高考物理一輪復(fù)習(xí)第十五單元近代物理第1講光電效應(yīng)波粒二象性練習(xí)(含詳解)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

光電效應(yīng) 波粒二象性　　高中“近代物理”知識(shí)較分散,沒有Ⅱ級(jí)考點(diǎn),而在原子結(jié)構(gòu)、原子核和波粒二象性三大知識(shí)板塊中有氫原子光譜,氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu),能級(jí)公式,原子核的組成,放射性,原子核的衰變,半衰期、放射性同位素、核力,核反應(yīng)方程、結(jié)合能,質(zhì)量虧損、裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng),裂變反應(yīng)堆射線的危害和防護(hù),光電效應(yīng)、愛因斯坦光電效應(yīng)方程等眾多的Ⅰ級(jí)考點(diǎn),其特征是“點(diǎn)多面寬”、考點(diǎn)分散。高考對(duì)本模塊的考查主要是基本概念的理解、辨析,也有簡(jiǎn)單的計(jì)算,題型為選擇題,考查的方式有結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象考查波粒二象性、光電效應(yīng)的解釋,結(jié)合原子能級(jí)圖考查原子的躍遷以及光子的吸收,結(jié)合質(zhì)能方程考查核能的利用等。“近代物理”調(diào)整為必考內(nèi)容后,難度不會(huì)有太多的變化,但綜合其他知識(shí)一起考查的可能性就增加了。預(yù)計(jì)2020年高考對(duì)該部分知識(shí)的考查仍然以基本概念、規(guī)律為主,難度較低,但要特別注意的有三點(diǎn):第一,可能一個(gè)題目中同時(shí)考查多個(gè)知識(shí)點(diǎn);第二,可能與帶電粒子在磁場(chǎng)、電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合,與動(dòng)量規(guī)律、能量轉(zhuǎn)化規(guī)律綜合考查;第三,以現(xiàn)代科技為背景來考查。第1講　光電效應(yīng)　波粒二象性  1黑體與黑體輻射　普朗克能量子假說   　　(1)黑體與黑體輻射①黑體:指能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體。②黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律:對(duì)于一般材料的物體,輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外,還與材料的種類及表面狀況有關(guān),而黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)。第一,隨著溫度的升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加;第二,隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。(2)普朗克能量子假說①定義:普朗克認(rèn)為,帶電微粒輻射或吸收能量時(shí),只能是輻射或吸收某個(gè)最小能量值的整數(shù)倍,這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子。②大小:ε=hν,其中ν是電磁波的頻率,h是普朗克常量,數(shù)值h=6.626×10-34 J·s(一般h取6.63×10-34 J·s)。
1.1 (2019河北石家莊開學(xué)模擬)黑體輻射的規(guī)律如圖所示,從圖中可以看出,隨著溫度的降低,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都　　　　(選填“增大”“減小”或“不變),輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)　　　　(選填“較長(zhǎng)”或“較短”)的方向移動(dòng)。【答案】減小　較長(zhǎng) 2光電效應(yīng)及其規(guī)律　　 (1)光電效應(yīng)定義:照射到金屬表面的光,能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象。注意:光電子就是光電效應(yīng)中發(fā)射出來的電子。(2)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率大于等于金屬的極限頻率。(3)光電效應(yīng)規(guī)律①每種金屬都有一個(gè)極限頻率。②光子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān),只隨入射光的頻率增大而增大。③光照射到金屬表面時(shí),光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的。④光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。(4)愛因斯坦光電效應(yīng)方程①光子說:空間傳播的光的能量是不連續(xù)的,是一份一份的,每一份叫作一個(gè)光子。光子的能量為ε=hν,其中h是普朗克常量,其值為6.63×10-34 J·s。②光電效應(yīng)方程:Ek=hν-W0。其中hν為入射光的能量,Ek為光電子的最大初動(dòng)能,W0是金屬的逸出功。(5)遏止電壓與截止頻率①遏止電壓:使光電流減小到零的反向電壓Uc。遏止電壓使具有最大初動(dòng)能的光電子速度減為零,即eUc=mv2。②截止頻率:能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫作該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)。不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的極限頻率。③逸出功:電子從金屬中逸出所需做功的最小值,叫作該金屬的逸出功。逸出功與極限頻率的關(guān)系是W0=hν0。
