2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 近代物理初步 課時(shí)作業(yè)34 光電效應(yīng) 光的波粒二象性.doc

課時(shí)作業(yè)（三十四）光電效應(yīng) 光的波粒二象性基礎(chǔ)小題練1根據(jù)愛(ài)因斯坦光子說(shuō)，光子能量E等于(h為普朗克常量，c、為真空中的光速和波長(zhǎng))()Ah Bh C.h D【解析】根據(jù)Eh，得：Eh，故A對(duì)【答案】A2在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的()A頻率 B強(qiáng)度C照射時(shí)間 D光子數(shù)目【解析】由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0可知，Ek只與頻率有關(guān)，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)，選項(xiàng)A正確【答案】A3頻率為的光照射某金屬時(shí)，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)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(dòng)能為(h為普朗克常量)()AEkmh B2EkmCEkmh DEkm2h【解析】根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得：EkmhW0，若入射光頻率變?yōu)?，則Ekmh2W02h(hEkm)hEkm，故選C.【答案】C4三種不同的入射光A、B、C分別射在三種不同的金屬a、b、c表面，均恰能使金屬中逸出光電子，若三種入射光的波長(zhǎng)A>B>C，則()A用入射光A照射金屬b和c，金屬b和c均可發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B用入射光A和B照射金屬c，均可使金屬c發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象C用入射光C照射金屬a和b，金屬a、b均可發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象D用入射光B和C照射金屬a，均可使金屬a發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象【解析】恰能使金屬逸出光電子，說(shuō)明入射光的頻率恰好等于金屬的截止頻率，由題意知入射光的頻率A<B<C，A的頻率最小，用入射光A照射金屬b和c，金屬b和c均不能發(fā)生光電效應(yīng)，A錯(cuò)誤；A、B光的頻率都小于C的頻率，用入射光A和B照射金屬c，金屬c不能發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤；C的頻率比A、B的頻率都大，所以用入射光C照射金屬a和b，金屬a、b均可發(fā)生光電效應(yīng)，C正確；A的頻率小于B、C的頻率，所以用入射光B、C照射金屬a，均可使金屬a發(fā)生光電效應(yīng)，D正確【答案】CD5.某金屬在光的照射下發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系如圖所示，則() A普朗克常量為B入射光的頻率為3c時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為2EC頻率大于2c的入射光照射該金屬時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)D若光在真空中的速度為c，則波長(zhǎng)大于的光照射該金屬時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)【解析】由光電效應(yīng)方程EkhW0，結(jié)合圖象可知金屬的逸出功W0E，極限頻率為c，所以hcW00，解得h，A錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程EkhW0，則Ekh3cW02E，B正確；由題圖可知頻率不低于c的入射光照射該金屬時(shí)會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，即波長(zhǎng)不大于的光照射該金屬時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，C、D錯(cuò)誤【答案】B6如圖甲所示為某實(shí)驗(yàn)小組成員研究某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓隨照射光頻率變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，圖乙為實(shí)驗(yàn)得到的遏止電壓隨照射光頻率變化的關(guān)系圖象，電子的電荷量e1.61019 C，則下列說(shuō)法正確的是()A圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端，電流計(jì)G的示數(shù)為零B由圖乙得普朗克常量為6.41033 JsC由圖乙可知，該金屬的極限頻率為5.01014 HzD當(dāng)照射光的頻率為17.51014 Hz時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為3.21019 J【解析】當(dāng)題圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端，光照射金屬發(fā)生光電效應(yīng)，回路中仍有光電流，電流計(jì)的示數(shù)不為零，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由Ucv0可知，圖象的斜率 Vs，得h6.41034 Js，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)Uc0時(shí)，05.01014Hz，C項(xiàng)正確；當(dāng)照射光的頻率為17.51014 Hz時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為EkeUc8.01019 J，D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】C創(chuàng)新導(dǎo)向練7科學(xué)探究利用光電管探究光電效應(yīng)的規(guī)律如圖為一真空光電管的應(yīng)用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.51014 Hz，則以下判斷中正確的是() A發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率B發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強(qiáng)度C用0.5 m的光照射光電管時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生D光照射時(shí)間越長(zhǎng)，電路中的電流越大【解析】在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)據(jù)此可判斷A、D錯(cuò)誤，B正確波長(zhǎng)0.5 m的光子的頻率 Hz61014 Hz4.51014 Hz，可發(fā)生光電效應(yīng)，所以C正確【答案】BC8科學(xué)探究用圖象法研究光電效應(yīng)的規(guī)律如圖所示是某金屬在光的照射下，光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的波長(zhǎng)的倒數(shù)()的關(guān)系圖象，由圖象可知()A圖象中的0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小波長(zhǎng)B普朗克常量和光速的乘積hcE0C該金屬的逸出功等于ED若入射光的波長(zhǎng)為，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E【解析】圖象中的0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最大波長(zhǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的波長(zhǎng)的倒數(shù)的關(guān)系圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為EkhcW，由圖象可知Ek0時(shí)，hcE0，選項(xiàng)B正確；由EkhcW，并結(jié)合關(guān)系圖象可得該金屬的逸出功WE，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若入射光的波長(zhǎng)為，由EkhcW，解得EkhcW3EE2E，即產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E，選項(xiàng)D正確【答案】BD9生活科技光的粒子性在激光器原理中的體現(xiàn)某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長(zhǎng)為1.5106 m，功率為5.0103 W的連續(xù)激光已知可見(jiàn)光波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)為107m，普朗克常量h6.631034 Js，該激光器發(fā)出的()A是紫外線B是紅外線C光子能量約為1.31018 JD光子數(shù)約為每秒3.81016個(gè)【解析】由于該激光器發(fā)出的光波波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)，所以發(fā)出的是紅外線，A錯(cuò)誤，B正確光子能量Ehh1.31019 J，C錯(cuò)誤每秒發(fā)射的光子數(shù)n3.81016個(gè)，D正確【答案】BD10實(shí)驗(yàn)探索用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)探究光的波粒二象性用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，把入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在，如圖所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片這些照片說(shuō)明()A光只有粒子性沒(méi)有波動(dòng)性B光只有波動(dòng)性沒(méi)有粒子性C少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性D少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性【解析】光具有波粒二象性，這些照片說(shuō)明少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，故D正確【答案】D綜合提升練11紫光在真空中的波長(zhǎng)為4.5107 m，問(wèn)：(h6.631034 Js，c3108 m/s)(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射極限頻率c4.621014 Hz的金屬鉀能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？(3)若(2)能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動(dòng)能為多少？【解析】(1)Ehh4.421019 J.(2)6.671014 Hz，因?yàn)閏，所以能產(chǎn)生光電效應(yīng)(3)光電子的最大初動(dòng)能EkhW0h(c)1.361019 J.【答案】(1)4.421019 J(2)能(3)1.361019 J12如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零合上開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零(1)求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大??；(2)求該陰極材料的逸出功【解析】設(shè)用光子能量為2.5 eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ek，陰極材料逸出功為W0.反向電壓達(dá)到U0.60 V時(shí)，具有最大初動(dòng)能的光電子到不了陽(yáng)極，因此eUEk由光電效應(yīng)方程得EkhW0由以上兩式得Ek0.6 eV，W01.9 eV.【答案】(1)0.6 eV(2)1.9 eV