《高考调研》高考物理大一轮复习题组层级快练第十二单元 近代物理初步 作业51 含答案.docx

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《高考调研》高考物理大一轮复习题组层级快练第十二单元近代物理初步作业51含答案

——教学资料参考参考范本——

《高考调研》高考物理大一轮复习题组层级快练：

第十二单元近代物理初步作业51含答案

______年______月______日

____________________部门

一、选择题

1．（20xx·江苏）波粒二象性时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

答案　AB

解析　光电效应说明光的粒子性，所以选项A正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以选项B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即选项C错误；根据德布罗意波长公式λ＝，p2＝2mEk，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以选项D错误．

2．（20xx·广东）在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（　　）

A．增大入射光的强度，光电流增大

B．减小入射光的强度，光电效应现象消失

C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应

D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大

答案　AD

解析　增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数增加，则光电流增大，选项A正确；光电效应能否发生与照射光频率有关，与照射光强度无关，选项B错误；改用频率较小的光照射时，如果光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，否则，不能发生光电效应，选项C错误；光电子的最大初动能Ek＝hν－W0，故改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大，选项D正确．

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

答案　A

解析　逸出功W0＝hν0，W0∝ν0，选项A正确；只有照射光的频率ν大于金属极限频率ν0，才能产生光电效应现象，选项B错误；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，选项C错误；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，选项D错误．

4．（20xx·上海）某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料（　　）

材料

钠

铜

铂

极限波长（nm）

541

268

196

A．仅钠能产生光电子　　　B．仅钠、铜能产生光电子

C．仅铜、铂能产生光电子D．都能产生光电子

答案　D

解析　根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长有小于100nm，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故选项D正确，选项A、B、C错误．

5．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为νc，则（　　）

A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子

B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνc

C．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大

D．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

答案　AB

解析　入射光的频率大于金属的极限频率，照射该金属时一定能发生光电效应，选项A正确；金属的逸出功为W＝hνc，又根据爱因斯坦光电效应方程mv2＝hν－W，当入射光的频率为2νc时，其光电子的最大初动能为mv2＝2hνc－hνc，所以选项B正确；若当入射光的频率由2νc增大一倍变为4νc时，其光电子的最大初动能为mv2＝4hνc－hνc＝3hνc，显然不是随着增大一倍，选项D错误；逸出功是金属本身对金属内电子的一种束缚本领的体现，与入射光的频率无关，选项C错误．综上所述选项A、B正确．

6．如图所示，一验电器与锌板相连，现用一紫外线灯照射锌板，关灯后指针仍保持一定偏角，下列判断中正确的是（　　）

A．用一带负电（电量较少）的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大

B．用一带负电（电量较少）的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将减小

C．若改用强度更大的紫外线灯照射锌板，验电器指针偏角将比原来大

D．若改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器指针一定偏转

答案　BC

解析　根据光电效应的原理可知锌板带正电，用带负电的小球与锌板接触会中和一部分锌板上的电荷，使锌板上的电荷量减少，同时验电器上的电荷量也减少，所以验电器指针偏角将减小，选项B正确，选项A错误；使验电器的指针回到零后，改用强度更大的紫外线灯照射锌板，会有更多的电子从锌板逸出，锌板带的电荷量更多，验电器张角更大，选项C正确；改用红外线照射，不一定发生光电效应，选项D错误．

7.如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U，这一电压称为遏止电压．欲使遏止电压增大，可以采用的措施为（　　）

A．增大黄光强度B．延长照射时间

C．改用蓝光照射D．改用红光照射

答案　C

解析　根据Uce＝Ek，Ek＝hν－W0，改用蓝光照射频率增大，光电子最大初动能也增大，遏止电压增大．

8．三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子．已知三种光线的波长λ甲>λ乙>λ丙，则（　　）

A．用入射光甲照射金属b，可能发生光电效应

B．用入射光丙照射金属b，一定发生光电效应

C．用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应

D．用入射光乙和丙同时照射金属a，一定发生光电效应

答案　BD

解析　由c＝λν和λ甲>λ乙>λ丙得ν甲<ν乙<ν丙．光乙能使金属b恰能发生光电效应，所以光甲不能使金属b发生光电效应，而光丙能，选项A错误，选项B正确，同理选项C错误，选项D正确．

9.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．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

答案　BC

解析　由图可知b光照射时对应遏止电压UC2大于a光照射时的遏止电压UC1.因qU＝mv2，而hν＝W＋mv2，所以b光照射时光电子最大初动能大，选项A错误，且可得νb>νa，λb<λa，故选项D错误，选项C正确．b光折射率大于a光折射率，所以a光临界角大，选项B正确．

10．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ν变化的Ek－ν图像，已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.24eV，若将二者的图线画在同一个Ek－ν坐标图中，用实线表示钨、虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是（　　）

答案　B

解析　依据光电效应方程Ek＝hν－W可知，Ek－ν图线的斜率代表了普朗克常量h，因此钨和锌的Ek－ν图线应该平行．图线的横截距代表了极限频率ν0，而ν0＝，因此钨的ν0大些．综上所述，B图正确．

11．N为钨板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属钨的逸出功为4.5eV.现分别用不同能量的光子照射钨板（各光子的能量已在图上标出），那么如图中，没有光电子到达金属网的是（　　）

答案　AC

解析　加反向电压时，只要入射光子的能量hν≥W0＋eU，即有光电子到达金属网，将各数值代入上式可判选项D中光电子能到达金属网；选项B加正向电压，且入射光电子能量大于逸出功，所以有光电子到达金属网．综上所述，选项A、C符合题意．

12．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意如图．用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应．换用同样频率ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）（　　）

A．U＝－B．U＝－

C．U＝2hν－WD．U＝－

答案　B

解析　根据题目信息可知，普通光源照射时，电子只能吸收一个光子而成为自由电子，但激光照射时，电子则可以吸收多个光子而成为自由电子，设电子吸收了n个光子，即nhν－W＝Ek，当光电子在反向电压的作用下使光电流减小到0时，有Ek＝eU，联立可得U＝，B项正确．

二、非选择题

13．（20xx·江苏）几种金属的逸出功W0见下表：

金属

钨

钙

钠

钾

铷

W0/（10－19J）

7.26

5.12

3.66

3.60

3.41

由一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长的范围为4.0×10－7～7.6×10－6m，普朗克常数h＝6.63×10－34J·s.

答案　钠、钾、铷能发生光电效应

解析　光子的能量E＝，当λ＝4.0×10－7m时，E＝5.0×10－19J.

根据E>W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．

14．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过Ⓖ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＝6.63×10－34J·s.结合图像，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．

答案　

（1）4.0×1012个　9.6×10－20J　

（2）0.66μm

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＝1.6×10－19C×0.6V＝9.6×10－20J.

（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＝0.66μm.

15．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.

甲　　　　　　　　　　乙

（1）图甲中电极A为光电管的______（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.

答案　

（1）阳极

（2）（5.12～5.18）×1014　（3.39～3.43）×10－19　（3）（1.21～1.25）×10－19

解析　

（1）电路图为利用光电管产生光电流的实验电路，光电子从K极发射出来，故K为光电管的阴极，A为光电管的阳极．

（2）遏止电压对光电子做负功，有eUc＝Ek＝hν－W0，结合图像，当Uc＝0时，极限频率ν0＝5.15×1014Hz，故逸出功W0＝hν0＝3.41×10－19J.

（3）光电子的最大初动能Ek＝hν－W0＝hν－hν0＝1.23×10－19J.