2022年高考物理复习讲练测光电效应、波粒二象性—【练】

1、专题13.1光电效应、波粒二象性一【练】一、练基础1. （2021安徽合肥三模）我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户。在通往量子论的 道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是（）A.玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化''的传统观念B.爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象C.德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念D.普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性【答案】B【解析】普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”

2、的传统观念，故A错误；爱因斯坦 最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B正确；玻尔第一次将量子 观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故C错误：德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物 粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误。2. （2021届福建省福州市高三质检）研究光电效应的实验中，使用某一频率的光照射光电管阴极时，有光 电流产生。下列说法正确的是（）A.光电效应揭示了光的波动性B.用频率更高的光照射，光电流一定增大C.保持频率不变，增大入射光的强度，遏止电压不变D.保持频率不变，增大入射光的强度，逸出的光电子最大初动能也增大【答案】C【解析】光电效应揭

3、示光的粒子性，故A错误；入射光频率增大，逸出的光电子初动能增大，但光电流 不一定增大，故B错误保持频率不变，光电子最大初动能就不变，遏止电压不变，故C正确，D错误。 故选Co3.（2021届广东省惠州市高三三调）当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，下列说法正确的是（）A.从锌板中打出了光子B.有正离子从锌板逸出C.有电子从锌板逸出D.锌板带负电 【答案】C【解析】发生光电效应是锌板中的电子吸收光了的能量而从锌板中恪出，锌板由于缺少电子而带上正电。 故选C。4. （2021上海模拟）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【答案】A【解析】由E=h

4、v、c=加得=切=后，可见光子的能量与其频率成正比、与其波长成反比，选项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，故选项C、D错误。5. （2021福建漳州市高三二模）关于近代物理知识，下列说法中正确的是（）A.结合能越大的原子核越牢固B.放射性元素发出的尸射线来自原子核外电子C.光电效应能否发生，与光的照射时间长短无关D.处于基态的氢原子能吸收任意能量的光子而跃迁到激发态【答案】C【解析】A.比结合能越大，原子核中核了结合得越牢固，原子核越稳定，结合能越大的原子核不一定越牢 固，故A错误：B.放射性元素发出的p射线实质是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，射

5、线是释放出来的电子，故B错误：C.当入射光的频率大于金属的极限频率时，光照射在金属上会立即发生 光电效应，光电效应能否发生与光的照射时间长短无关，故C正确：D.只有当光子的能量等于氢原子两能 级的能量差时，才能被处于基态的氢原子吸收，氢原子跃迁到激发态，并不是任意能量的光子都能被氢原 子吸收，故D错误。故选C。6. （2021届广东省名校联盟高三联考）某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光 电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S,在阳极A和阴极K之间加反向电压，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为零，此时电压表显示的电压值U称为反向截止电压。

6、现分别用频率为匕和乙的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为彷和S。设电子质量为?，电 荷量为e,则下列关系式中正确的是A.两种单色光照射阴极时，光电子的最大初动能之比殳=上用2%B.阴极K金属的极限频率% =，,盟.e(U2-U.)C.普朗克常量力=-一- 匕一匕e(t/.v2 -(77v.)D.阴极K金属的逸出功W=- 匕一匕【答案】D【解析】光电广花电场中做减速运动，根据动能定理得-eU =0-纥1-eU2 = 0- Ek2根据爱因斯坦光电效应方程得& =hvt-W =牝一牝Ek2 =hv2-W = hv2-hv0Ek.v. -vn U.两种单色光照射阴极时，光电子的最大初动

7、能之比黄=-=才 / 七 一% U2匕- U匕阴极K金属的极限频率% = ：二 1 7uu、,Ek2-Ekl e(U2-U.) 普朗克常量h =- = -= 匕一匕 一匕阴极K金属的逸出功W = /% =e(U1UJ . U?匕一 Uy? _ e(a% -U2匕)V2V UU匕一匕故A、B、C错误，D正确；故选D。7. (2021湖南衡阳三模)在研究光电效应的实验中，两个实验小组用相同频率的单色光，分别照射锌和银的 表面，结果都能发生光电效应。下列说法中正确的是()A.光电子的最大初动能相同B.饱和光电流一定不同C.因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压，不同D.分别用不同频率的光照射之后绘制&

