2013年高考物理(人教版)一轮复习课时作业39波粒二象性

金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第1页共4页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com课时作业(三十九)(分钟：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题8分，共56分)1．某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使金属产生光电效应的是()A．延长光照时间B．增大光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射[解析]某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，所以选项A、B错误．没有发生光电效应，说明入射光的频率小于极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，减小波长，所以选项C正确，D错误．[答案]C2．光照射到金属表面上能够发生光电效应，下列关于光电效应的叙述中正确的是()A．金属的逸出功与入射光的频率成正比B．单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度无关C．逸出的光电子的初动能与光强度有关D．单位时间内逸出的光电子数与光强度有关[解析]由爱因斯坦的光电效应理论及光电效应方程可知，产生不产生光电子、光电子的最大初动能由光的频率决定，产生的光电子数由光强决定，金属的逸出功只与金属本身有关，与入射光无关，很容易得出正确结论，所以D选项正确．[答案]D3．某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10－7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10－19C，普朗克常量为6.63×10－34J·s，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能应分别是()A．5.3×1014Hz,2.2JB．5.3×1014Hz,4.4×10－19JC．3.3×1033Hz,2.2JD．3.3×1033Hz,4.4×10－19J[解析]W0＝hνc，νc＝W0h＝2.21×1.6×10－196.63×10－34Hz≈5.3×1014Hz；由光电效应方程hν＝W0＋Ekm，Ekm＝hν－W0＝hcλ－W0＝(6.63×10－34×3.0×1082.5×10－7－2.21×1.6×10－19)J≈4.4×10－19J，所以B选项正确．[答案]B4．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时()金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第2页共4页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.comA．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电[解析]验电器的指针张开一个角度说明锌板带电，锌板在弧光灯照射下发生光电效应失去电子而带正电，验电器也带正电．故B项正确．[答案]B5．(2012·黑龙江适应性测试)用频率为ν1的单色光照射某种金属表面，发生了光电效应现象．现改为频率为ν2的另一单色光照射该金属表面，下面说法正确的是()A．如果ν2＞ν1，能够发生光电效应B．如果ν2＜ν1，不能够发生光电效应C．如果ν2＞ν1，逸出光电子的最大初动能增大D．如果ν2＞ν1，逸出光电子的最大初动能不受影响解析：选AC.对一定的金属，入射光的频率必须大于或等于某一频率ν0时才会产生光电效应，频率ν0称为截止频率，如果入射光的频率低于截止频率ν0，则不论光强多大，照射时间多长，都不会产生光电效应，不同的金属有不同的截止频率．所以当ν2＞ν1时能够发生光电效应，ν2＜ν1时不一定能够发生光电效应，A正确，B错误；又因光电子的初动能随着入射光频率的增加而线性增加，所以当ν2＞ν1时逸出光电子的初动能增大，C正确，D错误．6．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]A7．(2010·四川高考)用波长为2.0×10－7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，结果取两位有效数字)()A．5.5×1014HzB．7.9×1014HzC．9.8×1014HzD．1.2×1015Hz[解析]本题考查光电效应方程，意在考查考生对光电效应方程Ek＝hν－W逸的理解，并能应用光电效应方程求解极限频率．由光电效应方程Ek＝hν－W逸可得W逸＝hν－Ek，而W逸＝hν0，ν＝cλ，所以钨的极限频率ν0＝cλ－Ekh＝7.9×1014Hz.金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第3页共4页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com[答案]B二、非选择题(共44分)8．(8分)如右图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零．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]用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，与验电器接触，指针张角减小，说明验电器原来带正电．用红外线照射锌板，验电器指针不发生偏转，说明不发生光电效应，所以锌板的极限频率大于红外线的频率．[答案]正大于9．(12分)某真空光电管的阴极金属的逸出功是4.0×10－19J，某种单色光的能量恰好等于这种金属的逸出功，试求：(1)这种单色光的频率多大？(2)在光电管的阳极和阴极间加30V的加速电压，用这种单色光照射光电管的阴极，光电子到达阳极时的动能有多大？[解析](1)该单色光的频率即为光电管的阴极金属的极限频率．该单色光光子能量e＝hν＝W0，∴ν＝W0h＝4.0×10－196.63×10－34Hz≈6.0×1014Hz(2)到达阳极时电子的动能即为加速电压所做的功；Ek＝eU＝4.8×10－18J.[答案](1)6.0×1014Hz(2)4.8×10－18J10．(12分)太阳光垂直射到地面上时，地面上1m2接收的太阳光的功率为1.4kW，其中可见光部分约占45%.假如认为可见光的波长约为0.55μm，日地间距离R＝1.5×1011m．普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，估算太阳每秒辐射出的可见光光子数为多少？[解析]设地面上垂直阳光的1m2面积上每秒钟接收的可见光光子数为n.则有P×45%＝n·hcλ解得n＝0.45λPhc＝0.45×0.55×10－6×1.4×1036.6×10－34×3×108＝1.75×1021个设想一个以太阳为球心，以日、地距离为半径的大球包围着太阳．大球面接收的光子数即等于太阳辐射的全部光子数．则所求可见光光子数金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第4页共4页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.comN＝n·4πR2＝1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)2＝4.9×1044个[答案]4.9×1044个11．(12分)某同学采用如右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称为反向截止电压．根据反向截止电压，可以计算出光电子的最大初动能．现分别用ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到反向截止电压分别为U1和U2，设电子的比荷为em，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.[解析](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－eU1＝0－12mv21－eU2＝0－12mv22根据光电效应方程12mv21＝hν1－W012mv22＝hν2－W0其中W0＝hνc解以上各式得νc＝U1ν2－U2ν1U1－U2(2)由以上各式eU1＝hν1－W0eU2＝hν2－W0解得h＝eU1－U2ν1－ν2.[答案](1)U1ν2－U2ν1U1－U2(2)h＝eU1－U2ν1－ν2