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高考物理一轮复习课时作业39光电效应波粒二象性含答案
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这是一份高考物理一轮复习课时作业39光电效应波粒二象性含答案
光电效应 波粒二象性[双基巩固练]1．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，对于它们，下面的物理量相等的是( )A．速度B．动能C．动量D．总能量2．光子的能量与其( )A．频率成正比B．波长成正比C．速度成正比D．速度平方成正比3．用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片，这些照片说明( )A．光只有粒子性没有波动性B．光只有波动性没有粒子性C．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性4．我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm(1nm＝10－9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)( )A．10－21JB．10－18JC．10－15JD．10－12J5．[2020·黑龙江七台河模拟]如图所示，当开关S断开时，用光子能量为3.5eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．闭合开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.5V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于1.5V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )A．1.5eVB．2.0eVC．3.5eVD．5.0eV6.某金属的遏止电压用Uc表示，入射光频率用ν表示，用不同频率的光照射某金属产生光电效应，得到Ucν图象如图所示．根据图象求出该金属的截止频率νc为(已知电子电荷量e＝1.6×10－19C)( )A．1.0×1014HzB．2.0×1014HzC．5.0×1014HzD．17.5×1014Hz[综合提升练]7．在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管．若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中可能正确的是( )8.被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜(简称FAST)坐落在贵州省平塘县，用来接收来自宇宙深处的电磁波．“中国天眼”的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义．如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级(106W)的发射机，其发射的无线电波波长为126厘米，那么该发射机每秒钟发射的光子数量的数量级约为(取真空光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s)( )A．1023B．1027C．1031D．10359.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某一频率的光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，电流计中有电流通过．闭合电键S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰好为零，此时电压表的电压值称为反向截止电压．现用频率为ν的绿光照射阴极，测量到反向截止电压为U，设电子电量为e，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是( )A．逸出的光电子的最大初动能为eUB．阴极K的逸出功W0＝hν－eUC．若改用紫光照射，则光电子的最大初动能一定增大D．若改用紫光照射，则阴极K的逸出功一定增大课时作业(三十九)1．解析：根据德布罗意波长公式λ＝eq \f(h,p)，选C.答案：C2．解析：由E＝hν、c＝λν得E＝hν＝heq \f(c,λ)，可见光子的能量与其频率成正比、与其波长成反比，A正确，B错误．由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的，故C、D皆错误．答案：A3．解析：光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故D正确．答案：D4．解析：本题考查光子能量．由题意知，电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝heq \f(c,λ)＝2×10－18 J，故选项B正确．答案：B5．解析：根据题意此时光电子的最大初动能Ekm＝eUc＝1.5 eV；根据爱因斯坦光电效应方程有W＝hν－Ekm＝3.5 eV－1.5 eV＝2.0 eV，故B正确．答案：B6．解析：eUc＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,m)＝hν－W，Uc＝eq \f(hν,e)－eq \f(W,e)，由图象可得Uc＝0时，νc＝5.0×1014 Hz.故选项C正确．答案：C7．解析：光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，由于入射光的频率没有变，故遏止电压相同，即图线与横轴的交点相同．由于a光的光强大于b光的光强，所以a的饱和光电流大于b的饱和光电流．故A项正确、B、C、D项错误．答案：A8．解析：设发射机每秒钟发射的光子数量为n，则t0时间内发射光子的总能量为E＝nt0ε，由ε＝hν和ν＝eq \f(c,λ)得E＝nt0heq \f(c,λ)，则有nt0heq \f(c,λ)＝Pt0，代入数据，最终可得n的数量级约为1031，故C正确．答案：C9．解析：由于反向截止电压为U，电子逸出后，根据动能定理可得eU＝Ek，即逸出的电子的最大初动能为eU，A正确；根据公式hν＝W0＋Ek可得，阴极K的逸出功W0＝hν－Ek，由于eU＝Ek，则逸出功W0＝hν－eU，B正确；由于紫光的频率大于绿光的频率，逸出功不变，根据公式hν＝W 0＋Ek可得改用紫光照射，光电子的最大初动能Ek一定增加，C正确；由于金属的逸出功由金属本身决定，与照射光的频率无关，所以改用紫光照射，则阴极K的逸出功不变，D错误．答案：D
