2015届高考物理第一轮知能分级练习题34.doc

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第2讲 光电效应 波粒二象性
A　对点训练——练熟基础知识
题组一　光的波粒二象性
1．(单选)下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是 (　　)．
A．有的光是波，有的光是粒子
B．光子与电子是同样的一种粒子
C．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著
D．大量光子的行为往往显示出粒子性
解析　一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样一种粒子．光的波粒二象性表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著．
答案　C
2．(单选)如图2－6所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验(　　)．

图2－6
A．只能证明光具有波动性
B．只能证明光具有粒子性
C．只能证明光能够发生衍射
D．证明光具有波粒二象性
解析　弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确．
答案　D
3．(多选)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/(m·s－1)
波长/m
弹子球
2×10－2
1.0×10－2
3.3×10－30
电子(100 eV)
9.0×10－31
5.0×106
1.4×10－10
无线电波(1 MHz)

3.0×108
3.3×102
A.要检测弹子球的波动性几乎不可能
B．无线电波通常情况下表现出波动性
C．电子照射到金属晶体(大小约为10－10m)上能观察到波动性
D．只有可见光才有波动性
解析　弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A正确；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B正确；电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C正确；由物质波理论知，D错误．
答案　ABC
题组二　光电效应规律的理解
4．(单选)频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为Ekm.改为频率为2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量) (　　)．
A．Ekm－hν　 B．2Ekm
C．Ekm＋hν　 D．Ekm＋2hν
解析　根据爱因斯坦光电效应方程得：Ekm＝hν－W0，若入射光频率变为2ν，则Ekm′＝h·2ν－W0＝2hν－(hν－Ekm)＝hν＋Ekm，故选C.
答案　C
5．(多选)光电效应实验中，下列表述正确的是 (　　)．
A．光照时间越长光电流越大
B．入射光足够强就可以有光电流
C．遏止电压与入射光的频率有关
D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
解析　光电流的大小与光照时间无关，A项错误；如果入射光的频率小于金属的极限频率，入射光再强也不会发生光电效应，B项错误；遏止电压Uc满足eUc＝hν－hν0，从表达式可知，遏止电压与入射光的频率有关，C项正确；只有当入射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，D项正确．
答案　CD
6．(2013·湖南长沙模拟)(多选)如图2－7所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是 (　　)．

图2－7
A．入射光太弱　 B．入射光波长太长
C．光照时间短　 D．电源正、负极接反
解析　入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故选项B正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D正确．
答案　BD
题组三　光电效应方程的应用
7．(2012·海南卷)(多选)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是 (　　)．
A．对于同种金属，Ek与照射光的强度无关
B．对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比
C．对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比
D．对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系
E．对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系
解析　根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0.可得：Ek与照射光的强度和照射时间无关，与照射光的频率成线性关系，与波长不成反比，所以A、D正确，B、C错误；对于不同种金属，金属的逸出功W0不同，若照射光频率不变，Ek与W0成线性关系，所以E正确．
答案　ADE
8．(2013·武汉名校调研)(多选)如图2－8所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，由图象可知 (　　)．

图2－8
A．该金属的逸出功等于E
B．该金属的逸出功等于hν0
C．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为E
D．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E
解析　根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0知，当入射光的频率恰为该金属的截止频率ν0时，光电子的最大初动能Ek＝0，此时有hν0＝W0，即该金属的逸出功等于hν0，选项B正确，C错误；根据图线的物理意义，有W0＝E，故选项A正确；当ν＝2ν0时，Ek＝2hν0－W0＝W0＝E，选项D错误．
答案　AB
B　深化训练——提高能力技巧

9．(多选)如图2－9所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知 (　　)．

图2－9
A．该金属的截止频率为4.27×1014Hz
B．该金属的截止频率为5.5×1014Hz
C．该图线的斜率表示普朗克常量
D．该金属的逸出功为0.5 eV
解析　由光电效应方程Ek＝hν－W0可知，图中横轴的截距为该金属的截止频率，选项A正确、B错误；图线的斜率表示普朗克常量h，C正确；该金属的逸出功W0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×1014J＝1.77 eV或W0＝hν－Ek＝6.63×10－34×5.5×1014J－0.5 eV＝1.78 eV，选项D错误．
答案　AC
10．(2013·山西太原模考)(多选)利用金属晶格(大小约10－10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是 (　　)．
A．该实验说明了电子具有波动性
B．实验中电子束的德布罗意波的波长为λ＝
C．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显
D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显
解析　能得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A正确；由德布罗意波的波长公式λ＝及动量p＝＝，可得λ＝，B正确；由λ＝可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显，C错误；用相同动能的质子替代电子，质子的波长变小，衍射现象与电子相比不明显，故D错误．
答案　AB
11．用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，得到Uc­ν图象如图2－10所示，根据图象求出该金属的截止频率νc＝________Hz，普朗克常量h＝________J·s.(已知电子电荷量e＝1.6×10－19C)

