（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（四十五）光電效應(yīng) 波粒二象性（含解析）

（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（四十五）光電效應(yīng) 波粒二象性（含解析）1用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間，在膠片上出現(xiàn)的圖像如圖所示，該實驗表明()A光的本質(zhì)是波B光的本質(zhì)是粒子C光的能量在膠片上分布不均勻D光到達膠片上不同位置的概率相同解析：選C用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間，在膠片出現(xiàn)的圖樣說明光具有波粒二象性，故A、B錯誤；該實驗說明光到達膠片上的不同位置的概率是不一樣的，也就說明了光的能量在膠片上分布不均勻，故C正確，D錯誤。2(2018·濱州模擬)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(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動量解析：選A由愛因斯坦光電效應(yīng)方程mvm2hW0，又由W0h0，可得光電子的最大初動能mvm2hh0，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，B、C、D錯誤；又由cf可知光電子頻率較小時，波長較大，A正確。3(多選)如圖所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計中沒有電流通過，其原因可能是()A入射光太弱B入射光波長太長C光照時間短 D電源正、負極接反解析：選BD若入射光波長太長，入射光的頻率低于截止頻率時，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項B正確；電路中電源反接，對光電管加了反向電壓，若使該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，故選項D正確。4頻率為的光照射某金屬時，產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ekm。改為頻率為2的光照射同一金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動能為(h為普朗克常量)()AEkmhB2EkmCEkmh DEkm2h解析：選C根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得EkmhW0，若入射光頻率變?yōu)?，則Ekmh·2W02h(hEkm)hEkm，故選項C正確。5(多選)已知某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率為c，則()A當用頻率為2c的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子B當用頻率為2c的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hcC當照射光的頻率大于c時，若增大，則逸出功增大D當照射光的頻率大于c時，若增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍解析：選AB該金屬的截止頻率為c，則可知逸出功W0hc，故當用頻率為2c的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子，且此時產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek2hcW0hc，故A、B正確；逸出功由金屬自身的性質(zhì)決定，與照射光的頻率無關(guān)，故C錯誤；由光電效應(yīng)方程EkhW0可知，D錯誤。6(多選)(2019·鞍山調(diào)研)關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法正確的是()A光電效應(yīng)中，金屬板向外發(fā)射的光電子又可以叫做光子B用光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)是因為該入射光的頻率小于金屬的截止頻率C對于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率無關(guān)D光電效應(yīng)現(xiàn)象也符合能量守恒定律解析：選BD 光電效應(yīng)中，金屬板向外發(fā)射的電子叫光電子，光子是光量子的簡稱，A錯誤；用光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)是因為該入射光的頻率小于金屬的截止頻率，B正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程hW0eUc可知，對于同種金屬而言(逸出功一樣)，入射光的頻率越大，遏止電壓也越大，即遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)，C錯誤；能量守恒定律是自然界中普適定律，光電效應(yīng)現(xiàn)象符合能量守恒定律，D正確。7(多選)光電效應(yīng)實驗中，下列表述正確的是()A光照時間越長光電流越大B入射光足夠強就可以有光電流C遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D入射光頻率大于極限頻率時一定能產(chǎn)生光電子解析：選CD光電流的大小只與單位時間流過單位面積的光電子數(shù)目有關(guān)，而與光照時間的長短無關(guān)，選項A錯誤；無論光照強度多強，光照時間多長，只要入射光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故選項B錯誤；遏止電壓即反向截止電壓，eUchW0，與入射光的頻率有關(guān)，超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大，則遏止電壓越大，故選項C正確；無論光照強度多弱，光照時間多短，光的頻率大于極限頻率時一定能產(chǎn)生光電子，故選項D正確。8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)出的光照射表中材料()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)生光電子解析：選D根據(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100 nm，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。