2020届高考物理一轮复习 第13章 4 第三节 光电效应 波粒二象性随堂检测巩固落实 新人教版 3页

‎4 第三节 光电效应 波粒二象性 ‎1．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们相等的物理量是(　　)‎ A．速度　 B．动能　　‎ C．动量　 D．总能量 解析：选C．根据λ＝，知电子和中子的动量相等，选项C正确．‎ ‎2．(高考江苏卷)已知钙和钾的截止频率分别为 7．73 ×1014 Hz 和5．44×1014 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的(　　)‎ A．波长　　　　　　　 B．频率 C．能量 D．动量 解析：选A．根据爱因斯坦光电效应方程mv＝hν－W．由题知W钙>W钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p＝及p＝和c＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A正确，选项B、C、D错误．‎ ‎3．用绿光照射一个光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以(　　)‎ A．改用红光照射 B．改用紫光照射 C．改用蓝光照射 D．增加绿光照射时间 解析：选BC．光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，而与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能．‎ ‎4．(2015·高考江苏卷)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有(　　)‎ A．光电效应现象揭示了光的粒子性 B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 解析：选AB．光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A正确，选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确；由德布罗意波长公式λ＝和p2＝2mEk知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D错误．‎ ‎5．如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是(　　)‎ 3‎ A．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值 B．保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大 C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大 D．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流 解析：选AC．只调换电源的极性，移动滑片P，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，则有eU＝mv，那么电压表示数为遏止电压U0的数值，故A项正确；当其他条件不变，P向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电子运动更快，由I＝得电流表读数变大，若电流达到饱和电流，则电流表示数不会增大，B项错误；只增大入射光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K不需要预热，所以D项错误．‎ ‎6．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6．63×10－34 J·s．‎ ‎(1)图甲中电极A为光电管的__________(选填“阴极”或“阳极”)；‎ ‎(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；‎ ‎(3)如果实验中入射光的频率ν＝7．00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝________J．‎ 解析：(1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的阳极．‎ ‎(2)由题图可知，铷的截止频率νc为5．15×1014 Hz，逸出功W0＝hνc＝6．63×10－34×5．15×1014 J≈3．41×10－19 J．‎ ‎(3)当入射光的频率为ν＝7．00×1014Hz时，由Ek＝hν－hνc得，‎ 3‎ 光电子的最大初动能为Ek＝6．63×10－34×(7．00－5．15)×1014 J≈1．23×10－19 J．‎ 答案：(1)阳极 ‎(2)5．15×1014[(5．12～5．18)×1014均视为正确]　3．41×10－19[(3．39～3．43)×10－19均视为正确]‎ ‎(3)1．23×10－19[(1．21～1．25)×10－19均视为正确]‎ ‎7．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0．50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6．63×10－34 J·s．结合图象，求：(结果保留两位有效数字)‎ ‎(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能．‎ ‎(2)该阴极材料的极限波长．‎ 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＝＝(个)＝4．0×1012(个)‎ 光电子的最大初动能为：‎ Ekm＝eU0＝1．6×10－‎19 C×0．6 V＝9．6×10－20 J．‎ ‎(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程：Ekm＝h－h，代入数据得λ0＝0．66 μm．‎ 答案：(1)4．0×1012个　9．6×10－20 J ‎(2)0．66 μm 3‎