8、amp;-V图象的斜率可能不同【答案】C【解析】由爱因斯坦光电效应方程氏=加一W，可知由于锌和银的逸出功W不相同，光电子的最大初动能 也不同，故A错误：饱和光电流与入射光的强度有关，故B错误：由eUc=Ek=/>v-W,可知由于锌和银的Av LVh逸出功W不相同，所以遏止电压Uc不同，故C正确：由eUc=MW可知,斜率不变，故D错误。8 . （2021届广东省肇庆市高三统测）关于光电效应，下列说法正确的是（）A.只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应B.光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应C.照射时间越长光电子的最大初动能越大D.光电子的最大初动能与入射光子的频率

9、成正比【答案】B【解析】根据光电效应规律，只有入射光的频率大于金属的截止频率，才可以使金属发生光电效应，A错 误：光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应，B正确：光电子的最大初动能与照射时间无 关，C错误；光电子的最大初动能随入射光子的频率增大而增大，并不是成正比，D错误。故选B。9 .（2021届天津南开区高三模拟）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用.下 列说法符合历史事实的是A.波尔原子理论证实了原子的核式结构模型B.卢瑟福通过a粒子轰击氮核的实验，证实了在原子核内部存在中子C.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在D.汤姆孙通过对阴极

10、射线的研究，发现了原子内部存在电子【答案】D【解析】A、波尔原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，卢瑟福根据a粒子散射实验，得到了原子的核式结 构模型，故A错误：B、卢瑟福通过a粒子轰击氮核实验的研究，实现了原子核的人工转变，发现了质子，预言了中子的存在， 故B错误；C、贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，提出了原子内部有复杂的结构，故C错误；D、汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子（即电子）组成， 并测出了该粒子的比荷，故D正确.10. （2021辽宁高三模拟）在图示的光电效应实验中，将滑动触头P移到。端。用单色光M照射阴极K时， 电流计G的指针不会

11、发生偏转；将滑动触头P移到b端，用单色光N照射阴极K时，电流计G的指针会发 生偏转，则下列说法正确的是（）A. M光的强度一定小于N光的强度B. M光的频率一定大于N光的频率C.用N光照射阴极K时将P移到。端，电流计G的指针一定会发生偏转D.用"光照射阴极K时将P移到c处，电流计G的指针可能会发生偏转【答案】C【解析】能否发生光电效应与光的强度无关，故A错误；滑动触头p移到a端时,A极的电势高于K极的 电势，用M光照射时电流计G的指针不会发生偏转，说明M光不能使阴极K发生光电效应，即M光的频 率低于阴极K的极限频率，因此P移到任何位置，电流计G的指针均不会发生偏转，故D错误：滑动触头

12、 P移到b端时，A极的电势低于K极的电势，用单色光N照射阴极K时电流计G的指针会发牛偏转，说明 N光照射时会产生光电效应，即N光的频率高于极限频率，因此M光的频率低于-N光的频率，故B错误； 滑动触头P移到a端时，加的是正向电压，用N光照射阴极K时电流计G的指针一定会发生偏转，故C正 确。故选C。二、练能力11. （2021江西上饶联考）爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔 物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能E"与入射光频率v的关系如图所示，其中w为极限频率。从图中可以确定的是（）A.逸出功与v有关B. Ekm与入射光强度成正比C. v&l

13、t;vo时，会逸出光电子D.图中宜线的斜率与普朗克常量有关【答案】D【解析】金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小W=/n，o,故A错误：根据爱因斯 坦光电效应方程可知光电子的最大初动能Ekm与入射光的强度无关，只要入射光的频率不变， 则光电子的最大初动能不变，故B错误；要有光电子逸出，则光电子的最大初动能£km>0,即只有入射光 的频率大于金属的极限频率即v>%时才会有光电子逸出，故C错误；根据方程Ekm=/n，- W,可知甯=儿 故D正确。12. （2021届广东省六校高三联考）如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置：乙图为a、b、c三种光照 射下得

