2020年高考复习：第十三章光学部分第3节 光的粒子性(巩固练习题)

知两种光的频率相同，故A错误.
B．丙光的遏止电压较大，对应的光电子的最大初动能较大，因而丙光的频率较高，波长较短，故B错误.
C．根据折射率和频率的关系可知乙光折射率小于丙光折射率，故根据：
可知在某一介质中乙光的速度大于丙光的速度，故C正确.
D．根据：
可知乙光发生全反射的临界角比丙光大，故乙光和丙光组成的点光源照亮水面的面积乙光大，所以D正确.
B．a光的频率小，则折射率小，根据v= 知a光在水中传播的速度较大，但在真空中传播速度一样大．故B错误．
C．若用b光照射某金属时不能打出光电子，由于b光的频率大于a光，则用a光照射该金属时，一定不会发生光电效应现象，那么一定打不出光电子．故C正确．
D．只有当频率相同时，才能发生干涉现象．故D错误．
故选C．
C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
E.遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关
【答案】ACE
【解析】
试题分析：根据光电效应实验得出的结论：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大，故A正确，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C正确；遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，保持入射光的光强不变，若低于遏止频率，则没有光电流产生，故D错误，E正确。
第3节光的粒子性(巩固练习)
一、单选题
1．（5分）在光电效应实验中，用黄光照射某金属板表面未发生光电效应，下列做法有可能产生光电效应现象的是（）
A．改用更强的黄光照射B．增加照射的时间
C．改用红光照射D．改用频率更高的光照射
【答案】D
【解析】
【详解】
AB．发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于金属的极限频率，延长黄光的照射时间和增大黄光的照射强度都不行，所以AB错误；
5．（5分）人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要所接收到的功率不低于2.3×10－18W，眼睛就能察觉。已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3×108m/s，人眼能察觉到绿光时，每秒至少接收到的绿光光子数为
A．6B．60C．600D．6000
【答案】A
【解析】
C．发生光电效应时，有光电子从锌板飞出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电．故C错误；
D．发生光电效应时，单位时间里照射到金属表面的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多．故D正确．
故选D．
3．（5分）如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验()
C、用 光照射锌板发生了光电效应，由单色光 的频率小于单色光 的频率和光电效应方程 可知用 光照射锌板不一定能发生光电效应，故选项C错误；
14．（5分）新华中学高三物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏P，让一复色光束SA射向玻璃砖的圆心O后，有两束单色光a和b射向光屏P，如图所示。他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是
A．单色光a的波长大于单色光b的波长
B．单色光a的频率大于单色光b的频率
CD．改用红光照射时，其频率小于黄光，则不可能发生光电效应，而当改用频率更高的光，可能发生光电效应，所以C错误，D正确。
故选D。
2．（5分）下列关于光电效应的说法中正确的是（ ）
A．普朗克提出了“光子说”这一科学假说
B．发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子速度大小均相等
C．用一束紫外线照射锌板，和锌板相连的验电器指针发生偏转，说明锌板带负电
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．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
C．乙光在水中的传播速度比丙光在水中传播的速度大
D．位于水面下同一深度的乙光和丙光组成的点光源照亮水面的面积乙光大
【答案】CD
【解析】
【详解】
A．由于是同一光电管，因而不论对哪种光，金属的截止频率和逸出功相同，对于甲、乙两种光，遏止电压相同，由：
故选D．
【点睛】
关键是知道光电效应方程Ek＝hν－W0，其中W0为克服金属的逸出功，Ek为逸出后电子的最大初动能．
二、多选题
11．（5分）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是（）
A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大
B．入射光的频率变高，饱和光电流变大
C．若Ua＜Ub，则Eka＜Ekb，故C正确；
D．W0=hv－Ek，由于金属的逸出功由金属材料本身决定，故D错误。
【点睛】
本题考查光电效应的基本知识，较为简单。
10．（5分）研究光电效应现象的实验装置如图(a)所示，用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K时，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，产生的光电流I随光电管两端电压U的变化规律如图(b)所示．已知电子的质量为m，电荷量为－e，黄光和蓝光的频率分别为ν1和ν2，且ν1<ν2．则下列判断正确的是
A.只能证明光具有波动性，与结论不相符，选项A错误；
B.只能证明光具有粒子性，与结论不相符，选项B错误；
C.只能证明光能够发生衍射，与结论不相符，选项C错误；
D.证明光具有波粒二象性，与结论相符，选项D正确；
4．（5分）用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样，其中甲图是a光照射时形成的，乙图是b光照射时形成的．则关于a、b两束单色光，下述正确的是（ ）
A．a光的强度一定大于b光
B．b光的频率一定小于a光频率
C．a光照射光电管时，电流计中的光电流沿d到c方向
D．将K极换成逸出功较小的金属板，仍用a光照射，其遏止电压将减小
【答案】BC
【解析】
【详解】
AB．因a光照射光电管时能发生光电效应，而b光照射光电管时不能发生光电效应，可知a光的频率一定大于b光的频率，选项A错误，B正确；
【答案】C
【解析】
【详解】
A、根据光电效应方程 和照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大，可知金属A的逸出功比金属B的逸出功小，金属A的截止频率比金属B的截止频率低，增大光照强度，单色光的频率不变，则光子的最大初动能不变，得到的光电子在真空中的速度小于光速，故C正确，ABD错误．