光电效应 波粒二象性[双基巩固练]1．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，对于它们，下面的物理量相等的是( )A．速度B．动能C．动量D．总能量2．光子的能量与其( )A．频率成正比B．波长成正比C．速度成正比D．速度平方成正比3．用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片，这些照片说明( )A．光只有粒子性没有波动性B．光只有波动性没有粒子性C．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性4．我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm(1nm＝10－9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)( )A．10－21JB．10－18JC．10－15JD．10－12J5．[2020·黑龙江七台河模拟]如图所示，当开关S断开时，用光子能量为3.5eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．闭合开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.5V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于1.5V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )A．1.5eVB．2.0eVC．3.5eVD．5.0eV6.某金属的遏止电压用Uc表示，入射光频率用ν表示，用不同频率的光照射某金属产生光电效应，得到Ucν图象如图所示．根据图象求出该金属的截止频率νc为(已知电子电荷量e＝1.6×10－19C)( )A．1.0×1014HzB．2.0×1014HzC．5.0×1014HzD．17.5×1014Hz[综合提升练]7．在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管．若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中可能正确的是( )8.被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜(简称FAST)坐落在贵州省平塘县，用来接收来自宇宙深处的电磁波．“中国天眼”的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义．如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级(106W)的发射机，其发射的无线电波波长为126厘米，那么该发射机每秒钟发射的光子数量的数量级约为(取真空光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s)( )A．1023B．1027C．1031D．10359.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某一频率的光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，电流计中有电流通过．闭合电键S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰好为零，此时电压表的电压值称为反向截止电压．现用频率为ν的绿光照射阴极，测量到反向截止电压为U，设电子电量为e，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是( )A．逸出的光电子的最大初动能为eUB．阴极K的逸出功W0＝hν－eUC．若改用紫光照射，则光电子的最大初动能一定增大D．若改用紫光照射，则阴极K的逸出功一定增大课时作业(三十九)1．解析：根据德布罗意波长公式λ＝eq \f(h,p)，选C.答案：C2．解析：由E＝hν、c＝λν得E＝hν＝heq \f(c,λ)，可见光子的能量与其频率成正比、与其波长成反比，A正确，B错误．由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的，故C、D皆错误．答案：A3．解析：光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故D正确．答案：D4．解析：本题考查光子能量．由题意知，电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝heq \f(c,λ)＝2×10－18 J，故选项B正确．答案：B5．解析：根据题意此时光电子的最大初动能Ekm＝eUc＝1.5 eV；根据爱因斯坦光电效应方程有W＝hν－Ekm＝3.5 eV－1.5 eV＝2.0 eV，故B正确．答案：B6．解析：eUc＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,m)＝hν－W，Uc＝eq \f(hν,e)－eq \f(W,e)，由图象可得Uc＝0时，νc＝5.0×1014 Hz.故选项C正确．答案：C7．解析：光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，由于入射光的频率没有变，故遏止电压相同，即图线与横轴的交点相同．由于a光的光强大于b光的光强，所以a的饱和光电流大于b的饱和光电流．故A项正确、B、C、D项错误．答案：A8．解析：设发射机每秒钟发射的光子数量为n，则t0时间内发射光子的总能量为E＝nt0ε，由ε＝hν和ν＝eq \f(c,λ)得E＝nt0heq \f(c,λ)，则有nt0heq \f(c,λ)＝Pt0，代入数据，最终可得n的数量级约为1031，故C正确．答案：C9．解析：由于反向截止电压为U，电子逸出后，根据动能定理可得eU＝Ek，即逸出的电子的最大初动能为eU，A正确；根据公式hν＝W0＋Ek可得，阴极K的逸出功W0＝hν－Ek，由于eU＝Ek，则逸出功W0＝hν－eU，B正确；由于紫光的频率大于绿光的频率，逸出功不变，根据公式hν＝W 0＋Ek可得改用紫光照射，光电子的最大初动能Ek一定增加，C正确；由于金属的逸出功由金属本身决定，与照射光的频率无关，所以改用紫光照射，则阴极K的逸出功不变，D错误．答案：D
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