2.1 (2018山東期末)(多選)如圖所示,用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接,當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí),發(fā)生的現(xiàn)象是(　　)。A.有光子從鋅板逸出B.有電子從鋅板逸出C.驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度D.鋅板帶負(fù)電【答案】BC2.2 (2019河北承德第一次模擬)入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng),若入射光的強(qiáng)度減弱,而頻率保持不變,則(　　)。 A.從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C 3光的波粒二象性　物質(zhì)波　　(1)光的波粒二象性①光既具有波動(dòng)性又具有粒子性,即光具有波粒二象性。②光子的能量ε=hν和動(dòng)量p=。兩式左側(cè)的物理量ε和p描述光的粒子性,右側(cè)的物理量ν和λ描述光的波動(dòng)性,普朗克常量h架起了粒子性與波動(dòng)性之間的橋梁。(2)粒子的波動(dòng)性①每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子都與一個(gè)對(duì)應(yīng)的波相聯(lián)系,這種與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波稱為德布羅意波,也叫作物質(zhì)波。②物質(zhì)波的波長(zhǎng)、頻率關(guān)系式波長(zhǎng):λ=,頻率:ν=。3.1 (2019甘肅蘭州一月考試)下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中正確的是(　　)。A.有的光是波,有的光是粒子B.光子與電子是同樣的一種粒子C.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),其波動(dòng)性越顯著,波長(zhǎng)越短,其粒子性越顯著D.大量光子的行為往往顯示出粒子性【答案】C3.2 (2018安徽合肥五校聯(lián)考)(多選)下列關(guān)于德布羅意波的認(rèn)識(shí),正確的是(　　)。A.任何一個(gè)物體都有一種波和它對(duì)應(yīng),這就是物質(zhì)波B.X光的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的C.電子的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的D.宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí),看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象,所以宏觀物體不具有波動(dòng)性【答案】AC  題型一光電效應(yīng)的理解與圖象問題　　1.對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)規(guī)律的解釋光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光頻率的增大而增大,與入射光強(qiáng)度無關(guān)電子吸收光子能量后,一部分克服阻礙作用做功,剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能,只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能,對(duì)于確定的金屬,逸出功W0是一定的,故光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性光照射金屬時(shí),電子吸收一個(gè)光子的能量后,動(dòng)能立即增大,不需要能量積累的過程光較強(qiáng)時(shí)飽和電流大光較強(qiáng)時(shí),包含的光子數(shù)較多,照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子較多,因而飽和電流較大　　2.對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒(1)能否發(fā)生光電效應(yīng),不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光,也包括不可見光。(3)逸出功的大小由金屬本身決定,與入射光無關(guān)。(4)光電子不是光子,而是電子。3.兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)光子頻率一定(發(fā)生光電效應(yīng)時(shí))光強(qiáng)大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大。(2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大。4.四類圖象圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率:圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc②逸出功:圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0=|-E|=E③普朗克常量:圖線的斜率k=h顏色相同、強(qiáng)度不同的光,光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc:圖線與橫軸的交點(diǎn)②飽和光電流Im:電流的最大值③最大初動(dòng)能:Ek=eUc顏色不同時(shí),光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動(dòng)能Ek1=eUc1,Ek2=eUc2  (續(xù)表)圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①截止頻率νc:圖線與橫軸的交點(diǎn)②遏止電壓Uc:隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h:等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積,即h=ke。(注:此時(shí)兩極之間接反向電壓) 　　【例1】(多選)如圖甲所示,在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用相同頻率的單色光,分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個(gè)不同的光電管,結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)。圖乙為其中一個(gè)光電管的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的函數(shù)關(guān)系圖象。對(duì)于這兩個(gè)光電管,下列判斷正確的是(　　)。甲　　　　　　　　　　　乙　　A.因?yàn)椴牧喜煌莩龉Σ煌?