2019屆高考物理人教版第一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)x3-5-2光電效應(yīng)波粒二象性

1、第2課時(shí)光電效應(yīng)波粒二象性基本技能練1.如圖1所示，當(dāng)弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時(shí)與鋅板相連的驗(yàn)電器鋁箔有張角，則該實(shí)驗(yàn)()圖1A只能證明光具有波動(dòng)性B只能證明光具有粒子性C只能證明光能夠發(fā)生衍射D證明光具有波粒二象性解析弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射，證明了光具有波動(dòng)性，驗(yàn)電器鋁箔有張角，說明鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，則證明了光具有粒子性，所以該實(shí)驗(yàn)證明了光具有波粒二象性，D正確。答案D2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)目解析由愛因斯

2、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(多選)產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，關(guān)于逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek，下列說法正確的是()A對于同種金屬，Ek與照射光的強(qiáng)度無關(guān)B對于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比C對于同種金屬，Ek與光照射的時(shí)間成正比D對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系E對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0?？傻茫篍k與照射光的強(qiáng)度和照射時(shí)間無關(guān)，與照射光的頻率成線性關(guān)系，與波長不成反比，所以A、D正確，B、C錯(cuò)誤；對于不同種金屬，金屬的逸出功W0不同，若照射光頻率不變，Ek

3、與W0成線性關(guān)系，所以E正確。答案ADE4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 B2Ekm CEkmh DEkm2h解析根據(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C。答案C5. (多選)如圖2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(jì)中沒有電流通過，其原因可能是()圖2A入射光太弱 B入射光波長太長C光照時(shí)間短 D電源正、負(fù)極接反解析入射光波長太長，入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故

4、選項(xiàng)B正確；電路中電源反接，對光電管加了反向電壓，若該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確。答案BD6(多選)如圖3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(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)。由圖可知()圖3A該金屬的截止頻率為4.27×1014HzB該金屬的截止頻率為5.5×1014HzC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EkhW0可知，圖中橫軸的截距為該金屬的截止頻率，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；圖線的斜率表示普朗克常量h，C正確；該金屬的逸出功W0h06.63×1

5、034×4.27×1014J1.77 eV或W0hEk6.63×1034×5.5×1014J0.5 eV1.78 eV，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC7(多選)下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波的波長和頻率為1 MHz的無線電波的波長，由表中數(shù)據(jù)可知()質(zhì)量/kg速度/(m·s1)波長/m彈子球2×1021.0×1023.3×1030電子(100 eV)9.0×10315.0×1061.4×1010無線電波(1 MHz)3.0×1083.3×102A要檢

6、測彈子球的波動(dòng)性幾乎不可能B無線電波通常情況下表現(xiàn)出波動(dòng)性C電子照射到金屬晶體(大小約為1010m)上能觀察到波動(dòng)性D只有可見光才有波動(dòng)性解析彈子球的波長相對太小，所以檢測其波動(dòng)性幾乎不可能，A正確；無線電波波長較長，所以通常表現(xiàn)為波動(dòng)性，B正確；電子波長與金屬晶體尺度差不多，所以能利用金屬晶體觀察電子的波動(dòng)性，C正確；由物質(zhì)波理論知，D錯(cuò)誤。答案ABC8在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬截止頻率相應(yīng)的波長為0，該金屬的逸出功為_。若用波長為(<0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為_。已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h。解析由波長、頻率、波速的關(guān)系知，該金屬的極限頻率為0，

7、故該金屬的逸出功為h0。設(shè)遏止電壓為Uc，則eUc，解得Uc·。答案·(寫為·也可)9如圖4所示電路可研究光電效應(yīng)的規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極。理想電流計(jì)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(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0 V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為_，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)_(填“為零”或“不為零”)。圖4解析根據(jù)愛因

8、斯坦光電效應(yīng)方程得：EkhW，EkUe6 eV，解得逸出功W10.5 eV6 eV4.5 eV，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)仍為零。答案4.5 eV為零能力提高練10(多選)利用金屬晶格(大小約1010m)作為障礙物觀察電子的衍射圖樣，方法是讓電子通過電場加速后，讓電子束照射到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度為0，加速電壓為U，普朗克常量為h，則下列說法中正確的是()A該實(shí)驗(yàn)說明了電子具有波動(dòng)性B實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波的波長為C加速電壓U越大，電子的衍射現(xiàn)象越明顯D若用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯解析能得到電子的衍射圖樣，說明電子具有

9、波動(dòng)性，A正確；由德布羅意波的波長公式及動(dòng)量p，可得，B正確；由可知，加速電壓越大，電子的波長越小，衍射現(xiàn)象就越不明顯，C錯(cuò)誤；用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子，質(zhì)子的波長變小，衍射現(xiàn)象與電子相比不明顯，故D錯(cuò)誤。答案AB11小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖5甲所示。已知普朗克常量h6.63×1034J·s。圖5(1)圖甲中電極A為光電管的_(填“陰極”或“陽極”)；(2)實(shí)驗(yàn)中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率c_Hz，逸出功W0_J；(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大

10、初動(dòng)能Ek_J。解析(1)由光電管的結(jié)構(gòu)知，A為陽極。(2)Uc圖象中橫軸的截距表示截止頻率c，逸出功W0hc。(3)由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程EkhW0，可求結(jié)果。答案(1)陽極(2)(5.125.18)×1014(3.393.43)×1019(3)(1.211.25)×101912.用不同頻率的光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，測量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率，得到Uc­圖象如圖6所示，根據(jù)圖象求出該金屬的截止頻率c_Hz，普朗克常量h_J·s。(已知電子電荷量e1.6×1019C)圖6解析由題圖線可知c5.0×1014Hz，又

11、eUchW0，所以Uc。結(jié)合圖線可得kV/Hz，hJ·s6.4×1034J·s。答案5.0×10146.4×103413. (1)研究光電效應(yīng)的電路如圖7所示。用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是()圖7(2)鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子，光電子從金屬表面逸出的過程中，其動(dòng)量的大小_(選填“增大”、“減小”或“不變”)，原因是_。(3)已知?dú)湓犹幵诘谝?、第二激發(fā)態(tài)的能級分別為3.4 eV和1.51 eV，金屬鈉的截止頻率為5.53×1014Hz，普朗克常量h6.63×1034J·s，請通過計(jì)算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過程中發(fā)出的光照射金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應(yīng)。解析(1)設(shè)遏止電壓為UKA，由光電效應(yīng)規(guī)律知eUKAmv2hW0，因都是頻率相同的光照射鈉極板，即、W0均相同，故強(qiáng)光和弱光的遏止電壓相同；當(dāng)UAK0時(shí)，強(qiáng)光的