2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性課時(shí)作業(yè)（含解析）

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1、光電效應(yīng) 波粒二象性 1．(2016·高考全國(guó)卷Ⅰ改編)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生．下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大 B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大 C．入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大 D．遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān) 解析：產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，飽和光電流越大，說(shuō)法A正確．飽和光電流大小與入射光的頻率無(wú)關(guān)，說(shuō)法B錯(cuò)誤．光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增加而增加，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，說(shuō)法C正確．遏止電壓的大小與

2、入射光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，說(shuō)法D正確． 答案：B 2．(2017·高考北京卷)2017年年初，我國(guó)研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖．“大連光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用．一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎．據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)(　　) A．10－21 J　　　　　　　 B．10－18 J

3、 C．10－15 J D．10－12 J 解析：光子的能量E＝hν，c＝λν，聯(lián)立解得E≈2×10－18 J，B項(xiàng)正確． 答案：B 3．(多選)如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，由圖可知(　　) A．該金屬的極限頻率為4.27×1014 Hz B．該金屬的極限頻率為5.5×1014 Hz C．該圖線的斜率表示普朗克常量 D．該金屬的逸出功為0.5 eV 解析：由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知圖線與橫軸交點(diǎn)為金屬的極限頻率，即νc＝4.27×1014 Hz，A正確，B錯(cuò)誤；由Ek＝hν－W

4、0可知，該圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功W0＝hνc＝ eV≈1.8 eV，D錯(cuò)誤． 答案：AC 4．(多選)如圖所示，用某單色光照射光電管的陰板K會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)．在陽(yáng)極A和陰極K之間加上反向電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，逐漸增大加在光電管上的電壓，直至電流表中電流恰為零，此時(shí)電壓表的電壓值U稱為反向遏止電壓．現(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測(cè)得反向遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．用頻率為ν1的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為 B．用頻率為ν2的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為 C．陰極K金屬的逸出功

5、為W＝ D．陰極K的極限頻率是νc＝ 解析：在陽(yáng)極A和陰極K之間加上反向電壓，逃逸出的光電子在反向電場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理可得－eU＝0－mvm2，解得光電子的最大初速度為vmax＝ ，所以用頻率為ν1的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為 ，用頻率為ν2的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可得hν1＝eU1＋W，hν2＝eU2＋W，聯(lián)立可得W＝，h＝，陰極K金屬的極限頻率νc＝＝，C、D正確． 答案：ACD 5．如圖所示為用某金屬研究光電效應(yīng)規(guī)律得到的光電流隨電壓變化關(guān)系的圖象，用單色光1和單色光2分別照射該金屬時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能分別為Ek

6、1和Ek2，普朗克常量為h，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．Ek1>Ek2 B．單色光1的頻率比單色光2的頻率高 C．增大單色光1的強(qiáng)度，其遏止電壓會(huì)增大 D．單色光1和單色光2的頻率之差為 解析：由于Ek1＝e|Uc1|，Ek2＝e|Uc2|，所以Ek1

7、b的單色光a、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若νa>νb，則一定有Uaνb，則一定有Eka>Ekb C．若Uaνb，則一定有hνa－Eka>hνb－Ekb 解析：光照射到同種金屬上，同種金屬的逸出功相同．若νa>νb，據(jù)Ek＝hν－W0，得Eka>Ekb，則B項(xiàng)正確．由Ek＝hν－W0＝eU，可知當(dāng)νa>νb時(shí)Ua>Ub，則A項(xiàng)錯(cuò)誤．若Ua

8、0相同，則D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：BC 7．(多選)(2019·四川雙流中學(xué)高三模擬)利用如圖所示的電路研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，其中電極K由金屬鉀制成，其逸出功為2.25 eV.用某一頻率的光照射時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為1.50 eV，電流表的示數(shù)為I.已知普朗克常量約為6.6×10－34 J·s，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率約為5.5×1014 Hz B．若入射光頻率加倍，光電子的最大初動(dòng)能變?yōu)?.00 eV C．若入射光頻率加倍，電流表的示數(shù)變?yōu)?I D．若入射光頻率加倍，遏止電壓的大小將變?yōu)?.25 V 解析：設(shè)金屬的截止頻率為νc，由W0＝hνc

9、解得νc≈5.5×1014 Hz，A正確；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，若入射光的頻率加倍，W0不變，所以光電子的最大初動(dòng)能并不加倍，B錯(cuò)誤；若入射光的頻率加倍，電流表的示數(shù)不一定是原來(lái)的2倍，C錯(cuò)誤；由Ek＝hν－W0知入射光的能量為hν＝3.75 eV，若入射光的頻率加倍，則Ek＝2hν－W0＝5.25 eV，而eUc＝Ek，所以遏止電壓Uc＝5.25 V，D正確． 答案：AD 8．(多選)(2019·湖北黃岡中學(xué)模擬)如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)電路，電源的兩個(gè)電極分別與接線柱c、d連接．用一定頻率的單色光a照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)G的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的單色光b照射

10、該光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)G的指針不偏轉(zhuǎn)．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)光的頻率一定大于b光的頻率 B．電源正極可能與c接線柱連接 C．用b光照射光電管時(shí)，一定沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng) D．若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由e→G→f 解析：由于電源的接法不知道，所以有兩種情況：(1)c接負(fù)極，d接正極．用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知a光頻率大于金屬的極限頻率．用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知b光的頻率小于金屬的極限頻率，所以a光的頻率一定大于b光的頻率．(2)c接正極，d接負(fù)極．用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知a光產(chǎn)生的光電子能到達(dá)負(fù)極d端．用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知b光產(chǎn)生的光電子不能到達(dá)負(fù)極d端，所以a光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能大，所以a光的頻率一定大于b光的頻率，故選項(xiàng)A、B正確；由以上的分析可知，不能判斷出用b光照射光電管時(shí)，一定沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電流的方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反，若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由e→G→f，故選項(xiàng)D正確． 答案：ABD 5