发布时间 : 星期三 文章2014高考物理复习大一轮题库-13.2波粒二象性更新完毕开始阅读
13.2 波粒二象性
1．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是( )． A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出 C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关 D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应
解析 光电效应是光(包括不可见光)照射金属使其逸出电子的现象，因此硅光电池是把 光能转化为电能的一种装置，选项A正确；根据光电效应规律知，大于一定频率的光才 能被电子吸收而发生光电效应，电子的最大初动能与入射光的频率有关． 答案 A
2．光电效应的实验结论是：对于某种金属
( )．
A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应
C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小 D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大
1
2
解析 根据光电效应规律可知，选项A正确；根据光电效应方程2mvm＝hν－W0知，频 率ν越高，初动能就越大，选项D正确． 答案 AD
3．关于光电效应，下列说法正确的是
( )．
A．极限频率越大的金属材料逸出功越大
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小 D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
解析 逸出功W0＝hνc，W0∝νc——极限频率，A正确；只有照射光的频率ν大于金属极 限频率νc，才能产生光电效应现象，B错；由光电效应方程Ekm＝hν－W0知，因ν不确 定时，无法确定Ekm与W0的关系，C错；光强E＝nhν，ν越大，E一定，则光子数n越 小，单位时间内逸出的光电子数就越少，D错． 答案 A
4．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了三条光电流与电压
之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图1－2－5所示．则可判断出
( )．
图1－2－5
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
解析 由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率相同，A项错误；丙光对应的反向截止电压较 大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C、D均错，只有B项正确． 答案 B
5. 研究光电效应的电路如图1－2－6所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中，正确的是
( )．
图1－2－6
解析 虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以截止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C. 答案 C
6．光电效应实验中，下列表述正确的是 A．光照时间越长光电流越大 B．入射光足够强就可以有光电流 C．遏止电压与入射光的频率有关
D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
解析 由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eUc＝Ek＝hν Ek为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光频率)．－W0(其中Uc为遏止电压，由 以上分析知，A、B错误，C、D正确． 答案 CD
7．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是
( )．
( )．
A．改用频率更小的紫外线照射 B．改用X射线照射
C．改用强度更大的原紫外线照射 D．延长原紫外线的照射时间
解析 金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率，X射线的频率大于紫外线的频 率． 答案 B
8.如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指针归零．用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带________电(选填“正”或“负”)；若改用红外线重复以上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率________红外线的频率(选填“大于”或“小于”)．
解析 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因锌板被紫外线照射后发生电效应射出电子而带正电，故橡胶棒的负电荷与锌板正电荷中和一部分后，验电器指针偏角变小，用红外线照射锌
板，验电器指针偏角不变，说明锌板未发生光电效应，说明锌板的极限频率大于红外线的频率．
答案 正 大于
9．用功率P0＝1 W的光源，照射离光源r＝3 m处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长λ＝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r1＝0.5×10－10m，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？
10.某同学采用如图所示的实验电路研究光电效应，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，此时电压表的示数U称为反向遏止电压．根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能．现分别用ν1和ν2的单色光e
照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U1和U2，设电子的比荷为m，求：
(1)阴极K所用金属的极限频率； (2)用题目中所给条件表示普朗克常量h.
解 (1)由于阳极A和阴极K之间所加电压为反向电压，根据动能定理． 11
1，－eU2＝0－2mv22 －eU1＝0－2mv2
根据光电效应方程
11
1＝hν1－W0，2mv22＝hν2－W0 2mv2
其中W0＝hνc