第1课时 光电效应 波粒二象性.docx
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第1课时光电效应波粒二象性
第十二章 原子与原子核
第1课时 光电效应 波粒二象性
1.（2019·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（ B ）
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
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”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,为解释光电效应的实验规律提出了光子说,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.（2019·东城区二模）如图所示,把一块不带电的锌板连接在验电器上.当用紫外线照射锌板时,发现验电器指针偏转一定角度,则（ B ）
A.锌板带正电,验电器带负电
B.若改用强度更小的紫外线照射锌板,验电器的指针也会偏转
C.若改用红外线照射锌板,验电器的指针仍然会发生偏转
D.这个现象可以说明光具有波动性
解析:
用紫外线照射锌板,锌板失去电子带正电,验电器与锌板相连,则验电器的金属指针带正电,故A错误;根据光电效应的条件可知发生光电效应与光的强度无关,若改用强度更小的紫外线照射锌板,验电器的指针也会偏转,故B正确;根据光电效应的条件可知若改用红外线照射锌板,不一定能发生光电效应,所以验电器的指针不一定会发生偏转,故C错误;光电效应说明光具有粒子性,故D错误.
3.（2019·虹口区二模）图示为光电管的工作电路,要使电路中形成较强的光电流,须在A,K两电极间加一直流电压,则（ A ）
A.电源正极应接在P点,光电子从电极K发出
B.电源正极应接在Q点,光电子从电极K发出
C.电源正极应接在P点,光电子从电极A发出
D.电源正极应接在Q点,光电子从电极A发出
解析:
光照射到阴极K,产生光电子,需加速到达阳极,则A点接正极,即电源的正极接在P点.故A正确,B,C,D错误.
4.（2019·江苏徐州三模）下列说法正确的是（ A ）
A.光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性
B.光电效应实验中,改用强光可以增大逸出光电子的最大初动能
C.在一定的光照条件下,增大所加正向电压的值,一定可以增大饱和电流
D.实验时,若用弱光照射金属不能发生光电效应时,可以改用强光照射使实验成功
解析:
为解释光电效应现象爱因斯坦提出了光子说,说明光具有粒子性;康普顿效应深入地揭示了光的粒子性,它表明光子不仅具有能量而且具有动量,故A正确;根据光电效应方程hν=
mv2+W可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关,还与金属的逸出功有关,与入射光的强度无关,故B错误;饱和电流与入射光的强度有关,在一定的光照条件下,增大所加正向电压的值,不一定增大饱和电流,故C错误;发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率,与光的强弱无关,故D错误.
5.（2019·江西南昌模拟）用某种单色光照射某金属表面,没有发生光电效应,下列做法中有可能发生光电效应的是（ D ）
A.增加照射时间
B.改用波长更长的单色光照射
C.改用光强更大的单色光照射
D.改用频率更高的单色光照射
解析:
发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于金属的截止频率,与增加光的照射时间和增大光的强度都无关,故A,C错误.改用波长更长的光照射时,其频率小于原光的频率,则不可能发生光电效应,而当改用频率更高的光时,可能发生光电效应,所以B错误,D正确.
6.（2019·陕西汉中模拟）现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光照射时有光电流产生.下列说法正确的是（ A ）
A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和电流变大
B.入射光的频率变高,饱和电流变大
C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变小
D.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生
解析:
保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和电流变大,故A正确;饱和电流与入射光的频率无关,故B错误;根据光电效应的规律,光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,所以入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大,故C错误;如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应,不会有光电流产生,故D错误.
7.（2019·泉州模拟）对爱因斯坦光电效应方程hν=
mv2+W,下面的理解正确的有（ C ）
A.用相同频率的光照射同一金属,逸出的所有光电子都具有相同的初动能
mv2
B.遏止电压与逸出功的关系是eUc=W
C.逸出功W和极限频率ν0之间满足关系式W=hν0
D.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比
解析:
根据光电效应方程hν=
mv2+W知,同种频率的光照射同一种金属,光电子从金属中逸出的情况不一定相同,则光电子的初动能不一定相同,故A错误;根据eUc=
mv2=hν-W可知eUc≠W,故B错误;根据光电效应方程
mv2=hν-W知,当最大初动能为零时,入射频率即为极限频率,则有W=hν0,故C正确;根据光电效应方程
mv2=hν-W知,最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不是正比关系,故D错误.
8.导学号58826246（2019·湖南怀化模拟）如图所示为光电管工作原理图,当有波长（均指真空中的波长,下同）为λ的光照射阴极板K时,电路中有光电流,则（ B ）
A.换用波长为λ1（λ1>λ）的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流
B.换用波长为λ2（λ2<λ）的光照射阴极K时,电路中一定有光电流
C.增加电路中电源的端电压,电路中的光电流一定增大
D.将电路中电源的极性反接,电路中一定没有光电流
解析:
波长为λ1（λ1>λ）的光的频率有可能大于极限频率,电路中可能有光电流,故A错误;波长为λ2（λ2<λ）的光的频率一定大于极限频率,电路中一定有光电流,故B正确;光电流的强度与入射光的强度有关,故C错误;将电路中电源的极性反接,逸出的光电子虽受到电场阻力,但可能到达A极,从而形成光电流,故D错误.
