2020版高考物理新设计一轮复习江苏专版课时跟踪检测(三十八) 波粒二象性 含解析 下载本文

课时跟踪检测(三十八) 波粒二象性

对点训练:对光电效应的理解

1.[多选](2018·南菁高级中学期中)下列有关黑体辐射和光电效应的说法中正确的是( ) A.在黑体辐射中,随着温度的升高,各种频率的辐射强度都增加,辐射强度极大值向频率较低的方向移动

B.普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说

C.用一束绿光照射某金属,能产生光电效应,现把这束绿光遮住一半,仍然可发生光电效应 D.在光电效应现象中,入射光的强度越大,光电子的最大初动能越大

解析:选BC 在黑体辐射中,随着温度的升高,各种频率的辐射强度都增加,辐射强度极大值向频率较高的方向移动,故A项错误;普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说,故B项正确;用一束绿光照射某金属,能产生光电效应,现把这束绿光遮住一半,光的频率不变,仍然大于极限频率,可发生光电效应,故C项正确;在光电效应现象中,光电子的最大初动能Ekm=hν-W0,与光强无关,故D项错误。

2.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,如图所示,这时( )

A.金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子,当它积累的动能足够大时,就能逸出金属

B.锌板带正电,指针带正电 C.锌板带负电,指针带正电

D.若仅减弱照射光的强度,则可能不再有光电子飞出

解析:选B 每个电子只能吸收一个光子,只有当入射光的能量大于逸出功,才会有电子飞出,故A错误;锌板在弧光灯照射下,发生光电效应,有光电子逸出,锌板失去电子带正电,验电器与锌板相连,导致指针带正电,故B正确,C错误;是否有光电子飞出,与照射光的强度无关,故D错误。

3.(2019·江阴模拟)如图所示,一验电器与锌板相连,在A处用一紫外线灯照射锌板,关灯后,指针保持一定偏角。

(1)验电器指针带________电(选填“正”或“负”)。

(2)使验电器指针回到零,再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板,验电器指针无偏转。那么,若改用强度更大的红外线灯照射锌板,可观察到验电器指针________(选填“有”或“无”)偏

转。

解析:(1)在A处用一紫外线灯照射锌板,锌板产生光电效应,光电子射出后,锌板带正电,则验电器也带正电。

(2)用黄光照射锌板,验电器指针无偏转,说明黄光不能使锌板产生光电效应,红外线的频率比黄光低,红外线也不能使锌板产生光电效应,验电器指针无偏转。

答案:(1)正 (2)无

对点训练:爱因斯坦的光电效应方程及应用

4.[多选](2017·全国卷Ⅲ)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是( )

A.若νa>νb,则一定有Uaνb,则一定有Eka>Ekb C.若Ua

D.若νa>νb,则一定有hνa-Eka>hνb-Ekb

解析:选BC 设该金属的逸出功为W,根据爱因斯坦光电效应方程有Ek=hν-W,同种金属的W不变,则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大,B项正确;又Ek=eU,则最大初动能与遏止电压成正比,C项正确;根据上述有eU=hν-W,遏止电压U随ν增大而增大,A项错误;又有hν-Ek=W,W相同,则D项错误。

5.如图所示,当一束一定强度的某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时,此时滑片P处于A、B中点,电流表中有电流通过,则( )

A.若将滑动触头P向B端移动,电流表读数有一定增大 B.若用红外线照射阴极K,电流表中一定没有电流通过 C.若用强度更弱的黄光照射阴极K,电流表读数不变

D.若用强度更弱的紫外线照射阴极K,光电子的最大初动能一定变大

解析:选D 光电管所加的电压,使光电子到达阳极,则电流表中有电流流过,且可能处于饱和电流,若将滑动触头P向B端移动,电流表读数有可能不变,故A错误;若用红外线照射阴极K,因红外线的频率小于黄色光,因此可能不发生光电效应,也可能会发生光电效应,电流表不一定没有电流通过,故B错误;若用强度更弱的黄光照射阴极K,能发生光电效应有光子飞出,但光强变弱使得飞出的光电子数目减小,电流表读数减小,故C错误;紫外线的频率大于黄色光的频率,根据光电效应方程:Ek=hν-W0可知,用一束紫外线照射阴极K时,出射光电子的最大初动能一定变大,与光的强弱无关,故D正确。

6.如图甲所示是使用光电管的原理图,当频率为ν的可见光照射到阴极K上时,电流表中有电流通过。

(1)当滑动变阻器的滑片P向________滑动时(填“左”或“右”),通过电流表的电流将会增大。

(2)当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,则阴极K的逸出功为________(已知电子电荷量为e,普朗克常量为h)。

(3)如果不改变入射光的强度,而增大入射光的频率,则光电子的最大初动能将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。

(4)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Uc-ν图像如图乙所示,根据图像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

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C)

解析:(1)当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,光电管两端的反向电压减小,光电流增大,通过电流表的电流将会增大。

(2)当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,则光电子的最大初动能Ekm=eU,根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W0可得,逸出功W0=hν-eU。

(3)如果不改变入射光的强度,而增大入射光的频率,根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W0可得,光电子的最大初动能变大。

hh

(4)由Ekm=hν-W0、Ekm=eUc、W0=hνc,可得eUc=hν-hνc,则Uc=ν-νc。

ee根据题给图像可得该金属的截止频率νc=5.0×1014 Hz,

5-0h-34

据图像斜率可得= J·s。 14,则普朗克常量h=6.4×10e?17.5-5.0?×10答案:(1)左 (2)hν-eU (3)变大 (4)5.0×1014 6.4×10

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7.(2019·盐城中学检测)如图所示电路可研究光电效应规律,图中标有A和K的为光电管,其中K为阴极,A为阳极,理想电流计可检测通过光电管的电流,理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源,用光子能量为10.5 eV的光照射阴极K,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,

电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为6.0 V;现保持滑片P位置不变,则光电管阴极材料的逸出功为________,若增大入射光的强度,电流计的读数________(填“为零”或“不为零”)。

解析:光电效应的最大初动能Ekm=eU=6 eV, 根据光电效应方程得,Ekm=hν-W0;

则逸出功W0=hν-Ekm=10.5 eV-6 eV=4.5 eV。