第一節(jié) 光電效應(yīng)(建議用時：60分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則下列說法中正確的是()A從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B逸出的光電子的最大初動能減小C單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D有可能不發(fā)生光電效應(yīng)解析：選C.光電效應(yīng)瞬時(109 s)發(fā)生，與光強(qiáng)無關(guān)，A錯誤；光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān)，入射光的頻率越大，最大初動能越大，B錯誤；光電子數(shù)目多少與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光強(qiáng)減弱，單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少，C正確；能否發(fā)生光電效應(yīng)，只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強(qiáng)無關(guān)，D錯誤2(2018太原質(zhì)檢)關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中不正確的是()A不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動的微粒都具有波粒二象性B運(yùn)動的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個小孔時，都沒有特定的運(yùn)動軌道C波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運(yùn)動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D實(shí)物的運(yùn)動有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性解析：選D.光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律，大量光子運(yùn)動的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動性，而單個光子的運(yùn)動表現(xiàn)出光的粒子性光的波長越長，波動性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯而宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實(shí)際很難觀察到波動性，不是不具有波粒二象性，D項(xiàng)錯誤3在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，與光的波動理論不矛盾的是()A光電效應(yīng)是瞬時發(fā)生的B所有金屬都存在極限頻率C光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大D入射光頻率越大，光電子最大初動能越大解析：選C.按照光的波動理論，電子吸收光子的能量需要時間，因此光電效應(yīng)不可能瞬時發(fā)生，這與光電效應(yīng)具有瞬時性矛盾；按照光的波動理論，只要有足夠長的時間，電子會吸收足夠的能量，克服原子的束縛成為光電子，因此所有金屬均可以發(fā)生光電效應(yīng)，這與光電效應(yīng)有極限頻率矛盾；按照光的波動理論，照射光越強(qiáng)，電子獲得的能量越大，打出的光電子的最大初動能越大，這與光電效應(yīng)中打出的光子的最大初動能與光強(qiáng)無關(guān)，而與照射光的頻率有關(guān)矛盾；按照光的波動理論也可以得到光越強(qiáng)打出的光電子越多，光電流越大，因此C項(xiàng)正確4研究光電效應(yīng)電路如圖所示，用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是()解析：選C.由于是強(qiáng)度不同的光照射同種鈉極板，則遏止電壓相同，強(qiáng)度不同，飽和光電流不同選項(xiàng)C正確5(2017高考上海卷)光子的能量與其()A頻率成正比 B波長成正比C速度成正比 D速度平方成正比解析：選A.由Ehh，可見光子的能量與其頻率成正比、與其波長成反比，A正確，B錯誤；由于任意能量的光子在真空中傳播的速度都是相同的，故C、D皆錯誤6以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示用頻率為的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻率為的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在KA之間就形成了使光電子減速的電場逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當(dāng)光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量)()AU BUCU2hW DU解析：選B.以從陰極K逸出的且具有最大初動能的光電子為研究對象，由動能定理得：Ue0mv由光電效應(yīng)方程得：nhmvW(n2，3，4，)由式解得：U(n2，3，4，)，故選項(xiàng)B正確二、多項(xiàng)選擇題7如圖所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過，其原因可能是()A入射光太弱 B入射光波長太長C光照時間短 D電源正、負(fù)極接反解析：選BD.入射光波長太長，入射光的頻率低于截止頻率時，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B正確；電路中電源反接，對光電管加了反向電壓，若該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確81927年戴維遜和革末完成了電子衍射實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎的重大近代物理實(shí)驗(yàn)之一如圖所示的是該實(shí)驗(yàn)裝置的簡化圖，下列說法正確的是()A亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方B該實(shí)驗(yàn)說明物質(zhì)波理論是正確的C該實(shí)驗(yàn)再次說明光子具有波動性D該實(shí)驗(yàn)說明實(shí)物粒子具有波動性解析：選ABD.