2021高考物理大一轮复习课时跟踪检测(三十八) 光电效应 波粒二象性

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课时跟踪检测（三十八） 光电效应 波粒二象性

[A级——基础小题练熟练快]

1．(多选)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．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构

解析：选ACD 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，故A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，体现的是β射线的粒子性，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子具有波动性，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子具有波动性，故D正确。

2．(多选)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时一定能产生光电子

解析：选CD 光电流的大小只与单位时间内通过单位面积的光电子数目有关，而与光照时间的长短无关，选项A错误；无论光照强度多大，光照时间多长，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故选项B错误；遏止电压即反向截止电压，eUc＝hν－W0，与入射光的频率有关，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，则遏止电压越大，故选项C正确；无论光照强度多小，光照时间多短，只要光的频率大于极限频率就能产生光电效应，即一定能产生光电子，故选项D正确。

3．(多选)(2017·全国卷Ⅲ)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和

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Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是( )

A．若νa>νb，则一定有Uaνb，则一定有Eka>Ekb C．若Ua

D．若νa>νb，则一定有hνa－Eka>hνb－Ekb

解析：选BC 设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大，B项正确；又Ek＝eU，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有eU＝hν－W，遏止电压U随ν增大而增大，A项错误；又有hν－Ek＝W，W相同，则D项错误。

4．(2020·山东省滨州模拟)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 C．能量

B．频率 D．动量

1

解析：选A 由爱因斯坦光电效应方程mvm2＝hν－W0，又由W0＝hν0，可得光电子的

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最大初动能mvm2＝hν－hν0，由于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子

2的最大初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量，B、C、D错误；又由c＝λf可知光电子频率较小时，波长较大，A正确。

5．(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为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 解析：选AB 该金属的截止频率为νc，则可知逸出功W0＝hνc，故当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子，且此时产生的光电子的最大初动能Ek′＝2hνc－W0＝hνc，故A、B正确；逸出功由金属自身的性质决定，与照射光的频率无关，故C错误；

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由光电效应方程Ek＝hν－W0可知，D错误。

6．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应。对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定相同的是( )

A．遏止电压

C．光电子的最大初动能

B．饱和光电流 D．逸出功

解析：选B 同一种单色光照射不同的金属，入射光的频率和光子能量一定相同，金属逸出功不同，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一种单色光照射，入射光的强度相同，所以饱和光电流相同。故选项B正确。

7.如图所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，则下列说法中正确的是( )

A．A光的频率小于B光的频率 B．A光的入射强度大于B光的入射强度

C．A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b

D．A光照射光电管时流过电流表G的电流大小取决于光照时间的长短

解析：选C 由光电效应实验规律知A、B错误，A光照射光电管时，光电子从阴极射出，光电子从b流过电流表G到a的，所以电流方向是a流向b，而且流过电流表G的电流大小取决于光的入射强度，与光照时间的长短无关，故C正确，D错误。

8．(2019·济南模拟)关于下列四个实验，下列说法中正确的是( )

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A．图甲中紫光照射到锌板上可以发生光电效应，则其他可见光照射到锌板上也一定可以发生光电效应

B．图乙中入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大 C．图丙说明光子既有粒子性也有波动性

D．戴维孙和汤姆孙利用图丁证明了电子具有波动性

解析：选D 在可见光中，紫光的频率最大，故紫光光子的能量最大，紫光照射到锌板上可以发生光电效应，但其他可见光照射到锌板上不一定发生光电效应，A错误；入射光的强度只能改变单位时间内逸出光电子的数量，但不能增大逸出光电子的最大初动能，B错误；光的散射揭示了光的粒子性，没有揭示光的波动性，C错误；衍射是波特有的现象，故电子束衍射实验证明了电子具有波动性，D正确。

9.(2020·广东省中山模拟)如图所示，实验中分别用波长为λ1、λ2的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，设电子的质量为m，带电荷量为e，真空中的光速为c，下列说法正确的是( )

A．若λ1>λ2，则U1>U2

B．根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率 C．用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU1 D．入射光的波长与光电子的最大初动能成正比

hc

解析：选C 根据爱因斯坦光电效应方程，有：－W0＝Ekm＝eUc，因此若λ1＞λ2，

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则U1＜U2，故A错误；根据

hchc

－W0＝eU1；－W0＝eU2，其中的W0＝hνc，三式联立可求

λ1λ2

hc

解h和νc，选项B错误；用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU1，选项C正确；根据－

λW0＝Ekm可知入射光的波长与光电子的最大初动能不成正比，故D错误。

10.研究光电效应规律的实验装置如图所示，用频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生。由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动。光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出。当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压Uc，在下列表示光电效应实验规律的图像中，错误的是( )

解析：选B 由光电效应规律可知，光电流的强度与光强成正比，光射到金属上时，光电子的发射是瞬时的，不需要时间积累，故A、D图像正确；从金属中发出的光电子，在反向电压作用下做减速运动，随着反向电压的增大，到达阳极的光电子数减少，故C图像正确；由光电效应方程可知：hν＝hν0＋Ekm，而eUc＝Ekm，所以有hν＝hν0＋eUc，由此可知，B图像错误。

[B级——增分题目练通抓牢]

11.(2019·山西省太原市三模)如图所示，在研究光电效应的实验中，保持P的位置不变，用单色光a照射阴极K，电流计G的指针不发生偏转；改用另一频率的单色光b照射K，电流计的指针发生偏转，那么( )

A．增加a的强度一定能使电流计的指针发生偏转