所以遏止電壓Uc不同B.光電子的最大初動(dòng)能不同C.因?yàn)楣鈴?qiáng)不確定,所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同,飽和光電流也可能相同D.兩個(gè)光電管的Uc-ν圖象的斜率可能不同【解析】因?yàn)椴煌牧嫌胁煌莩龉?所以遏止電壓Uc不同,A項(xiàng)正確;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程式hν=W0+Ekm,得B項(xiàng)正確;在入射光的頻率大于極限頻率的情況下,發(fā)射出的光電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度成正比,光強(qiáng)不確定,所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同,飽和光電流也可能相同,C項(xiàng)正確;由Uc=-?？芍?Uc-ν的圖象的斜率k==常數(shù),所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】ABC　　光電效應(yīng)的研究思路(1)兩條線索(2) 定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式　?、?/span>愛因斯坦光電效應(yīng)方程:Ek=hν-W0。②最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系:Ek=eUc。③逸出功與極限頻率的關(guān)系:W0=hν0。  　　【變式訓(xùn)練1】(2019貴州銅仁市質(zhì)檢)(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)能隨入射光頻率變化的圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)的刻線為4.27,與縱軸交點(diǎn)的刻線為0.5)。由圖可知(　　)。A.該金屬的截止頻率為4.27×1014 HzB.該金屬的截止頻率為5.5×1014 HzC.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及W0=hν0可知圖線在橫軸上的截距為截止頻率,圖線的斜率為普朗克常量,A、C兩項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬的逸出功W0=hνc= eV≈1.77 eV,D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】AC 題型二波粒二象性問題　　1.對(duì)光的波粒二象性的理解光既有波動(dòng)性,又有粒子性,兩者不是孤立的,而是有機(jī)的統(tǒng)一體,其表現(xiàn)規(guī)律為:(1)從數(shù)量上看:個(gè)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(dòng)性。(2)從頻率上看:頻率越低波動(dòng)性越顯著,越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象;頻率越高粒子性越顯著,越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象,貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)。(3)從傳播與作用上看:光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性;在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)為粒子性。(4)波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一:由光子的能量E=hν,光子的動(dòng)量p=也可以看出,光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾。表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長(zhǎng)λ。(5)理解光的波粒二象性時(shí)不可把光當(dāng)成宏觀概念中的波,也不可把光當(dāng)成微觀概念中的粒子。2.概率波與物質(zhì)波(1)概率波:光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn),亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方,暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方,因此光波是一種概率波。　　(2)物質(zhì)波:任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體,小到微觀粒子,大到宏觀物體,都有一種波與它對(duì)應(yīng),其波長(zhǎng)λ=,p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量,h為普朗克常量。【例2】關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性,下列說法中不正確的是(　　)。A.不僅光子具有波粒二象性,一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性B.運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣,當(dāng)它們通過一個(gè)小孔時(shí),都沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道C.波動(dòng)性和粒子性,在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的,但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D.實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道,所以實(shí)物不具有波粒二象性【解析】光具有波粒二象性,大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性,而單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出光的粒子性;光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),波動(dòng)性越明顯;光的頻率越高,粒子性越明顯;而宏觀物體的德布羅意波的波長(zhǎng)太小,實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性,不是不具有波粒二象性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】D　　波粒二象性的“三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)”(1)光子表現(xiàn)為波動(dòng)性,并不否認(rèn)光子具有粒子性。