電子屬于實(shí)物粒子，電子衍射實(shí)驗(yàn)說明電子具有波動性，說明物質(zhì)波理論是正確的，與光的波動性無關(guān)，B、D正確，C錯誤；物質(zhì)波也是概率波，亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方，A正確9用極微弱的可見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著時間的增加，在照相底片上先后出現(xiàn)如圖甲、乙、丙所示的圖象，則()A圖象甲表明光具有粒子性B圖象乙表明光具有波動性C用紫外線觀察不到類似的圖象D實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波解析：選ABD.圖象甲曝光時間短，通過光子數(shù)很少，呈現(xiàn)粒子性圖象乙曝光時間長，通過了大量光子，呈現(xiàn)波動性，故A、B正確；同時也表明光波是一種概率波，故D也正確；紫外線本質(zhì)和可見光本質(zhì)相同，也可以發(fā)生上述現(xiàn)象，故C錯誤10(2015高考江蘇卷)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有()A光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動性解釋D動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等解析：選AB.光電效應(yīng)現(xiàn)象、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律都可以用光的粒子性解釋，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C錯誤；熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性，選項(xiàng)B正確；由德布羅意波長公式和p22mEk知動能相等的質(zhì)子和電子動量不同，德布羅意波長不相等，選項(xiàng)D錯誤11(2018北京朝陽模擬)用綠光照射一個光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)欲使光電子從陰極逸出時最大初動能增大，可以()A改用紅光照射 B改用紫光照射C改用藍(lán)光照射 D增加綠光照射時間解析：選BC.光電子的最大初動能與照射時間或照射強(qiáng)度無關(guān)，而與入射光子的能量有關(guān)，入射光子的能量越大，光電子從陰極逸出時最大初動能越大，所以本題中可以改用比綠光光子能量更大的紫光、藍(lán)光照射，以增大光電子從陰極逸出時的最大初動能12.(2018濟(jì)南模擬)如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖象由圖象可知()A該金屬的逸出功等于EB該金屬的逸出功等于h0C入射光的頻率為20時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為ED入射光的頻率為時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為解析：選ABC.由愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0知，當(dāng)0時W0Ek，故W0E，A項(xiàng)正確；而Ek0時，hW0即W0h0，B項(xiàng)正確；入射光的頻率為20時產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ekm2h0h0h0E，C項(xiàng)正確；入射光的頻率為時，不會發(fā)生光電效應(yīng)，D錯誤13產(chǎn)生光電效應(yīng)時，關(guān)于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的是()A對于同種金屬，Ek與照射光的強(qiáng)度無關(guān)B對于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比C對于同種金屬，Ek與照射光的時間成正比D對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系解析：選AD.發(fā)生光電效應(yīng)，一個電子獲得一個光子的能量，EkhW0，所以Ek與照射光的強(qiáng)度無關(guān)，與光照射的時間無關(guān)，A正確，C錯誤；由EkhW0hW0可知Ek與并非成反比關(guān)系，B錯誤；由EkhW0可知，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系，D正確14(2018陜西師大附中檢測)用a、b兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板，發(fā)現(xiàn)當(dāng)a光照射時驗(yàn)電器的指針偏轉(zhuǎn)，b光照射時指針未偏轉(zhuǎn)，以下說法正確的是 ()A增大a光的強(qiáng)度，驗(yàn)電器的指針偏角一定減小Ba光照射金屬板時驗(yàn)電器的金屬小球帶負(fù)電Ca光在真空中的波長小于b光在真空中的波長D若a光是氫原子從n4的能級向n1的能級躍遷時產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n5的能級向n2的能級躍遷時產(chǎn)生的解析：選CD.增大a光的強(qiáng)度，從金屬板中打出的光電子數(shù)增多，驗(yàn)電器帶電荷量增大，指針偏角一定增大，A錯誤；a光照射到金屬板時發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，從金屬板中打出電子，金屬板帶正電，因此，驗(yàn)電器的金屬小球帶正電，B錯誤；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，因此a光的頻率大于b光的頻率，a光在真空中的波長小于b光在真空中的波長，C正確；氫原子從n4的能級向n1的能級躍遷時產(chǎn)生的光子能量大于氫原子從n5的能級向n2的能級躍遷時產(chǎn)生的光子能量，D正確