9.（2019·湖南永州模拟）一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后（加速电压为U）,该粒子的德布罗意波长为（ C ）
A.
B.
C.
D.
解析:
加速后的速度为v,根据动能定理可得
qU=
mv2所以v=
由德布罗意波长公式可得
λ=
=
=
所以选项C正确.
10.导学号58826247（2019·宁波模拟）一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波长为（ A ）
A.
B.
C.
D.
解析:
中子的动量p1=
氘核的动量p2=
同向正碰后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波长λ3=
=
A正确.
11.导学号58826248（2019·渭南二模）如图,当开关S断开时,用光子能量为3.0eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零,合上开关,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.80V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.80V时,电流表读数为零,由此可知阴极材料的逸出功为（ B ）
A.0.8eVB.2.2eV
C.3.0eVD.3.8eV
解析:
由题意知,光电子的最大初动能为
Ek=eUc=0.8eV,
根据爱因斯坦光电效应方程,阴极材料的逸出功为
W=hν-Ek=3.0eV-0.8eV=2.2eV,故B正确,A,C,D错误.
12.导学号58826249（2019·湖北黄石模拟）下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压Uc和入射光的频率ν的几组数据.
Uc/V
0.541
0.637
0.714
0.809
0.878
ν/×1014Hz
5.644
5.888
6.098
6.303
6.501
由以上数据描点连线,可得直线方程Uc=0.3973
-1.7024,如图所示.
则这种金属的截止频率约为（ B ）
A.3.5×1014HzB.4.3×1014Hz
C.5.5×1014HzD.6.0×1014Hz
解析:
根据光电效应方程得
mv2=hν-W=hν-hν0,
解得Uc=
ν-
=
ν-
.
与直线方程Uc=0.3973
-1.7024,
比较可知,图线的斜率为
=
同时
=1.7024,
联立得ν0≈4.3×1014Hz,故B正确,A,C,D错误.
13.（2019·广东汕头模拟）用如图所示的光电管研究光电效应的实验中,用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流表G的指针发生偏转.而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流表G的指针不发生偏转,那么（ D ）
A.a光的波长一定大于b光的波长
B.增加b光的强度可能使电流表G的指针发生偏转
C.用a光照射光电管阴极K时通过电流表G的电流是由d到c
D.只增加a光的强度可使通过电流表G的电流增大
解析:
用一定频率的a光照射光电管时,电流表指针发生偏转,知νa>ν0,而b光不能使光电管发生光电效应,则a光的波长小于b光的波长,所以A错误;发生光电效应的条件是ν>ν0,增加b光的强度不能使电流表G的指针发生偏转,B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,所以流过电流表G的电流方向是c流向d,C错误;增加a光的强度可使通过电流表G的电流增大,故D正确.
14.（多选）如图所示,用某单色光照射光电管的阴极K,会发生光电效应,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加在光电管上的电压,直至电流表中电流恰为零,此时电压表的电压值U称为反向截止电压,现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极,测得反向截止电压分别为U1和U2,设电子的质量为m,电荷量为e,下列说法正确的是（ ACD ）
A.频率为ν1的光照射时,光电子的最大初速度为
B.频率为ν2的光照射时,光电子的最大初速度为
C.阴极K金属的逸出功为W=
D.普朗克常量h=
解析:
光电子在电场中做减速运动,根据动能定理得-eU1=0-
m
则得光电子的最大初速度vm1=
vm2=
故A正确,B错误;根据爱因斯坦光电效应方程得hν1=eU1+W,hν2=eU2+W,
联立得h=
W=
故C,D正确.
15.导学号58826250（2019·濮阳三模）如图1所示为研究光电效应的电路图,用频率相同、强度不同的甲、乙两束光分别照射密封真空管的阴极K,阴极K发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流.已知乙光光强为甲光的2倍,当用甲光照射时,作出的光电流I与A,K之间的电压UAK的关系如图2所示;若改用乙光照射时,下列光电流I与A,K之间的电压UAK的关系图像中正确的是（ C ）
解析:
频率相同的光照射同一金属,根据光电效应方程知,光电子的最大初动能相等,根据
m
=eUc,知遏止电压相等,光越强,饱和电流越大;已知乙光光强为甲光的2倍,饱和电流是原来的2倍.故C正确,A,B,D错误.
16.导学号58826251（2019·南宁二模）某同学采用如图（甲）所示的装置研究光电效应现象,分别用a,b,c三束单色光照射图（甲）中的光电管的阴极,得到光电管两端的电压与相
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