1、考点规范练37光电效应波粒二象性考点规范练第72页一、单项选择题1.关于光电效应,下列说法正确的是()A.极限频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多解析逸出功W0=h0,W00,A正确;只有照射光的频率大于金属极限频率0,才能产生光电效应现象,B错误;由光电效应方程Ekm=h-W0知,光电子的最大初动能与入射光的频率和金属材料的逸出功都有关系,所以C错误;光强E=nh,E一定,越大,则光子数n越小,单位时间内逸出的光电子数就越
2、少,D错误。答案A2.用如图所示的光电管研究光电效应,用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转,而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转。那么()A.a光的频率不一定大于b光的频率B.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大C.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转D.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c解析由于用单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转,说明发生了光电效应,而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,说明b光不能发生光电效应,即a光的频率一定大于b光的频率,选项A错误;增加a光
3、的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加,则通过电流计G的电流增大,选项B正确;因为b光不能发生光电效应,所以即使增加b光的强度也不可能使电流计G的指针发生偏转,选项C错误;用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电子的方向是由d到c,所以电流方向是由c到d,选项D错误。答案B3.爱因斯坦因提出了光量子概念,并成功地解释了光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示,其中0为极限频率。则可以确定的是()A.逸出功与有关B.Ekm与入射光强度成正比C.当0时,会逸出光电子D.图中直线的斜率与普朗克常量有关导学号17420412解析由爱
4、因斯坦光电效应方程Ek=h-W0和W0=h0(W0为金属的逸出功)可得,Ek=h-h0,可见图象的斜率就表示普朗克常量,D正确;只有0时才会发生光电效应,C错误;金属的逸出功只与金属本身有关,与入射光的频率无关,A错误;最大初动能取决于入射光的频率和金属的逸出功,而与入射光的强度无关,B错误。答案D4.下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波的波长和频率为1 MHz的无线电波的波长,由表中数据可知()质量(kg)速度(ms-1)波长(m)弹子球2.010-21.010-23.310-30电子(100 eV)9.110-315.01061.210-10无线电波(1 MHz)3.01063.
5、0102要检测弹子球的波动性几乎不可能无线电波通常情况下只能表现出波动性电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性只有可见光才有波A.B.C.D.导学号17420414解析弹子球的波长为3.310-30 m,远小于宏观物质和微观物质的尺寸,故要检测弹子球的波动性几乎不可能,故正确;无线电波的波长为3.0102 m,大于普通物体的尺寸,很容易发生衍射,故通常情况下只能表现出波动性,故正确;高速射出的电子的波长为1.210-10 m,与原子的尺寸相接近,故电子通过金属晶体后能够发生衍射现象,故正确;根据德布罗意的物质波理论,电磁波和实物粒子都具有波粒二象性,故错误;所以正确选项为D。答案D5.现有a、
6、b、c三束单色光,其波长关系为abc=123。当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为Ek,若改用b光束照射该金属板,飞出的光电子最大动能为Ek,当改用c光束照射该金属板时()A.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为EkB.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为EkC.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为EkD.由于c光束光子能量较小,该金属板不会发生光电效应解析对a光,由光电效应方程有-W=Ek,对b光有-W=Ek,由以上两式可得Ek,则W=Ek。当改用c光束照射该金属板时,有-W=Ek得Ek=Ek,故B正确。答案B6.用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与
7、照射光的强弱、频率等的关系,A、K两极间的电压大小可调,电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射,调节A、K间的电压U,得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。由图可知()A.单色光a和c的频率相同,但a更强些B.单色光a和c的频率相同,但a更弱些C.单色光b的频率小于a的频率D.改变电源的极性不可能有光电流产生解析由题图乙可知,单色光a、c的遏止电压相同,根据光电效应方程可知,单色光a和c的频率相同,但a产生的光电流大,说明a光的强度大,选项A正确,B错误;单色光b的遏止电压大于单色光a、c的遏止电压,所以单色光b的频率大于a的频率,选项C错误;光的频率不变,改变电源的极性,只要
8、所加反向电压没达到遏止电压,可能有光电流产生,选项D错误。答案A二、多项选择题7.物理学家做了一个有趣的实验:在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片,若减弱光的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝。实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只能出现一些不规则的点;如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹。对这个实验结果的认识,下列正确的是()A.曝光时间不长时,光的能量太小,底片上的条纹看不清楚,故出现不规则的点B.单个光子的运动没有确定的轨道C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D.只有大量光子的行为才表现出波动性解析单个光子通过双缝后的落点无法预测,大量光子的落点出现一定的规
