2019-2020年高考物理一轮复习 梯级演练 强技提能 2波粒二象性 沪科版选修3-5.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 梯级演练 强技提能 2波粒二象性 沪科版选修3-51.(多选)(xx哈尔滨模拟)用频率为1的单色光照射某种金属表面,发生了光电效应现象。现改为频率为2的另一单色光照射该金属表面,下面说法正确的是()A.如果21,能够发生光电效应B.如果21,逸出光电子的最大初动能增大D.如果21,逸出光电子的最大初动能不受影响2.(多选)(xx海南高考)产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能Ek,下列说法正确的是()A.对于同种金属,Ek与照射光的强度无关B.对于同种金属,Ek与照射光的波长成反比C.对于同种金属,Ek与光照射的时间成正比D.对于同种金属,Ek与照射光的频率成线性关系E.对于不同种金属,若照射光频率不变,Ek与金属的逸出功成线性关系3.(多选)甲、乙两种金属发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光频率间的函数关系分别如图中的、所示。下列判断正确的是()A.与不一定平行B.乙金属的极限频率大C.图像纵轴截距由入射光强度判定D.、的斜率是定值,与入射光和金属材料均无关系4.用波长为2.010-7m的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的动能是4.710-19J。由此可知,钨的极限频率是(普朗克常量h=6.6310-34Js,光速c=3.0108m/s,结果取两位有效数字)()A.5.51014HzB.7.91014HzC.9.81014HzD.1.21015Hz5.在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。则可判断出()A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能6.如图甲,合上开关,用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极K,发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60V时,电流表读数仍不为零,当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零。把电路改为图乙,当电压表读数为2V时,则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为()A.1.5eV0.6eVB.1.7eV1.9eVC.1.9eV2.6eVD.3.1eV4.5eV7.(2011新课标全国卷)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(1时能够发生光电效应,21时逸出光电子的最大初动能增大,C正确,D错误。【加固训练】(多选)(xx广州模拟)如图是某金属在光的照射下,光电子最大初动能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h0C.入射光的频率为20时,产生的光电子的最大初动能为2ED.入射光的频率为时,产生的光电子的最大初动能为【解析】选A、B。由光电效应方程h=W+Ek得Ek=h-W。若=0,则W=-Ek=-E,A对。由逸出功的意义知W=h0,B对。由光电效应方程得,当加倍或减半时,Ek不会加倍或减半,C、D均错。2.【解析】选A、D、E。由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0可知,Ek与入射光的强度无关,选项A正确;Ek与入射光的频率成线性关系,与波长不是成反比的关系,选项B错误、D正确;由于电子一次性吸收光子的全部能量,Ek与光照射的时间无关,选项C错误;对于不同金属,若照射光的频率不变,由光电效应方程可知,Ek与金属的逸出功成线性关系,选项E正确。3.【解题指南】由Ek=h-W0知：h为图线斜率,-W0为截距。【解析】选B、D。由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0知,图线的斜率为普朗克常量h,故与一定平行,A错误,D正确;图线与横轴的交点为极限频率,B正确;图线纵轴的截距表示逸出功的大小,逸出功的大小由金属本身决定,C错误。【加固训练】用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应,可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek-图像,已知钨的逸出功是3.28eV,锌的逸出功是3.34eV,若将二者的图线画在同一个Ek-坐标系中,如图所示,用实线表示钨、虚线表示锌,则正确反映这一过程的是()【解析】选A。根据光电效应方程Ek=h-W0可知,Ek-图线的斜率代表普朗克常量h,因此钨和锌的Ek-图线应该平行,图线的横截距代表极限频率0,而0= ,因此钨的0小些。故正确答案为A。4.【解析】选B。根据光电效应方程Ekm=h-W0,在恰好发生光电效应时最大初动能为0,有h0=W0,且c=,化简得0=-=7.91014Hz,故B正确。5.【解析】选B。由图像知甲光、乙光对应的遏止电压Uc2相等,且小于丙光对应的遏止电压Uc1,所以甲光和乙光对应的光电子最大初动能相等且小于丙光的光电子最大初动能,故D项错误;根据爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0知甲光和乙光的频率相等,且小于丙光的频率,故A错误、B正确;而截止频率是由金属决定的,与入射光无关,故C错误。6.【解析】选C。用光子能量h=2.5eV的光照射阴极,电流表读数不为零,则能发生光电效应,当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零,则电子不能到达阳极,由动能定理-eU=0-m知,最大初动能Ek=eU=0.6eV,由光电效应方程h=Ek+W0知W0=1.9eV,对题图乙当电压表读数为2V时,电子到达阳极的最大动能Ek=Ek+eU=0.6eV+2eV=2.6eV。故C正确。7.【解析】由W0=h0=h,又eU=Ek,且Ek=h-W0,=,所以U=(-)=。答案：h8.【解析】(1)由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0和动能定理-eUc=0-Ek可得Uc=-,遏止电压Uc与入射光的频率有关,与光强无关。由发生光电效应的规律可知,光电流与光的强度有关,光越强,光电流越强,所以选项C正确。(2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,由于光电子在从金属表面逸出的过程中,要受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功),所以在光电子从金属表面逸出的过程中,其动量减小。答案：(1)C(2)减小光电子从金属表面逸出的过程中要受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)9.【解析】(1)被光照射的金属将有光电子逸出,故K是阴极,逸出功与极限频率的关系为W0=h0。(2)根据光电效应方程可知,逸出的光电子的最大初能为h-h0,经过电场加速获得的能量为eU,所以到达阳极的光电子的最大动能为h-h0+eU,随着电压增加,单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多,但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时,再增大电压,也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多。所以,电流表的示数先是逐渐增大,直至保持不变。(3)从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速,被电场消耗的动能为eUc,如果h-h0=eUc,就将没有光电子能够到达阳极,所以Uc=。(4)要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量,就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数,所以只有A正确。答案：(1)Kh0(2)h-h0+eU逐渐增大,直至保持不变(3)4)A【总结提升】应用光电效应方程时的注意事项(1)每种金属都有一个截止频率,光频率大于这个截止频率才能发生光电效应。(2)截止频率是发生光电效应的最小频率,对应着光的极限波长和金属的逸出功,即h0=h=W0。(3)应用光电效应方程Ek=h-W0时,注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1eV=1.610-19J)。(4)作为能量守恒的一种表达式可以定性理解方程h=W0+mv2的意义：即入射光子的能量一部分相当于转换在金属的逸出功上,剩余部分转化为光电子的动能。对某种金属来说W0为定值,因而光子频率决定了能否发生光电效应及光电子的初动能大小。每个光子的一份能量h与一个光电子的动能mv2对应。10.【解析】(1)光电流达到饱和时,阴极发射的光电子全部到达阳极A,阴极每秒钟发射的光电子的个数n=4.01012(个)光电子的最大初动能为：Ekm=eU0=1.610-19C0.6V=9.610-20J(2)设阴极材料的极限波长为0,根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=h-h代入数据得0=0.6610-6m答案：(1)4.01012个9.610-20J(2)0.6610-6m