（江浙選考1）2020版高考物理總復習 第十六章 近代物理初步 考點強化練36 光電效應 波粒二象性

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1、考點強化練36　光電效應　波粒二象性 1.關于光子的能量,下列說法正確的是(　　) A.光子的能量跟它的頻率成反比 B.光子的能量跟它的頻率成正比 C.光子的能量跟它的速度成正比 D.光子的能量跟它的速度成反比 2.(多選)在光電效應實驗中,用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應,下列說法正確的是(　　) A.增大入射光的強度,光電流增大 B.減小入射光的強度,光電效應現(xiàn)象消失 C.改用頻率小于ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應 D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動能變大 3.用頻率為ν的光照射某金屬表面時,逸出的光電子的最大初動能為Ek;若改用頻率為3ν的光照

2、射該金屬,則逸出的光電子的最大初動能為(　　) A.3Ek B.2Ek C.3hν-Ek D.2hν+Ek 4.(多選)關于物質(zhì)的波粒二象性,下列說法正確的是(　　) A.不僅光子具有波粒二象性,一切運動的微粒都具有波粒二象性 B.運動的微觀粒子與光子一樣,當它們通過一個小孔時,都沒有特定的運動軌道 C.波動性和粒子性,在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的,但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的 D.實物的運動有特定的軌道,所以實物不具有波粒二象性 5.(2018浙江杭州預測)關于近代物理研究,下列說法正確的有(　　) A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)組成陰極射線的粒子是α粒子 B.光電效應實驗中,光強越強

3、,光電子動能越大 C.普朗克假設微觀粒子的能量是量子化的,解釋了黑體輻射現(xiàn)象 D.一個光子與一個靜止的電子碰撞而散射,其頻率不會發(fā)生改變 6.有關光的本性,下列說法正確的是(　　) A.光既具有波動性,又具有粒子性,兩種性質(zhì)是不相容的 B.光的波動性類似于機械波,光的粒子性類似于質(zhì)點 C.大量光子才具有波動性,個別光子只具有粒子性 D.由于光既具有波動性,又具有粒子性,無法只用其中一種性質(zhì)去說明光的一切行為,只能認為光具有波粒二象性 7.(多選)根據(jù)物質(zhì)波理論,以下說法正確的是(　　) A.微觀粒子有波動性,宏觀物體沒有波動性 B.宏觀物體和微觀粒子都具有波動性 C.宏觀

4、物體的波動性不易被人觀察到是因為它的波長太長 D.速度相同的質(zhì)子和電子相比,電子的波動性更為明顯 8.一個光子和一個電子具有相同的波長,則(　　) A.光子具有較大的動量 B.光子具有較小的能量 C.電子與光子的動量相等 D.電子和光子的動量不確定 9.關于光的波粒二象性,下列說法中不正確的是(　　) A.能量較大的光子其波動性越顯著 B.光波頻率越高,粒子性越明顯 C.波粒二象性指光有時表現(xiàn)為波動性,有時表現(xiàn)為粒子性 D.個別光子易表現(xiàn)出粒子性,大量光子易表現(xiàn)出顯示波動性 10.通過學習波粒二象性的內(nèi)容,你認為下列說法符合事實的是(　　) A.愛因斯坦在對光電效應的

5、研究中,提出了光子說 B.宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小,極易觀察到它的波動性 C.康普頓效應中光子與靜止的電子發(fā)生相互作用后,光子的波長變小了 D.對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光的波長必須大于這個波長,才能產(chǎn)生光電效應 11.如圖所示為光電管工作原理圖,當有波長(均指真空中的波長,下同)為λ的光照射陰極板K時,電路中有光電流,則(　　) A.換用波長為λ1(λ1>λ)的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流 B.換用波長為λ2(λ2<λ)的光照射陰極K時,電路中一定有光電流 C.增加電路中電源的端電壓,電路中的光電流一定增大 D.將電路中電源的極性反接,電路中一

6、定沒有光電流 12.(多選)(2018浙江余姚余姚中學高三選考科目模擬)研究光電效應實驗電路圖如圖甲所示,其光電流與電壓的關系如圖乙所示。則下列說法中正確的是(　　) A.若把滑動變阻器的滑動觸頭向右滑動,光電流一定增大 B.圖線甲與乙是同一種入射光,且甲的入射光強度大于乙光 C.由圖可知,乙光的頻率小于丙光頻率 D.若將甲光換成丙光來照射鋅板,其逸出功將減小 13.(多選)(2018浙江余高模擬)1907年起,美國物理學家密里根開始以精湛的技術測量光電效應中幾個重要的物理量,檢驗愛因斯坦光電效應方程的正確性。按照密里根的方法進行實驗時得到了某金屬的Uc和ν的幾組數(shù)據(jù),并作出了

7、如圖所示的圖線,電子的電量為e=1.6×10-19 C,則由圖線可知(　　) A.該金屬的截止頻率約為4.27×1014 Hz B.該金屬的逸出功約為0.48 eV C.可以求得普朗克常量h約為6.3×10-34 J·s D.若用波長為500 nm的紫光照射該金屬,能使該金屬發(fā)生光電效應 14.光電效應實驗裝置示意圖如圖所示。用頻率為ν的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)生光電效應。換用同樣頻率為ν的強激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應;此時,若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極,陽極A接電源負極,在K、A之間就形成了使光電子減速的電場。逐漸增大U,光電流會逐漸減小;當光電流恰好減小到零