C．若用b光照射锌板发生了光电效应，则a光照射锌板也能发生光电效应
D．当光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在光屏P上最早消失的是b光
【答案】AD
【解析】
【详解】
AB、由图知 光的偏折程度小于 光，所以根据折射定律得知 光的折射率小于 光的折射率， 光的频率小于 光的频率，由 可知 光的波长大于 光的波长，故选项A正确，B错误；
点睛：解决本题的关键掌握光电效应方程EKm=hγ-W0，以及知道光电子的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关；掌握光电效应方程以及最大初动能与遏止电压的关系．
9．（5分）在光电效应实验中，分别用频率为va、vb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Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是（）
C．电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c，故C正确。
D．将K极换成逸出功较小的金属板，仍用a光照射，根据 ,则其遏止电压将变大，选项D错误。
13．（5分）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)，如图所示，则可判断出
A．a光光子的能量较大
B．在真空中a光传播的速度较大
C．若用b光照射某金属时不能打出光电子，则用a光照射该金属时一定打不出光电子
D．用a光照射一条狭缝，用b光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色干涉条纹
【答案】C
【解析】
【详解】
A．根据双缝干涉条纹的间距公式△x= λ，知a光的波长大于b光的波长，则a光的频率小于b光的频率，根据E=hγ知，a光子的能量较小．故A错误．
A．只能证明光具有波动性
B．只能证明光具有粒子性
C．只能证明光能够发生衍射
D．证明光具有波粒二象性
【答案】D
【解析】
【详解】
弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性；验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性。
B、单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与光强成正相关，光强减少，粒子数减少，光电流减弱。故B正确。
C、根据光电效应方程知，EK＝hv﹣W0知，入射光的频率不变，则最大初动能不变，C错误。
D、光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，而发射出光电子的时间间隔，是瞬时的。故D错误。
8．（5分）在研究光电效应的实验中，从甲、乙两种金属中飞出光电子的最大初动能Ek与入射光频率v的关系如图所示，则下列说法正确的是
【详解】
绿光光子能量 ，所以每秒钟最少接收光子数 ，BCD错误A正确
6．（5分）用一束单色光照射A、B两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大．则
A．若增大光照强度，则光电子的最大初动能增大
B．金属A的逸出功比金属B逸出功大
C．金属A的截止频率比金属B的截止频率低
D．得到的光电子在真空中运动的速度为光速
A．两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等
B．若增大入射光频率v，则遏止电压Ue随之增大
C．某一频率的光可以使甲金属发生光电效应，则一定能使乙金属发生光电效应
D．若不改变入射光频率v，增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将增大
【答案】B
【解析】由光电效应方程 可知，图象斜率都为h，A错误；遏止电压 ， 增大导致 增大，则 增大，B正确；由图象可知乙的逸出功 大，能使乙发生光电效应的光一定能使甲发生，反之未必，C错误；最大初动能与光的强度无关，D错误；故选B。
A．U1>U2
B．图(b)中的乙线是对应黄光照射
C．根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率
D．用蓝光照射时，光电子的最大初动能为eU2
【答案】D
【解析】
【分析】
根据爱因斯坦光电效应方程分析黄光和蓝光的遏止电压大小，并求出蓝光照射时光电子的最大初动能和金属的逸出功；由 求金属的极限频率；
【详解】
根据光电效应方程则有： ， ，由于蓝光的频率ν2大于黄光的频率ν1，则有 ，所以图(b)中的乙线是对应蓝光照射；用蓝光照射时，光电子的最大初动能为eU2，阴极K金属的极限频率 ，故D正确，A、B、C错误；
【学科网考点定位】光电效应
【名师点睛】本题主要考查光电效应。发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；本题涉及的光电效应知识较多，很多结论都是识记的，注意把握现象的实质，明确其间的联系与区别；平时积累物理知识。
12．（5分）如图所示，在光电效应实验中用a光照射光电管时，灵敏电流计指针发生偏转，而用ｂ光照射光电管时，灵敏电流计指针不发生偏转，则
A．若va＞vb，则一定有Ua＜Ub
B．若va＞vb，则一定有Eka＜Eka
C．若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Eka
D．若va＞vb，则一定有
【答案】C
【解析】
【分析】
分析光电效应方程，结合入射光频率的大小得出光电子最大初动能，结合最大初动能和遏止电压的关系比较遏止电压。
【详解】
AB．由爱因斯坦光电效应方程 可知，若W0相同，va＞vb，则Eka＞Ekb，遏止电压用于反映最大初动能的大小；Ue=Ek，则Ua＞Ub，故A错误，B错误；
7．（5分）当光照射在某种金属表面时，金属表面有电子逸出。如果该入射光的强度减弱，则（ ）
A．可能不再有电子逸出金属表面
B．单位时间内逸出金属表面的电子数减少
C．逸出金属表面的电子的最大初动能减小
D．从光入射到光电子逸出的时间间隔延长
【答案】B
【解析】பைடு நூலகம்
【详解】
A、入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应。故A错误。
D．发生光电效应时，单位时间里照射到金属表面的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多
【答案】D
【解析】
【详解】
A．普朗克提出了量子化理论，爱因斯坦提出了“光子说”这一科学假说．故A错误；
B．发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子速度大小不一定相等，根据爱因斯坦光电效应方程：hν=W+ mv2可知，不同频率的光照射到金属板时，辐射出的光电子的最大初动能不一定相等．故B错误；