转，C错误；由eU c＝hν－W0可知，两组数据可以测定普朗克常量，D正确．] 12．A[根据题意，阴极金属恰好发生光电效应，则说明光电子离开阴极的速度为0，根据动能定理有eU＝12m v2，可得v＝2eUm，每个光电子到达阳极板时的动量变化量大小为Δp0＝m v＝2meU，设时间Δt内有n个电子打在阳极板上，则有I＝qΔt＝neΔt，由动量定理可得平均作用力为F＝n Δp0Δt，由以上整理得F＝Ie2meU，A正确，B、C、D错误．]。
2020届高考物理一轮复习 第13章 4 第三节 光电效应 波粒二象性随堂检测巩固落实 新人教版
4 第三节 光电效应 波粒二象性1．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们相等的物理量是( ) A ．速度 B ．动能 C ．动量D ．总能量解析：选C ．根据λ＝hp，知电子和中子的动量相等，选项C 正确．2．(高考江苏卷)已知钙和钾的截止频率分别为 7．73 ×1014Hz 和5．44×1014Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量解析：选A ．根据爱因斯坦光电效应方程12mv 2m ＝h ν－W ．由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝hλ和c ＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．3．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．4．(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λ＝h p和p 2＝2mE 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．5．如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )A ．只调换电源的极性，移动滑片P ，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U 0的数值B ．保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C ．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D ．阴极K 需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流解析：选AC ．只调换电源的极性，移动滑片P ，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，则有eU ＝12mv 2m ，那么电压表示数为遏止电压U 0的数值，故A 项正确；当其他条件不变，P 向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电子运动更快，由I ＝qt得电流表读数变大，若电流达到饱和电流，则电流表示数不会增大，B 项错误；只增大入射光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C 项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K 不需要预热，所以D 项错误．6．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h ＝6．63×10－34J ·s ．(1)图甲中电极A 为光电管的__________(选填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c 与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc ＝________Hz ，逸出功W 0＝________J ；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7．00×1014Hz ，则产生的光电子的最大初动能E k ＝________J ．解析：(1)在光电效应中，电子向A 极运动，故电极A 为光电管的阳极．(2)由题图可知，铷的截止频率νc 为5．15×1014Hz ，逸出功W 0＝h νc ＝6．63×10－34×5．15×1014J ≈3．41×10－19J ．(3)当入射光的频率为ν＝7．00×1014Hz 时，由E k ＝h ν－h νc 得，光电子的最大初动能为E k ＝6．63×10－34×(7．00－5．15)×1014 J ≈1．23×10－19J ．答案：(1)阳极(2)5．15×1014[(5．12～5．18)×1014均视为正确] 3．41×10－19[(3．39～3．43)×10－19均视为正确] (3)1．23×10－19[(1．21～1．25)×10－19均视为正确]7．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0．50 μm 的绿光照射阴极K ，实验测得流过G 表的电流I 与AK 之间的电势差U AK 满足如图乙所示规律，取h ＝6．63×10－34J ·s ．结合图象，求：(结果保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K 时的最大动能． (2)该阴极材料的极限波长．解析：(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A ，阴极每秒钟发射的光电子的个数n ＝I m e ＝0.64×10－61.6×10－19(个)＝4．0×1012(个)光电子的最大初动能为：E km ＝eU 0＝1．6×10－19 C ×0．6 V ＝9．6×10－20 J ．(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程：E km ＝h c λ－h cλ0，代入数据得λ0＝0．66 μm ．答案：(1)4．0×1012个 9．6×10－20J(2)0．66 μm。
2020年高考物理一轮复习专题12.2 光电效应 波粒二象性(练)(解析版)
专题12.2 光电效应波粒二象性1．（广东省茂名一中2019届模拟）用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是()A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间【答案】B【解析】某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X射线的频率比紫外线频率高，所以本题答案为B．2．（福建省三明一中2019届模拟）光电效应的实验结论是：对某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大【答案】AD【解析】每种金属都有它的极限频率ν0，只有入射光子的频率大于极限频率ν0时，才会发生光电效应，选项A正确、B错误；光电子的初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的增加而增大，选项D正确、C错误．3．(北京西城区2019届一模)被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜(简称FAST)坐落在贵州省平塘县，用来接收来自宇宙深处的电磁波．“中国天眼”的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义．如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级(106 W)的发射机，其发射的无线电波波长为126厘米，那么该发射机每秒钟发射的光子数量的数量级约为(取真空光速c＝3×108 m/s，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s)()A ．