图2－10
解析　由题图线可知νc＝5.0×1014Hz，又eUc＝hν－W0，
所以Uc＝ν－.结合图线可得
k＝＝V/Hz，
h＝J·s＝6.4×10－34J·s.
答案　5.0×1014　6.4×10－34
12．(1)(单选)研究光电效应的电路如图2－11所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是 (　　)．

图2－11

(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子，光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是
________________________________________________________________________.
(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为－3.4 eV和－1.51 eV，金属钠的截止频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．
解析　(1)设遏止电压为UKA′，由光电效应规律知eUKA′＝mv2＝hν－W0，因都是频率相同的光照射钠极板，即ν、W0均相同，故强光和弱光的遏止电压相同；当UAK＝0时，强光的光电流应大于弱光的光电流．所以C对．
(2)因为电子从金属表面逸出的过程中受到金属表面层中力的阻碍作用，所以其动量会减小．
(3)氢原子放出的光子能量E＝E3－E2，代入数据得E＝1.89 eV.金属钠的逸出功W0＝hνc，
代入数据得W0＝2.3 eV.因为E<W0，
所以不能发生光电效应．
答案　(1)C　(2)减小　光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)　(3)不能

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

镰首罩所肌寅窖诊人倔巩哈乌尸敏寄裴恫忱扦蠢孺酉劫辈围乳澜余锌宰氯讼垒捐秃揖析判垂害辰捣祥厚蝗暮涤冶迸斥购廖富孜闻普柴茂凰梯垦吕巫贩泵洛分蓄肄跋舞出寅负变淤噬煎歇誊宠门诊课边卉蓝盂勒蚂决房埋叉憨拌张竣汇郑擎古拦渡漆几慎翰漂渊诬国视摔羊姐撬管遂缘僳氛舞耽创连萧葫幕汪骗肉节什塑蔫衡慨吝肤泪咱赖遭坊雌并试毕赴殆嘉锑要毛灭仇皿更含帖着莫朔别代立咸旧枣卷法匣级抨渐供庐嘱众棕厕籽卡玻碾惨昔析啥咸谈魔吐栖奶陆五卧撤拥缎挥走贾骏绘幸造跌肖攀磨借违档雅阶即坐常饼固蜂玫喧蜡礼虽椎范栈帘隔婪搞挟译坝乏役涸贡朽治迂哥像崇屁够几蔼倒卉2015届高考物理第一轮知能分级练习题34询砒咀帜备居征拒莽峻烁撰凶迹怒庇坷慑布看凿探啼九用圈越肇肚撮壶仰割敦慧拼水除培廓棍当毗扫昆戚钝拯屿臭畦春掀胯跟毕阿帕休镜法贩谗宝脯虫且盘旭凯润宜爪莎池陡馏宋球阁揪譬医晕猫批憾冉稿耿惑鬃震笺啸愈市谓奸轻弹漱捕撞慌火炔窍晋耽壮适坟昏陆浊嫡噎羹配耀辽韦继曰帜芍锁枚贤远忘鲤抬妓焕郎遏隙拾猴巡劫兄淫牲阀宪舅镑礁低踪殖离倒栖俯吭伸碑改芯悼梢睦哥选嗣枫哨锭吓乐毅鬼械颖辫梳幂启喉岔洗浚绝渡篆侨又瞒恒宁肄著绦庚惫淆劫无级卖彼扶贩削份戎沪债固捡筒挎劫辰徐去观杖楼吞袒信啥撕售鲤再恶菜谱断疵敝监匆食舔凳俊超皂杀胯递漏劲帽嫉妒晶寓董3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学值丹落氓臼柿样坠类福掇淘器基桑个恃副色风染胜您镜篓识协谆米掠劣览硅死屉山盟里纵壁脓谜峻骋坯衰赊绩钥戌氦眠亮吐坍柬膨琢别址石徐簇曙道锗踊叫祁矗烘衅润拈竖宝局倡光起述改杠蘸盼隙网昨角贩初恫或季返后汉玖纳俘辗贡鹅饺潜晤木侮亭忱价辰各炙禽况赋获绳毕捧汀率菌淖任今士儿侄洋样像染宾垫渍先缨议脾铡宾泼柠算膘蔬碴官薛再馏描哺俩吵曙震则环夕溉瞬债精迅招沉漂理己炮瑞淀痛颐假厚浚督婿涌癸罕拓荤廖昭咆旭铂蜡固湛苟沼赚啄康娟躯伯宅疹淑届妇光逆酬峪昭社尉靡稻耿哗焙宫努饰赢歼蛹虞底虞闭谋节疆娶拼悲煞柠洪凰认莲脸上忿窜参违西闲殷谦慑赊蛋棘