2024高考物理一轮复习第12章波粒二象性原子结构和原子核第1讲光电效应波粒二象性课时作业含解析

PAGE5-第1讲光电效应波粒二象性1．假如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C[依据德布罗意波长公式λ＝eq\f(h,p)，选C。]2．(2024·上海单科)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A[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。由于随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。]3．(多选)在光电效应试验中，用同一种单色光，先后照耀锌和银的表面，都能发生光电效应。对于这两个过程，下列四个物理过程中，肯定不同的是()A．遏止电压 B．饱和光电流C．光电子的最大初动能 D．逸出功ACD[同一束光照耀不同的金属，肯定相同的是入射光的光子能量，不同的金属逸出功不同，依据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一束光照耀，光中的光子数目相等，所以饱和电流是相同的，故选A、C、D。]4．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射试验规律的是()A[随着温度的上升，黑体辐射的强度与波长有这样的关系。一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。由此规律可知应选A项。]5．(2024·北京理综)2024年年初，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)旁边连续可调的世界上首个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、雾霾治理等领域的探讨中发挥重要作用。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。据此推断，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．10－21J B．10－18JC．10－15J D．10－12JB[本题考查光子能量。由题意知，电离一个分子的能量等于照耀分子的光子能量，E＝hν＝heq\f(c,λ)＝2×10－18J，故选项B正确。]6．(2024·陕西渭南质检)人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要所接收到的功率不低于2.3×10－18W，眼睛就能察觉。已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3×108m/s，人眼能察觉到绿光时，每秒至少接收到的绿光光子数为()A．6 B．60C．600 D．6000A[本题考查光子能量的计算。绿光光子能量为E＝hν＝heq\f(c,λ)≈3.8×10－19J，每秒钟最少接收的光子能量为Pt，所以每秒钟最少接收的光子数为n＝eq\f(Pt,E)＝eq\f(2.3×10－18×1,3.8×10－19)≈6(个)，故A正确。]7.(2024·阳江模拟)用图所示的光电管探讨光电效应的试验中，用某种频率的单色光a照耀光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照耀光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么()A．a光的波长肯定大于b光的波长B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照耀光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大D[用肯定频率的a单色光照耀光电管时，电流计指针会发生偏转，知νa>ν0，a光的波长小于b光的波长，故A项错误；发生光电效应的条件：ν>ν0，增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转，故B项错误；发生光电效应时，电子从光电管左端运动到右端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流计G的电流方向是c流向d，故C项错误；增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大，故D项正确。]8．(多选)三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1>λ2>λ3)，分别用这三束光照耀同一种金属。已知用光束2照耀该种金属时，恰能产生光电子。下列说法正确的是()A．用光束1照耀该种金属时，不能产生光电子B．用光束3照耀该种金属时，不能产生光电子C．用光束2照耀该种金属时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D．用光束2照耀该种金属时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大AC[因λ1>λ2>λ3，依据波长与频率的关系式λ＝eq\f(c,ν)，可得ν1<ν2<ν3；由于用光束2照耀该种金属时，恰能产生光电子，因此用光束1照耀该种金属时，不能产生光电子，用光束3照耀该种金属时，肯定能产生光电子，故A正确，B错误；用光束2照耀该种金属时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C正确，D错误。]9．某金属的遏止电压用Uc表示，入射光频率用ν表示，用不同频率的光照耀某金属产生光电效应，得到Uc­ν图象如图所示。依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．1.0×1014Hz B．2.0×1014HzC．5.0×1014Hz D．17.5×1014HzC[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＝5.0×1014Hz。故选项C正确。]10．在光电效应试验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照耀同一个光电管。若试验a中的光强大于试验b中的光强，试验所得光电流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()A[光电流恰为零，此时间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的饱和电流大于b的饱和电流。故A项正确、B、C、D项错误。]11．(2024·保定模拟)如图所示，在验电器上安装一个铜网，使其带电，验电器金属箔张开肯定角度。用紫外线照耀铜网，验电器金属箔的张角保持不变，再将一块锌板放置在该铜网后面肯定距离处，用同一紫外线照耀锌板时，发觉金属箔张开角度减小。下列相关说法中正确的是()A．增加紫外线的强度照耀铜网，金属箔张角将变大B．紫外线的频率大于金属锌的截止频率C．铜网带负电D．改用紫光照耀锌板，验电器的金属箔张角也肯定减小B[依据用紫外线照耀铜网，验电器金属箔的张角保持不变；再将一块锌板放置在该铜网后面肯定距离处，用同一紫外线照耀锌板时，发觉金属箔张开角度减小，说明逸出的光电子跑到铜网上，导致其电量减小，当增加紫外线的强度照耀铜网，金属箔张角将变更小，由此可知，铜网带正电，故A，C项错误；只有紫外线的频率大于金属锌的截止频率，才会发生光电效应，故B项正确；依据光电效应产生条件，当改用紫光照耀，则紫光频率小于紫外线，因此可能不发生光电效应现象，则验电器金属箔不肯定张开，故D项错误。]12．(多选)利用如图所示的电路探讨光电效应，其中电极K由金属钾制成，已知钾的逸出功为2.25eV。用某一频率的光照耀电极K时，逸出的光电子的最大初动能为1.50eV，电流表的示数为I。已知普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，下列说法正确的是()A．金属钾的截止频率约为5.5×1014HzB．若入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为3.00eVC．若入射光的强度不变、频率加倍，电流表的示数变为2ID．若入射光频率加倍，遏止电压的大小将变为5.25VAD[由W0＝hνc，解得金属钾的截止频率约为νc＝5.5×1014Hz，选项A正确；若入射光的频率加倍，W0不变，由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，可知光电子的最大初动能并不加倍，选项B错误；若入射光的频率加倍、强度不变，则单位时间内入射光的光子数减半，即电极K表面逸出的光电子数量减半，电流表的示数变为eq\f(I,2)，选项C错误；由Ek＝hν－W0知入射光的能量为hν＝3.75eV，若入射光的频率加倍，则Ek′＝2hν－W0＝5.25eV，而eUc＝Ek′，所以遏止电压Uc＝5.25V，选项D正确。]13．(2024·南宁模拟)某同学采纳如图甲所示的装置探讨光电效应现象，分别用a、b、c三束单色光照耀图甲中的光电管的阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a、c两束光照耀时对应的遏止电压相同，均为Ua，则下列论述正确的是()A．a、c两束光的光强相同B．a、c两束光的频率相同C．b光束光子的能量最小D．b光束的波长最长，遏止电压最大B[由图可知，a的饱和电流最大，因此a光束照耀时单位时间内产生的光电子数量大，光强大，故A项错误；当光电流为零时，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，依据eU＝hν－W，入射光的频率越高，对应的遏止电压U越大。a光、c光的遏止电压相等，所以a光、c光的频率相等，而b光的频率大，能量大，且对应的波长最小，故B项正确，C、D项错误。]14．(多选)如图所示，N为铝板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出，铝的逸出功为4.2eV。现分别用能量不同的光子照耀铝板(各光子的能量在图上标出)，那么，下列图中有光电子到达金属网的是()BC[入射光的光子能量小于逸出功，则不能发生光电效应，故A错误。入射光的