1023B ．1027C ．1031D ．1035【答案】C 【解析】设发射机每秒钟发射的光子数量为n ，则t 0时间内发射光子的总能量为E ＝nt 0ε，由ε＝hν和ν＝c λ得E ＝nt 0h c λ，则有nt 0h c λ＝Pt 0，代入数据，最终可得n 的数量级约为1031，故C 正确．4．（安徽省阜阳一中2019届模拟）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【答案】AB【解析】光电效应现象揭示了光的粒子性，A 正确；衍射是波特有的性质，故中子束射到晶体上产生衍射图样说明运动的中子具有波动性，B 正确；黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，普朗克借助于能量子假说，完美地解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C 错误；根据德布罗意波长公式λ＝h p 可知，若一个电子和一个质子的德布罗意波长相等，则动量p 也相等，但是质子质量比电子质量大，动能E k ＝p 22m ，可知两者动能不相等，D 错误．5．(河北邢台一中2019届联考)若能量为E 0的光子照射到某金属表面时，从金属表面逸出的电子的最大初动能为E ，则能量为2E 0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( )A ．E 0＋EB ．E 0－EC ．2ED ．2E 0－E【答案】A【解析】设该金属的逸出功为W 0，若用能量为E 0的光子照射该金属时，产生光电子的最大初动能为E ，根据光电效应方程知E ＝E 0－W 0；改用能量为2E 0的光照射同一金属，金属的逸出功不变，则光电子的最大初动能为E km ＝2E 0－W 0＝E 0＋E .6．（吉林省松原一中2019届模拟）用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k －ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV .若将二者的图线画在同一个E k －ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是( )【答案】A【解析】依据光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，E k －ν图线的斜率代表普朗克常量h ，因此钨和锌的E k－ν图线应该平行．图线的横轴截距代表截止频率ν0，而ν0＝W 0h ，因此钨的截止频率小些，综上所述，A 图正确．7．(河北唐山一中2019届一模)在研究某金属的光电效应现象时，发现当入射光的频率为ν时，其遏止电压为U .已知普朗克常量为h ，电子的电荷量为e ，下列说法正确的是( )A ．该金属的截止频率为ν－eU hB ．该金属的逸出功为eU －hνC ．增大入射光的频率，该金属的截止频率增大D ．增大入射光的频率，遏止电压增大【答案】AD【解析】设该金属的截止频率为ν0，则有hν－hν0＝eU ，ν0＝ν－eU h ，故A 正确；该金属的逸出功W 0＝hν0＝hν－eU ，故B 错误；该金属的截止频率只与材料本身有关，与入射光的频率没有关系，故C 错误；根据hν－hν0＝eU 可知，增大入射光的频率，遏止电压增大，故D 正确．8．(黑龙江七台河一中2019届模拟)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()A．1.5 eV B．2.0 eV C．3.5 eV D．5.0 eV【答案】B【解析】根据题意此时光电子的最大初动能E km＝eU c＝1.5 eV；根据爱因斯坦光电效应方程有W＝hν－E k m＝3.5 eV－1.5 eV＝2.0 eV，故B正确．9．（山东省青岛二中2019届模拟）下列说法错误的是()A．黑体辐射电磁波的强度按波长分布，与黑体的温度无关B．德布罗意提出了实物粒子也具有波动性的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想C．用频率一定的光照射某金属发生光电效应时，入射光越强，单位时间发出的光电子数越多D．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性【答案】A【解析】根据黑体辐射规律知，黑体辐射电磁波的强度，按波长的分布，只与黑体的温度有关，A错误。
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内蒙古自治区2020年高考物理一轮复习：44 光电效应波粒二象性C卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共10题；共20分)1. （2分） (2017高二上·大连期末) 爱因斯坦由光电效应的实验规律提出了光子说，以下对光电效应的解释，正确的是（）A . 金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B . 如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要做的最小功，只要照射时间足够长，光电效应也能发生C . 由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同D . 发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大2. （2分）关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（）A . 甲图中，若两球质量相等且球m2静止，两球发生正碰后，球m2的速度一定为vB . 乙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子C . 丙图中，普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念，并成功解释了光电效应现象D . 丁图中，链式反应属于重核的裂变3. （2分） (2017高二下·淄川期中) 当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5eV．为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为（）A . 1.5eVB . 3.5eVC . 5.0eVD . 6.5eV4. （2分） (2017高二下·钦州港期中) 氢原子光谱中巴耳末系中最短波长是（）A .B . RC . RD .5. （2分）以下物理过程中原子核发生变化而产生新核的有（）A . 光电效应现象B . 卢瑟福的α粒子散射实验C . x射线的产生过程D . 太阳内部发生的剧烈反应6. （2分）用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G 的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（）A . a光的波长一定大于b光的波长B . 增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C . 用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD . 只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大7. （2分）(2017·西宁模拟) 下列说法中正确的是（）A . 光电效应现象揭示了光具有波动性B . 电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性C . 重核裂变时平均每个核子释放能量要比轻核聚变时多D . 