2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：43 光电效应 波粒二象性

试卷更新日期：2020-10-30 类型：一轮复习

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一、单选题

  • 1. 2019年，我国科学家潘建伟领衔的中国“墨子号”量子科学实验卫星科研团队获得了克利夫兰奖，则下列说法正确的是（   ）
    A、光量子理论是由普朗克首先提出的 B、光的频率越高，光子的能量就越大 C、当光照时间足够长时，任何一种金属都能发生光电效应 D、氢原子从高能级向低能级跃迁时，可以放出任意频率的光子

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  • 2. 关于光的本质下列说法正确的是（   ）
    A、在光电效应现象中，光不具有波动性 B、在光的干涉、衍射现象中，光不具有粒子性 C、在任何情况下，光都既具有波动性、同时又具有粒子性 D、光的波动性和粒子性是相互矛盾的

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  • 3. 关于光电效应，有如下几种陈述，其中正确的是（     ）
    A、金属电子的逸出功与入射光的频率成正比 B、光电流的强度与入射光的强度无关 C、用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大 D、对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应

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  • 4. 下面关于光的波粒二象性的说法中，不正确的说法是（   ）
    A、大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性 B、频率越小的光其粒子性越显著，频率越大的光其波动性越显著 C、光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性 D、光既具有波动性，又具有粒子性

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  • 5. 随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（   ）
    A、光子能量更大 B、衍射更明显 C、传播速度更大 D、波长更长

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  • 6. 已知金属甲发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系如直线1所示。现用某单色光照射金属甲的表面，产生光电子的最大初动能为 E1 ，若用同样的单色光照射乙表面，产生的光电子的最大初动能为 E2 ，如图所示，则金属乙发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系图应是（   ）

    A、a B、b C、c D、a、b、c 都可能

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  • 7. 如图所示是光电管的原理图，已知当波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（   ）

    A、若换用波长为λ2（λ2＜λ0）的光照射阴极K时，电路中一定有光电流 B、若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生 C、若换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流 D、若增加图中光电管两极间的电压，电路中光电流一定增大

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  • 8. 某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，若光的频率不变而强度减弱，以下说法正确的是（   ）
    A、逸出的电子最大初动能减小 B、逸出的电子最大初动能增大 C、单位时间内逸出的电子数减少 D、光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出

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  • 9. 如图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 v 的关系图像。下述错误的是（   ）

    A、该金属的逸出功等于 E−hv0 B、该金属的逸出功等于 hv0 C、入射光的频率为 0.5v0 时，不能产生光电效应 D、入射光的频率为 2v0 时，产生的光电子的最大初动能为 E

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  • 10. 如图所示，为一光电管电路，滑动变阻器触头位于ab上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的可能措施有（   ）

    A、加大照射光的强度 B、换用频率高的光照射 C、将P向a滑动 D、将电源正、负极对调

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  • 11. 从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压 UC （即图1 所示的电路中电流表G 的读数减小到零时加在电极K 、A 之间的反向电压）与入射光的频率 ν ，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的 UC −ν 图像如图2 所示．下列说法正确的是（   ）

    A、该金属的截止频率约为4.27× 1014 Hz B、该金属的截止频率约为5.50× 1014 Hz C、该图线的斜率为普朗克常量 D、该图线的斜率为这种金属的逸出功

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二、多选题

  • 12. 某同学在研究光电效应时测得不同光照射到同一光电管时得到的光电流与电压的关系图象如图所示。则下列有关说法中正确的是（    ）

    A、光线1、3为同一色光，光线3的光强更强 B、不加电压时，光线2可能比光线1得到的光电流大 C、不断增大光电管两端的电压，光电流强度将先增大后不变 D、光线1、2为不同色光，光线2的频率较大

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  • 13. 图甲是光电效应的实验装置（电源的正负极可调换），图乙是用同一光电管在不同实验条件下得到的光电流与加在光电管两端电压关系图像，下列说法正确的是（   ）

     
    A、由图线①③可知对于某种确定的金属来说，光电子的最大初动能与光强无关 B、由图线①②③可知对于某种确定的金属来说，入射光的频率越大其遏制电压越大 C、图甲中当某频率的光入射时，电流表有示数，把滑动变阻器向右滑动时，电流表示数一定变大 D、A、K间加反向电压时，直流电源左侧应是电源的正极