14、到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线。下列说法正确的是（）A. a、b、c三种光的频率各不相同B. b、c两种光的光强可能相同C.若b光为绿光，a光可能是紫光D.图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的读数可能增大【答案】D 【解析】由光电效忠方程:及遏止电压的关系可得6。，=线 b、两种光的遇小电压相同，故频率相同，a光的遏止电压较小，频率较低，A错误：最大光电流与光强成正比，对比乙图可知，/，光较强, B错误；由A的分析可知，a光频率较低，若b光为绿光，。光不可能是紫光，C错误；图甲中的滑动变阻 器的滑片向右滑动，增大光电管两端电压，且为正向电压，电流表的读数可能增大，但不会超过饱和

15、光电 流，D正确。故选D。13. （2021湖南高三一模）图甲是“光电效应”实验电路图，图乙为某次“光电效应''实验中得到的同一光电管 两端的遏止电压4随入射光频率v变化的函数关系图像，下列判断正确的是（A.入射光的频率v不同，遏止电压4相同B.入射光的频率v不同，光照强度不同，&-丫图像的斜率相同C.只要光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同D.图甲所示电路中，当电压表增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流【答案】B 【解析】A.逸出功与金属材料有关，与入射光的频率无关，由Ekm=U-%，可知，入射光的频率不同, 电子的最大初动能不同，又eUc = Ekm，所

16、以入射光的频率不同，遏止电压Uc不同，A错误；B.由Ekm=/-匕=eUc，可得Uc="（y匕），故图线的斜率为相同的常量，B正确：C.由爱因斯坦光电 e效应Eg =丫-叱），可知在入射光频率不同的情况下，光甩子的最大初动能不同，最大初动能与光照强度 无关，C错误；D.必须使图甲所示电路中的电源正负极反接过来，才能用来验证光电流与电压的关系，即 当电压表增大到一定数值时电流计将达到饱和电流，D错误。故选B。14. （2021云南临沧模拟）利用如图6甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电 压口与入射频率v之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e=1.6xl0T9c,

17、贝!（）A.普朗克常量为针B.该金属的逸出功为eUiC.电源的右端为正极D.若电流表的示数为10/A,则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为6.25x1012【答案】B【解析】由爱因斯坦光电效应方程可知，?一学，知题图乙图线的斜率旨=，则普朗克常量人=4?, 该金属的逸出功为Wo=vi=eUi，选项A错误，B正确；电源左端为正极，右端为负极，选项C错误；每 秒内发出的光电子的电荷量为4=10xl（）Fxi C = 10*5 C,而=/，故每秒内至少发出6.25x10”个光电 子，选项D错误。三、练真题15. （2020.天津卷Tl,5分）在物理学发展的进程中,人们通过对某些重要物理实验的深入观

18、察和研究，获得正确 的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（）紫外线灯【答案】D【解析】卢瑟福分析a粒子散射实验数据后，提出原子具有核式结构,ABC错误,D正确。16. （2020.浙江卷T5,3分）下列说法正确的是（）A.质子的德布罗意波长与其动能成正比B.天然放射的三种射线，穿透能力最强的是a射线C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性【答案】D【解析】本题属于基础性问题，考杳德布罗意波长公式、三种射线特点、光电效应、衍射特点等。根据德布 罗意波长公式4=；=磊:，选项A错误;根据三种射线特点,y射线穿透能力最强，选项B错误:光电效应中.金 属的截止频率只和金属材料本身有关，选项C错误，综上可知，选项D正确。17. （2019天津卷T5,6分）如图为a、b、C三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由b, c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是【答案】C【解析】由光电效应的方程耳=m-W，动能定理eU = E*,两式联立可得U=,故截止电压越e e大说明光的频率越大，则右.三种光的频率5匕匕，则可知三种光的折射率的关系为知>,>“，因此 光穿过三棱镜时b光偏折最大，c光次之，a光最小，故选C, ABD错误。18. （2