天然放射现象使人们认识到原子具有复杂结构8. （2分）下列说法中正确的是（）A . 在α、β、γ这三种射线中γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强B . 假如有18个某种放射性元素的原子核，经过一个半衰期，一定是有9个原子核发生了衰变C . 某单色光照射一定金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属时一定发生光电效应D . 原子核的比结合能越大，原子核越不稳定9. （2分）(2020·肇庆模拟) 下列说法正确的是（）A . 根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道，原子的能量减少，电子的动能增加B . 中子与质子结合成氘核时吸收能量C . 卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的D . 入射光照射到某金属表面发生光电效应，若仅减弱该光的强度，则不可能发生光电效应10. （2分）(2017·贵港模拟) 下列说法中正确的是（）A . 钍的半衰期为24天．1g钍90234Th经过120天后还剩0.2g钍B . 一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增加C . 放射性同位素90234Th经α、β衰变会生成86220Rn，其中经过了3次α衰变和2次β衰变D . 大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子二、多选题 (共7题；共21分)11. （3分）(2017·乌鲁木齐模拟) 光伏发电是利用光电效应原理工作的，目前，人类提高光伏发电效率的途径主要有两个方一是改变光源体发光谱带的频率，从而改变产生光电效应的光谱的宽度；二是改变被照射金属材料的成分，从而改变其逸出功，则提高光伏发电效率的途径正确的是（）A . 增大光源体发光谱带的频率B . 减小光源体发光谱带的频率C . 增大金属材料的逸出功D . 减小金属材料的逸出功12. （3分） (2017高二下·信阳期中) 某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象，当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为反向截止电压，根据反向截止电压，可以计算光电子的最大初动能Ekm ，现分别用频率为v1、v2的单色光照射阴极，测量的反向截止电压分别为U1与U2 ，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系中正确的是（）A . 当用频率为v1的光照射时，光电子的最大初速度v=B . 阴极K金属的逸出功W逸=hv1﹣eU1C . 阴极K金属的极限频率v0=D . 普朗克常量h=13. （3分） (2017高三上·玄武开学考) 下列说法正确的是（）A . 光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B . 天然放射性现象说明原子核具有复杂的结构C . 一个氘核的质量小于一个质子和一个中子的质量和D . 已知钴60的半衰期为5.27年，则任一个钴60原子核都将在5.27年内发生衰变14. （3分）(2014·海南) 在光电效应实验中，用同一种单色光，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，下列四个物理过程中，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15. （3分） (2019高三上·承德月考) 对于钠和钙两种金属，其遏止电压与入射光频率v的关系如图所示。
用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（）A . 钠的逸出功小于钙的逸出功B . 图中直线的斜率为C . 在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同D . 若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高16. （3分）在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出（）A . 甲光的频率大于乙光的频率B . 乙光的波长大于丙光的波C . 乙光对应的截止频率等于丙光的截止频率D . 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能17. （3分）(2019·长春模拟) 如图所示，当开关断开时，用光子能量为的一束光照射阴极，发现电流表的读数不为0，闭合开关，调节滑动变阻器，发现当电压表的读数小于时，电流表的读数仍不为0；当电压表的读数大于或等于时，电流表的读数为0，则（）A . 电源的左侧为负极B . 阴极材料的逸出功为C . 光电子的最大初动能为D . 若入射光的频率加倍，则光电子的最大初动能也加倍三、综合题 (共4题；共50分)18. （10分）某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能Ekm ．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2 ，设电子质量为m，电荷量为e，求：（1）用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v（2）普朗克常数h，（3）阴极K金属的极限频率νc．19. （15分）有一真空中波长为6×10﹣7m的单色光，普朗克常量为6.63×10﹣34 J•s，求：（1）此单色光的频率；（2）此单色光的1个光子的能量；（3）金属钠产生光电效应的极限频率是6.0×1014Hz．根据能量转化和守恒守律，用该单色光照射金属钠时，产生的光电子的最大初动能是多大？20. （15分）用如图所示的装置研究光电效应现象。
用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表的示数不为零；移动滑动变阻器的滑动触头，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0。
（1）光电子的最大初动能是多少？遏止电压为多少？（2）光电管阴极的逸出功又是多少？（3）当滑动触头向a端滑动时，光电流变大还是变小？（4）当入射光的频率增大时，光电子最大初动能如何变化？遏止电压呢？21. （10分） (2017高二下·长春期中) 光电效应的实验电路图如图所示，一光电管的阴极用极限波长λ0的钠制成．用波长为λ的紫外线照射阴极，当光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U时，电流表示数达到饱和光电流的值（当阴极K发射的电子全部达到阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流）I．已知电子电量为e，光速为c，普朗克常量h．（1）t秒内由K极发射的光电子数目________；（2）求电子到达A极时的最大动能________（3）如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达A极时的最大动能________；（用题中给的字母填写）参考答案一、单选题 (共10题；共20分)1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、6-1、7-1、8-1、9-1、10-1、二、多选题 (共7题；共21分)11-1、12-1、13-1、14-1、15-1、16-1、17-1、三、综合题 (共4题；共50分) 18-1、18-2、18-3、19-1、19-2、19-3、20-1、20-2、20-3、20-4、21-1、21-2、21-3、第11 页共11 页。