(2)宏觀物體也具有波動(dòng)性。(3)微觀粒子的波動(dòng)性與機(jī)械波不同,微觀粒子的波是概率波。　　【變式訓(xùn)練2】(2019四川成都開學(xué)檢測(cè))(多選)物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn):在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,在光屏處放上照相底片,若減弱光的強(qiáng)度,使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過狹縫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng),底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn);如果曝光時(shí)間足夠長(zhǎng),底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋。對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果下列認(rèn)識(shí)正確的是(　　)。A.曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí),光的能量太小,底片上的條紋看不清楚,故出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)B.單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)沒有確定的軌道C.干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)概率大的地方D.只有大量光子的行為才表現(xiàn)出波動(dòng)性【解析】單個(gè)光子通過雙縫后的落點(diǎn)無法預(yù)測(cè),大量光子的落點(diǎn)出現(xiàn)一定的規(guī)律性,落在某些區(qū)域的可能性較大,這些區(qū)域正是波通過雙縫后發(fā)生干涉時(shí)振幅加強(qiáng)的區(qū)域。光具有波粒二象性,少數(shù)光子的行為表現(xiàn)為粒子性,大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性。所以B、C、D三項(xiàng)正確。【答案】BCD 1.(2018河南洛陽入學(xué)考試)1927年戴維孫和湯姆孫分別完成了電子衍射實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的重大近代物理實(shí)驗(yàn)之一。如圖所示的是該實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)化圖,下列說法錯(cuò)誤的是(　　)。A.亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方B.該實(shí)驗(yàn)說明物質(zhì)波理論是正確的C.該實(shí)驗(yàn)再次說明光子具有波動(dòng)性D.該實(shí)驗(yàn)說明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性【解析】亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方,該實(shí)驗(yàn)說明物質(zhì)波理論是正確的,說明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性,但該實(shí)驗(yàn)不能說明光子具有波動(dòng)性,C項(xiàng)錯(cuò)誤,A、B、D三項(xiàng)正確。【答案】C2.(2019貴州遵義階段檢測(cè))下表給出了一些金屬材料的逸出功。材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功/(×10-19 J)3.04.35.96.26.6 現(xiàn)用波長(zhǎng)為400 nm的單色光照射上述材料,能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有幾種(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s)(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.2種 B.3種 C.4種 D.5種【解析】要發(fā)生光電效應(yīng),則入射光的能量必須大于金屬的逸出功,由題可算出波長(zhǎng)為400 nm的光的能量E=hν=h=6.63×10-34× J≈4.97×10-19 J,大于銫和鈣的逸出功,所以A項(xiàng)正確。【答案】A3.(2018吉林長(zhǎng)春期末考試)(多選)如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象。由圖象可知(　　)。A.該金屬的逸出功等于EB.該金屬的逸出功等于hνcC.入射光的頻率為2νc時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為ED.入射光的頻率為時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為【解析】由題圖并結(jié)合Ek=hν-W0得,Ek=hν-E,故逸出功W0=E,A項(xiàng)正確;當(dāng)Ek=0時(shí),ν=νc,故E=hνc,B項(xiàng)正確;ν=2νc時(shí),可得出Ek=E,C項(xiàng)正確;當(dāng)入射光的頻率為時(shí),不發(fā)生光電效應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】ABC4.(2018江蘇南京第一次模擬)用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K,電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí),電流計(jì)的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么(　　)。