B級保分題目練通抓牢9用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率變化的Ek­圖像。已知鎢的逸出功是3.28 eV，鋅的逸出功是3.34 eV，若將二者的圖線畫在同一個Ek­坐標系中，用實線表示鎢、虛線表示鋅，則正確反映這一過程的圖是()解析：選A依據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0可知，Ek­圖線的斜率代表普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek­圖線應(yīng)該平行。圖線的橫軸截距代表截止頻率0，而0，因此鎢的截止頻率小些，綜上所述，A圖正確。10(多選)如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點坐標4.27，與縱軸交點坐標0.5)。由圖可知()A該金屬的截止頻率為4.27×1014 HzB該金屬的截止頻率為5.5×1014 HzC該圖線的斜率表示普朗克常量D該金屬的逸出功約為1.8 eV解析：選ACD由光電效應(yīng)方程EkhW0可知，題圖中橫軸的截距為該金屬的截止頻率，選項A正確，B錯誤；圖線的斜率表示普朗克常量h，C正確；該金屬的逸出功W0h06.63×1034×4.27×1014 J1.8 eV，選項D正確。11(多選)如圖所示為光電管的工作電路圖，分別用波長為0、1、2的單色光做實驗，已知2<0<1。當開關(guān)閉合后，用波長為0的單色光照射光電管的陰極K時，電流表有示數(shù)。下列說法正確的是()A光電管陰極材料的逸出功與入射光無關(guān)B若用波長為1的單色光進行實驗，則電流表的示數(shù)一定為零C若僅增大電源的電動勢，則電流表的示數(shù)一定增大D若僅將電源的正負極對調(diào)，則電流表的示數(shù)可能為零解析：選AD光電管陰極材料的逸出功只與材料有關(guān)，而與入射光的頻率、入射光的強度無關(guān)，A正確。用波長為0的光照射陰極K時，電路中有光電流，可知波長為0的光照射陰極K時，發(fā)生了光電效應(yīng)；若用波長為1(10)的光照射陰極K，雖然入射光的頻率變小，但仍可能大于陰極的極限頻率，仍可能發(fā)生光電效應(yīng)，因此電流表的示數(shù)可能不為零，B錯誤。僅增大電路中電源的電動勢，光電管兩端電壓增大，當達到飽和電流后，電流表的示數(shù)不再增大，C錯誤。將電路中電源的正負極對調(diào)，光電子做減速運動，若電子到達不了陽極，則此時電流表的示數(shù)為零，D正確。C級難度題目適情選做12(多選)2009年諾貝爾物理學(xué)獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標有A和K的為光電管，其中A為陽極，K為陰極。理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0 V?，F(xiàn)保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是()A光電管陰極材料的逸出功為4.5 eVB若增大入射光的強度，電流計的讀數(shù)不為零C若用光子能量為12 eV的光照射陰極K，光電子的最大初動能一定變大D若用光子能量為9.5 eV的光照射陰極K，同時把滑片P向左移動少許，電流計的讀數(shù)一定不為零解析：選AC由題給電路圖可知，圖中所加電壓為反向減速電壓，根據(jù)題意可知遏止電壓為6 V，由EkhW0eUc得W04.5 eV，選項A正確；當電壓達到遏止電壓時，所有電子都不能到達A極，無論光強如何變化，電流計示數(shù)仍為零，選項B錯誤；若光子能量增大，根據(jù)光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動能一定變大，選項C正確；若用光子能量為9.5 eV的光照射陰極K，則遏止電壓為5 V，滑片P向左移動少許，電流計的讀數(shù)可能仍為零，選項D錯誤。13.(2019·菏澤六校聯(lián)考)如圖所示，當一束一定強度某一頻率的黃光照射到光電管陰極K上時，此時滑片P處于A、B中點，電流表中有電流通過，則()A若將滑動觸頭P向B端移動，電流表讀數(shù)有可能不變B若將滑動觸頭P向A端移動，電流表讀數(shù)一定增大C若用紅外線照射陰極K，電流表中一定沒有電流通過D若用一束強度相同的紫外線照射陰極K，電流表讀數(shù)不變解析：選A所加的電壓，使光電子加速到達陽極，則靈敏電流表中有電流流過，且可能處于飽和電流，當滑片向B端移動時，電流表讀數(shù)有可能不變；當滑片向A端移動時，所加電壓減小，則光電流可能減小，也可能不變，故A正確，B錯誤。若用紅外線照射陰極K，因紅外線頻率小于可見光，但是不一定不能發(fā)生光電效應(yīng)，電流表不一定沒有電流，故C錯誤。若用一束強度相同的紫外線照射陰極K時，紫外線的頻率大于可見光的頻率，則光子數(shù)目減小，電流表讀數(shù)減小，故D錯誤。14(多選)1905年，愛因斯坦把普朗克的量子化概念進一步推廣，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說。在給出與光電效應(yīng)有關(guān)的四個圖像中，下列說法正確的是()A圖1中，當紫外線照射鋅板時，發(fā)現(xiàn)驗電器指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明鋅板帶正電，驗電器帶負電B圖2中，從光電流與電壓的關(guān)系圖像中可以看出，電壓相同時，光照越強，光電流越大，說明遏止電壓和光的強度有關(guān)C圖3中，若電子電量用e表示，1、c、U1已知，由Uc­圖像可求得普朗克常量的表達式為hD圖4中，由光電子最大初動能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖像可知該金屬的逸出功為E或hc解析：選CD用紫外線燈發(fā)出的紫外線照射鋅板，鋅板失去電子帶正電，驗電器與鋅板相連，則驗電器的金屬球和金屬指針帶正電，故選項A錯誤；由題圖可知電壓相同時，光照越強，光電流越大，只能說明光電流強度與光的強度有關(guān)，遏止電壓只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)，故選項B錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程UcehW0，可知Uc，圖像Uc­的斜率表示，即，解得h，故選項C正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0知Ek­圖線的縱軸截距的絕對值表示逸出功，則逸出功為E，當最大初動能為零，入射光的頻率等于金屬的極限頻率，則金屬的逸出功等于hc，故選項D正確。