2020年高考物理复习 知能演练提升 第十三章 第二讲 每课一测（通用）

每课一测 1下列说法正确的是()A有的光是波，有的光是粒子B光子与电子是同样的一种粒子C光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D射线具有显著的粒子性，而不具有波动性解析：从光的波粒二象性可知：光是同时具有波粒二象性的，只不过在有的情况下波动性显著，有的情况下粒子性显著。光的波长越长，越容易观察到其显示波动特征。光子是一种不带电的微观粒子，而电子是带负电的实物粒子，它们虽然都是微观粒子，但有本质区别，故上述选项中正确的是C。答案：C2利用光子说对光电效应的解释，下列说法正确的是()A金属表面的一个电子只能吸收一个光子B电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子C金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的能量才能从金属表面逸出D无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累了能量后，总能逸出成为光电子解析：根据光子说，金属的一个电子一次只能吸收一个光子，若所吸收的光子频率大于金属的极限频率，电子逃离金属表面，成为光电子，且光子的吸收是瞬时的，不需要时间的积累，若所吸收的光子能量小于逸出功(光子频率小于金属的极限频率)，则电子不能逃离金属表面，不能成为光电子。答案：A3(2020江苏高考)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中(如图1)，符合黑体辐射实验规律的是()图1解析：黑体辐射的强度随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以A正确。答案：A4入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，下列说法中正确的是()A有可能不发生光电效应B从光照射到金属表面上至发射出光电子之间的时间间隔将明显增加C逸出的光电子的最大初动能将减小D单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少解析：由光电效应方程EkhW可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光强没有关系，但入射光的强度减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，选项A、C均错而D正确；光电效应具有瞬时性，选项B错误。答案：D5.如图2是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图像。由图像可知()A该金属的逸出功等于EB该金属的逸出功等于hcC入射光的频率为2c时，产生的光电子的最大初动能为E图2D入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为解析：由图并结合EkhW0得EkhE。故逸出功W0E，故选项A对；当Ek0时，c，故Ehc，故选项B对；2c时，可得出EkE，故选项C对；当入射光的频率为时，不发生光电效应，故选项D错。答案：ABC6.如图3所示是光电管的原理图，已知当有波长为0的光照射到阴极K上时，电路中有光电流，则()A若换用波长为1(10)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B若换用波长为2(20)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大图3D若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生解析：用波长为0的光照射阴极K，电路中有光电流，说明入射光的频率大于金属的极限频率，换用波长为1的光照射阴极K，因为10，根据可知，波长为1的光的频率不一定大于金属的极限频率，因此不一定能发生光电效应现象，A错误；同理可以判断，B正确；光电流的大小与入射光的强度有关，在一定频率与强度的光照射下，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U的增加而增大，当U大到一定程度时，光电流达到饱和值，这时即使再增大U，在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增加，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流，增大电源电压，若光电流达到饱和值，则光电流也不会增大，C错误；将电源极性反接，若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功，电路中仍有光电流产生，D错误。答案：B7.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图4所示。则这两种光()A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大图4解析：爱因斯坦光电效应方程|eUc|mv2hW，由图像可知|Uc2|Uc1|，则两种光的频率ab，选项A错误；由两种光的频率关系得，ab，根据双缝干涉条纹间距公式x可知，a光的相邻条纹间距大，选项C正确；同理可知nanb，选项D错误；由sin C得，CaCb，选项B正确。答案：BC8金属晶体中晶格大小的数量级约为1010 m。电子经加速电场加速，形成一电子束。电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图案，则这个加速电场的电压约为_V。解析：当电子运动的德布罗意波波长与晶格大小差不多时，可以得到明显的衍射图案，由此可以估算加速电场的电压。若加速电场电压为U，则电子加速获得动能EkeU，电子的动量p，电子的德布罗意波波长。加速电场电压UV1.5102 V。答案：1.51029(2020全国高考)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为_。若用波长为(0)的单色光做该实验，则其遏止电压为_。已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h。解析：设金属的截止频率为0，则该金属的逸出功W0h0h；对光电子，由动能定理得eU0hW0，解得U0。答案： (写为也可)10普朗克常量h6.631034Js，铝的逸出功W06.721019J，现用波长200 nm的光照射铝的表面(结果保留三位有效数字)。(1)求光电子的最大初动能；(2)若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动，求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值(电子所受的重力不计)。解析：(1)由EkhW0hW0，代入数据解得Ek3.231019J(2)增加的电势能来自系统损失的动能，当两电子的速度相等时电势能最大，由动量守恒mv02mv损失的动能：Ekmv(2m)v21.621019 J所以，电势能增加的最大值为1.621019 J答案：(1)3.231019 J(2)1.621019 J11.如图5所示为对光电管产生的光电子进行比荷测定的原理图，两块平行金属板间距离为d，其中N为锌板，受紫外光照射后将激发出沿不同方向运动的光电子，开关S闭合，电流表A有读数，若调节变阻器R，逐渐增大极板间的电压，A表读数逐渐减小，当电压表示 图5数为U时，A表读数恰为零；断开S，在MN间加上垂直于纸面的匀强磁场，当磁感应强度为B时，A表读数也为零。求光电子的比荷e/m的表达式。解析：A表读数为零，表明这时具有最大初动能的逸出的光电子也不能达到M板，有eUmv，断开S，在MN间加匀强磁场，若以最大速率运动的光电子做半径为d的圆周运动时，则A表读数也恰为0，故有Rd，。答案：12用功率P01 W的光源，照射离光源r3 m处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长663 nm的单色光，试计算：(1)1 s内打到金属板1 m2面积上的光子数；(2)若取该金属原子半径r10.51010m，则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子？解析：离光源r3 m处的金属板每 m2面积上单位时间内接收的光源E0P0t/(4r2)8.85103 J每个光子的能量Eh31019J。所以，每秒接收的光子数n 个2.951016个。(2)每个原子的截面积为S1r7.851021m2把金属板看成由原子密集排列组成的，则面积S1上接收的光的功率P8.851037.851021 W6.951023 W每两个光子落在原子上的时间间隔ts4 317 s。答案：(1)2.951016个(2)4 317 s