A.a光的波長(zhǎng)一定大于b光的波長(zhǎng)B.增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.用a光照射光電管陰極K時(shí)通過電流計(jì)的電流是由d到eD.只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流計(jì)的電流增大【解析】用一定頻率的單色光a照射光電管時(shí),電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),用單色光b照射時(shí),電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn),知νa>νc>νb,a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)的條件是ν>νc,增加b光的強(qiáng)度不能使電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B項(xiàng)錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電子從光電管左端運(yùn)動(dòng)到右端,而電流的方向與電子定向移動(dòng)的方向相反,所以流過電流計(jì)的電流方向是由e流向d,C項(xiàng)錯(cuò)誤;增加a光的強(qiáng)度可使通過電流計(jì)的電流增大,D項(xiàng)正確。【答案】D
5.(2018衡水模擬)(多選)如圖所示為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,閉合開關(guān),滑片P處于滑動(dòng)變阻器的中央位置,當(dāng)一束單色光照到此裝置的金屬表面K時(shí),電流表有示數(shù),下列說法正確的是(　　)。A.若僅增大該單色光入射的強(qiáng)度,則光電子的最大初動(dòng)能增大,電流表示數(shù)也增大B.無論是增大入射光的頻率還是增加入射光的強(qiáng)度,金屬的逸出功都不變C.保持頻率不變,當(dāng)光強(qiáng)減弱時(shí),發(fā)射光電子的時(shí)間將明顯增加D.若滑動(dòng)變阻器滑片左移,則電壓表示數(shù)減小,電流表示數(shù)增大【解析】若僅增大該單色光入射的強(qiáng)度,由于每個(gè)光子的能量不變,因此光電子的最大初動(dòng)能不變,但單位時(shí)間內(nèi)射出的光電子數(shù)增多,因此光電流增大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;逸出功由金屬材料自身決定,與是否有光照無關(guān),故B項(xiàng)正確;發(fā)生光電效應(yīng)不需要時(shí)間積累,只要入射光的頻率大于極限頻率即可,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;若滑動(dòng)變阻器滑片左移,則電壓表所分配的電壓減小,又電壓是反向電壓,因此電壓減小時(shí),光電子更容易到達(dá)A極形成電流,電流表示數(shù)反而增大,故D項(xiàng)正確。【答案】BD1.(2018全國卷Ⅱ,17)用波長(zhǎng)為300 nm的光照射鋅板,電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.28×10-19 J。已知普朗克常量為6.63×10-34 J·s,真空中的光速為3.00×108 m·s-1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.1×1014 Hz B.8×1014 HzC.2×1015 Hz D.8×1015 Hz【解析】設(shè)單色光的最低頻率為ν0,由Ek=hν-W知Ek=hν1-W,0=hν0-W,又知ν1=,整理得ν0=-,解得ν0≈8×1014 Hz,B項(xiàng)正確。【答案】B2.(2017全國卷Ⅲ,19)(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,分別用頻率為νa、νb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。下列說法正確的是(　　)。A.若νa>νb,則一定有Ua<UbB.若νa>νb,則一定有Eka>EkbC.若Ua<Ub,則一定有Eka<EkbD.若νa>νb,則一定有hνa-Eka>hνb-Ekb【解析】由光電效應(yīng)方程可知Ek=hν-W0,該動(dòng)能又會(huì)在遏止電壓下恰好減為零,則eU=hν-W0,其中W0為逸出功,同種金屬的W0相同,若νa>νb,則Ua>Ub,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;若 νa>νb,根據(jù)Ek=hν-W0,可得Eka>Ekb,故B項(xiàng)正確;若Ua<Ub,根據(jù)Ek=eU,可得Eka<Ekb,故C項(xiàng)正確;若νa>νb,根據(jù)Ek=hν-W0可知hν-Ek=W0,由于是照射到同種金屬上,逸出功W0相同,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】BC3.(2017北京卷,18)2017年年初,我國研制的“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 C.10-15 J D.10-12 J【解析】由E=hν,ν=,可得E=h=1.98×10-18 J,所以B項(xiàng)正確。【答案】B4.(2015江蘇卷,12)(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說法正確的有(　　)。A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性C.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等【解析】黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律只能用光的粒子性解釋,普朗克用能量子理論分析黑體輻射,結(jié)果與事實(shí)完全相符,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于Ek=mv2,p=mv,因此p=,質(zhì)子和電子動(dòng)能相等,但質(zhì)量不等,故動(dòng)量p也不等,再根據(jù)德布羅意波的波長(zhǎng)λ=可知,德布羅意波的波長(zhǎng)λ也不同,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】AB

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