9、律性,落在某些区域的可能性较大,这些区域正是波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域。光具有波粒二象性,少数光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现为波动性。所以正确选项为B、C、D。答案BCD8.(2016湖北武汉联考)在X射线管中,由阴极发射的电子(不计初速度)被加速后打到阳极,会产生包括X光在内的各种能量的光子,其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量h、电子电荷量e和光速c,则可知该X射线管发出的X光的()A.最短波长为B.最长波长为C.最小频率为D.最大频率为导学号17420413解析根据动能定理eU=mv2、光速与波长和频率的关系公式c=、光子能量
10、E=h,依题意有eUE,则可得,所以A、D正确。答案AD9.下列说法中正确的是()A.普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论B.大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹,这表明所有的电子都落在明条纹处C.电子和其他微观粒子,都具有波粒二象性D.光波是一种概率波,光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的,这是光子自身的固有性质解析普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论,A正确;不可能所有的电子都落在明条纹处,只是电子落到该处的概率大,B错误;所有粒子都具有波粒二象性,C正确;波粒二象性是光的根本属性,与光子之间的相互作用无关,D错误。答案AC10.如图为用光
11、照射锌板产生光电效应的装置示意图。光电子的最大初动能用Ek表示、入射光的强度用C表示、入射光的波长用表示、入射光的照射时间用t表示、入射光的频率用表示。则下列说法正确的是()A.Ek与C无关B.Ek与成反比C.Ek与t成正比D.Ek与成线性关系解析由Ek=h-W0知,Ek与照射光的强度及照射时间无关,与成线性关系,A、D正确,C错误;由Ek=-W0可知,Ek与并不成反比关系,B错误。答案AD11.某半导体激光器发射波长为1.510-6 m、功率为5.010-3 W的连续激光。已知可见光波长的数量级为10-7 m,普朗克常量h=6.6310-34 Js,则该激光器发出的()A.是紫外线B.是红外
12、线C.光子能量约为1.310-18 JD.光子数约为每秒3.81016个解析由于该激光器发出的光波波长比可见光还要长,所以发出的是红外线,A错误,B正确;光子能量E=h=h1.310-19 J,C错误,每秒发射的光子数n=3.81016个,D正确。答案BD12.关于光的波粒二象性,下列说法正确的是()A.光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子之间的相互作用引起的B.光电效应揭示了光的粒子性,而康普顿效应则反映了光的波动性C.频率越高的光其粒子性越显著,频率越低的光其波动性越显著D.光表现出波动性时,就不具有粒子性,光表现出粒子性时,就不再具有波动性解析光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子
13、之间的相互作用引起的,故A正确。光电效应与康普顿效应都揭示了光的粒子性,故B错误。在光的波粒二象性中,频率越大的光,光子的能量越大,粒子性越显著,频率越小的光其波动性越显著,故C正确。光表现出波动性时,仍具有粒子性,光表现出粒子性时,也仍具有波动性,故D错误。答案AC13.按如图的方式连接电路,当用某种紫光照射阴极K时,电路中的微安表有示数。则下列叙述正确的是()A.如果仅将紫光换成黄光,则微安表一定没有示数B.如果仅将紫光换成紫外线,则微安表一定有示数C.仅将滑动变阻器的滑片向右滑动,则微安表的示数一定增大D.仅将滑动变阻器的滑片向左滑动,则微安表的示数可能不变导学号17420415解析当换
14、用黄光后,入射光的频率减小,但入射光的频率可能仍大于金属的极限频率,发生光电效应,电路中可能有光电流,A错误;当换用紫外线后,入射光的频率增大,一定能产生光电效应现象,则微安表一定有示数,B正确;滑动变阻器的滑片向右滑动,则光电管两极间的电压增大,但电路中的光电流可能已经达到饱和值,保持不变,C错误;滑动变阻器的滑片向左滑动,则光电管两极间的电压减小,但电路中的光电流可能仍为饱和值,保持不变,D正确。答案BD14.(2017山东武威模拟)如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象。由图象可知()A.该金属的逸出功等于EB.该金属的逸出功等于h0C.入射光的频率为
15、20时,产生的光电子的最大初动能为ED.由该图像可得出普朗克常量h=解析由爱因斯坦的光电效应方程可知,Ek=h-W,对应图线可得该金属的逸出功W=E=h0,A、B均正确;若入射光的频率为20,则产生的光电子的最大初动能Ek=2h0-W=h0=E,故C正确;由E=h0可得h=,D错误。答案ABC15.研究光电效应规律的实验装置如图所示,以频率为的光照射光电管电极K时,有光电子产生。光电管K、A极间所加的电压U可由图中的电压表测出,光电流I由图中电流计测出,下列关于光电效应实验规律的说法正确的是()A.降低入射光的频率有可能光电管电极K上无光电子放出B.当滑片P位于P右端时,电极K、A间所加电压使从电极K发出的光电子加速C.保持入射光频率不变,当增大入射光光强时,图中电流计示数不变D.保持入射光频率、光强不变,若只增大光电管K、A极间所加的加速电压,光电流会趋于一个饱和值解析降低入射光的频率,有可能不发生光电效应,则光电管电极K上无光电子放出,故A正确。当滑片P位于P右端时,电极K、A间所加电压,使从电极K发出的光电子减速,故B错误。保持入射光频率不变,当增大入射光光强时,电流计示数增大,故C错误。保持入射光频率、光强不变,若只增大光电管K、A极间所加的加速电压,光电流会达到最大值,处于饱和值,故D正确。答案AD
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