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  • 14. 在如图所示的光电管实验中（电源正负极可以对调），用同一光电管得到了三条单色光的光电流与电压之间的关系曲线（图中的甲光、乙光、丙光）。下列说法中正确的有（   ）

    A、同一光电管对不同颜色的单色光有各自不同的截止频率 B、只要电流表 G 中有电流通过，光电管中就一定发生了光电效应 C、由于甲光和乙光有共同的 U02 ，可以确定甲光和乙光是同一种色光 D、电流表 G 的电流方向可以是由 a 流向 b ，也可以是由 b 流向 a

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  • 15. 实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是（   ）
    A、β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 B、人们利慢中子衍射来研究晶体的结构 C、人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 D、光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关

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  • 16. 某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，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电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能Ek。现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2 ， 设电子质量为m、电荷量为e，则下列关系式中正确的是（   ）

    A、用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度 v=2eU1m B、阴极K金属的逸出功 W0=e(U1v2−U2v1)v1−v2 C、阴极K金属的极限频率 vc=U1v2−U2v1U1−U2 D、普朗克常量 h=e(U1−U2)v2−v1

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  • 17. 某同学在研究某金属的光电效应现象时，发现该金属逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率v的关系如图所示。若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为a和－b，已知电子所带电荷量为e，由图象可以得到（   ）

    A、该金属的逸出功为a B、普朗克常量为 ba C、当入射光的频率为2a时，逸出光电子的最大初动能为b D、当入射光的频率为3a时，遏止电压为 2be

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三、填空题

  • 18. 如图所示为氢原子的能级图，莱曼线系是氢原子从n=2，3，4，5……激发态跃迁到基态时辐射的光谱线系，辐射出光子的最小频率为 ， 该光子被某种金属吸收后，逸出的光电子最大初动能为Ek ， 则该金属的逸出功为。已知普朗克常量为h，氢原子处于基态时的能级为E1。

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四、综合题

  • 19. 氢原子处于基态时，原子的能量为E1=－13.6eV，当处于n=3的激发态时，能量为E3=－1.51eV，则（普朗克常量h=6.63× 10−34 J·s）：
    (1)、当氢原子从n=3的激发态跃迁到n=1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？
    (2)、若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？
    (3)、若有大量的氢原子处于n=3的激发态，则在跃迁过程中最多能释放出几种频率的光子？其中波长最长是多少？

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  • 20. 在光电效应中，电子获得光子的能量后最终成为光电子，其中一部分能量用于克服金属的阻碍做功，剩下的能量就是光电子的初动能。能量E=6.0eV的光子照射某金属表面后，逸出光电子的最大初动能Ek=2.5eV，已知h=6.6×10-24J·s，元电荷电量e=1.6×10-19C。求：
    (1)、该金属的逸出功W。
    (2)、该条件下的截止电压U。
    (3)、该金属发生光电效应的极限频率 ν0 。（结果保留2位有效数字）

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  • 21. 光照射金属铝时，能发生光电效应的最大波长为 λ0 。当用波长为 λ 的光照射铝时发生光电效应，测得遏止电压为Uc，已知光速为c，光电子的电量为e。求
    (1)、光电子的最大初动能 Ek ；
    (2)、普朗克常量h。

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  • 22. 图甲为利用光电管研究光电效应的电路图，其中光电管阴极K的材料是钾，钾的逸出功为 W0=3.6×10−19J 。图乙为实验中用某一频率的光照射光电管时，测量得到的光电管伏安特性曲线，当 U=−2.5V 时，光电流刚好截止。已知 h=6.6×10−34J⋅s ， e=1.6×10−19C 。求

    (1)、本次实验入射光的频率是多少？
    (2)、当 U'=2.5V 时，光电子到达阳极A的最大动能是多少？

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  • 23. 用如图所示的装置研究光电效应现象。用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表的示数不为零；移动滑动变阻器的滑动触头，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0。

    (1)、光电子的最大初动能是多少？遏止电压为多少？
    (2)、光电管阴极的逸出功又是多少？
    (3)、当滑动触头向a端滑动时，光电流变大还是变小？
    (4)、当入射光的频率增大时，光电子最大初动能如何变化？遏止电压呢？

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