8、時,所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功,h為普朗克常量,e為電子電荷量)(　　) A.U= B.U= C.U=2hν-W D.U= 考點強化練36　光電效應　波粒二象性 1.B　光子的能量ε=hν,由此可知,光子的能量與光的頻率成正比,B正確。 2.AD　增大入射光的強度,單位時間內(nèi)照射到單位面積的光子數(shù)增加,則光電流將增大,故選項A正確;光電效應是否發(fā)生取決于入射光的頻率,而與入射光的強度無關,故選項B錯誤;用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生光電效應,用頻率較小的光照射時,若光的頻率仍大于極限頻率,則仍會發(fā)生光電效應,選項C錯誤;根據(jù)hν-W=mv2可知,增加入射光

9、頻率,光電子的最大初動能也增大,故選項D正確。 3.D　由愛因斯坦光電效應方程可知Ek=hν-W0,Ek'=h·3ν-W0,所以Ek'=2hν+Ek。 4.ABC　由德布羅意波可知A、C對;運動的微觀粒子,到達的位置具有隨機性,而沒有特定的運動軌道,B對;由德布羅意理論知,宏觀物體的德布羅意波的波長太小,實際很難觀察到波動性,不是不具有波粒二象性,D錯。 5.C　陰極射線粒子是電子,選項A錯誤。光電效應中光強影響光電子數(shù)量,光的頻率影響光電子的最大初動能,選項B錯誤。普朗克假設微觀粒子的能量是量子化的,解釋了黑體輻射現(xiàn)象,選項C正確;根據(jù)康普頓效應,光子與電子碰撞后散射,其能量減小,頻率

10、發(fā)生改變。故D錯誤。 6.D　光既具有粒子性,又具有波動性,大量的光子波動性比較明顯,個別光子粒子性比較明顯,故A錯誤;光是概率波,不同于機械波;光的粒子性也不同于質(zhì)點;即單個光子即具有粒子性也具有波動性;故B錯誤;單個光子即具有粒子性也具有波動性,只是大量的光子波動性比較明顯,個別光子粒子性比較明顯,故C錯誤;由于光具有波動性,又具有粒子性,即光的波動性與粒子性是光子本身的一種屬性,故無法只用其中一種去說明光的一切行為,故光具有波粒二象性,故D正確。 7.BD　一切運動的物體都有一種物質(zhì)波與它對應,所以宏觀物體和微觀粒子都具有波動性,A選項錯誤,B選項正確;宏觀物體的物質(zhì)波波長很短,不易

11、觀察到它的波動性,所以C選項錯誤;速度相同的質(zhì)子與電子相比,電子質(zhì)量小,物質(zhì)波波長更長,所以電子波動性更明顯,所以D選項正確。 8.C　根據(jù)λ=可知,相同的波長具有相同的動量。由Ek=知二者能量不同。只有C正確。 9.A　能量較大的光子的波長短,其粒子性越顯著,故A錯誤;光的波長越長,其波動性越顯著,頻率越高,波長越短,其粒子性越顯著,故B正確;光子既有波動性又有粒子性,波粒二象性指光有時表現(xiàn)為波動性,有時表現(xiàn)為粒子性,故C正確;個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性;大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性,故D正確;本題選擇不正確的選項,故選A。 10.A　為了解釋光電效應愛因斯坦提出光子說,

12、認為光的發(fā)射、傳播和吸收不是連續(xù)的而是一份一份的,每一份就是一個光子,故A正確;宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小,非常不容易觀察到它的波動性,故B錯誤;康普頓效應中光子與靜止的電子發(fā)生相互作用后,光子的能量減小,波長變大了,康普頓效應證明光具有波粒二象性,故C錯誤;根據(jù)光電效應發(fā)生的條件可知,對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光的波長必須小于這個波長,才能產(chǎn)生光電效應,故D錯誤。所以A正確,BCD錯誤。 11.B　發(fā)生光電效應的條件是當入射光的頻率大于截止頻率,就會發(fā)生光電效應。用波長為λ的光照射陰極K時,電路中有光電流,知波長為λ的光照射陰極K時,發(fā)生了光電效應。換用波長為λ1(λ1>

13、λ)的光照射陰極K時,由于頻率變小,不一定發(fā)生光電效應,電路中不一定有光電流。故A錯誤。換用波長為λ2(λ2<λ)的光照射陰極K時,頻率變大,一定能發(fā)生光電效應,電路中一定有光電流。故B正確。增加電路中電源的路端電壓,當達到飽和電流,不再增大。故C錯誤。將電路中電源的極性反接,光電子做減速運動,還可能到達陽極,所以還可能有光電流。故D錯誤。 12.BC　滑動變阻器的滑片右移,光電流可能增大,也可能已達到飽和電流而不變,故A錯誤;遏止電壓相同,說明最大初動能相同,即入射頻率相同,但飽和電流不同,說明入射光強度不同,飽和電流越大,入射光強度越大,B正確;遏止電壓越大,最大初動能越大,說明入射光頻

14、率越大,C正確;逸出功只由金屬本身性質(zhì)決定,與入射光頻率無關,D錯誤。 13.ACD　根據(jù)光電效應方程可知:Ekm=hν-W0,而Uce=Ekm,解得Uc=;由圖象可知該金屬的截止頻率約為4.27×1014 Hz,選項A正確;由圖象可知當υ=0時Uc= V=1.72 V,則該金屬的逸出功約為W0=1.72 eV,選項B錯誤;由圖象可知,解得h≈6.3×10-34 J·s,選項C正確;根據(jù)E=≈2.3 eV>1.72 eV,則用波長為500 nm的紫光照射該金屬,能使該金屬發(fā)生光電效應,選項D正確;故選ACD。 14.B　根據(jù)題意知,一個電子吸收一個光子不能發(fā)生光電效應,換用同樣頻率為ν的強激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應,即吸收的光子能量為nhν,n=2,3,4…則有:eU=nhν-W,解得:U=;n=2,3,4…;知B正確,ACD錯誤。 4