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1、2023届高考一轮复习专题八机械振动与机械波巩固提升练1 （含解析）一、单选题1 .像增强器是微光夜视仪的核心器件。像增强器的简化原理如下：微光照射光电管阴极时，由于光电效应而产生光电子，光电子经过相同电压加速，最后到达荧光屏上，引起荧光材料发光，形成图像。根据以上信息和所学知识判断下列说法正确的是（）A.射到光电管阴极的微光都能使阴极金属发生光电效应B.因为是微光，所以发生光电效应现象需要更长的时间C.同一种光使阴极发生光电效应，产生的光电子到达荧光屏时的动能都相等D.同一种光照射光电管，阴极材料的逸出功越小，越容易发生光电效应2.关于光电效应，以下说法正确的是（）A.光电子的最大初动能与入
2、射光的频率成正比B.入射光的频率越大，形成的光电流越强C.能否产生光电效应现象，取决于入射光的强弱D.用频率是0 的蓝光照射某金属发生了光电效应，改用频率是力的黄光照射该金属不一定发生光电效应3.用加速后的电子轰击大量处于基态的氢原子，氢原子受到激发后发出的光可使逸出功 吗=2.75eV的金属产生光电效应现象。氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是A54324()V451eS.8.5-13.60A.加速后电子动能最小值可能为10.2eV B.加速后电子动能最小值可能为275eVC.金属逸出的光电子的最大初动能可能为OeV D.金属逸出的光电子的最大初动能可能为0.65eV4.一束黄光照射某金
3、属表面时，不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是（）A.延长光照时间 B.增大光束的强度 C.换用红光照射 D,换用紫光照射5.在研究光电效应规律的试验中，用三束光分别照射同一光电管得到三条光电流和电压的关系图线如图所示，则下列说法正确的是（）A.光电子的最大初动能E*=Ek丙 Ek乙B.光电子的最大初动能反用=以 丙 E 乙C.三种光的频率关系是%吆片D.三种光的频率关系是。=丫 乙 附6.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.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越
4、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7.图甲是“探究光电效应”的实验电路图，光电管截止电压U。随入射光频率v 的变化规律如图乙所示。下列判断正确的是（）甲乙A.入射光的频率v不同时，截止电压a 不同B.入射光的频率V不同时，UcW图像的斜率不同C.图甲所示电路中，当电压增大到一定数值时，电流表的示数将达到饱和电流D.只要入射光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同8.如图甲是研究光电效应规律的实验装置图，用绿光照射阴极K,实验测得电流/与电势差UAK满足图乙所示规律，电子的电荷量约为1.6 x l(T C,关于该实验说法正确的A.如果用红光照射该光电管，一定
5、会发生光电效应B.每秒钟阴极逸出的光电子数约为4xl(y2个C.光电子的最大初动能为0.64eVD.如果增大绿光的光照强度，饱和电流不会改变9.图示是氢原子的能级示意图，大量处于基态的氢原子吸收了某种单色光的能量后能发出6种不同频率的光子，分别用它们照射某种金属板时，只有频率分别为匕、/、匕、。(匕%匕匕)的四种光能发生光电效应。则普朗克常量的表达式不正确的是()7eV-0-0.85-1.512-3.401-13.612.75eVA.B.12.09eV7.2eV 2.55eVC.-D.-%匕10.如图所示，直线为光电子的遏止电压与入射光频率的关系,分别为-久b,电子电荷量为e,下列表达式正确的
6、是()已知直线的纵、横截距A.普 朗 克 常 量=*bB.金属的逸出功叱=。C.金属的截止频率D.若入射光频率为3），则光电子最大初动能一定为a11.1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶尔发现，接收电路的间隙如果受到光照，就容易产生电火花。这就是最早发现的光电效应。如图所示为研究光电效应的电路图，分别用1、2 两种材料作K 极进行探究，颜 色 不 同 的。两束光分别照射1、2 两种材料，光电流/随电压。变化关系如图所示，则下列说法正确的是（）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.通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大C.从同种玻璃射入空气发生全反射时，人 光的临界
7、角大D.通过同一玻璃三棱镜时，“光的偏折程度大12.光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的光将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片，已知光的波长越短，成像的精度越高。如图为a、b、c 三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系，这三种光中成像精度最高的是（）A.a 光 B.b光 C.c 光 D.三种一样二、多选题1 3 .美国物理学家密立根曾经是爱因斯坦光电效应理论的质疑者之一，他通过测量金属的遏止电压a 与入射光频率v,由此算出普朗克常量，并与普朗克根据黑体辐射得出的相比较，以检验爱因斯坦方程式的正确性。已知电子电量为1.6 X 1 O 9 C,普朗克常量为6.6 3 x l(
8、y 3 4 j.s。若某次实验中得到如图所示的儿一丫图像，则下列说法正确的是A.该金属的截止频率与入射光的频率无关B.遏止电压a 与入射光的频率和强弱都有关C.由图像可知普朗克常量约为6.6 7 x 1 0-3 4 j.sD.实验结果说明爱因斯坦的光电效应理论是错误的1 4 .如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能反与入射光频率。的关系图A.该金属的逸出功等于EEB.普朗克常量等于一C.入射光的频率为2%时，产生的电子的最大初动能为Eu pD.入射光的频率为玦时，产生的电子的最大初动能为最15.如图所示，两束单色光a 和人从水中射向水面的。点，它们进入空气后的光合成一束光以根据这一现
9、象可知，下列说法中正确的是()A.水对。光的折射率较大B.从水射向空气时，a 光全反射的临界角大于光的临界角C.两束光在从水进入空气时频率均保持不变D.若 a 光照射到某金属上能发生光电效应，则。光照射该金属上不一定能发生光电效应三、解答题16.查阅资料可知，铁的逸出功是4.7eV。求：(1)铁的极限频率；(2)铁在波长为150nm的电磁波辐射下，产生的光电子的最大初动能。17.2021年 7 月 7 日消息，6 月份全国用电量同比增长10%左右。LED灯的优势为节能、长寿、安全等，10瓦的LED灯，有 30%的能量转化为可见光。设所发射的可见光的平均频率为5.17X10HZ,那么该LED灯每
10、秒钟辐射的光子数为多少？(已知普朗克常量 1=6.63x10 3 4J.S)参考答案:1.D【解析】【详解】A.只有当成叫时，光电子才可以从金属中逸出，即产生光电效应的条件是微光的频率要大于金属的截止频率，故 A 错误；B.电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流几乎是瞬时产生的，B 错误；C.同一种光使阴极发生光电效应后，逸出光电子的最大初动能相等，但不一定所有光电子的初动能都相等，所以光电子最后到达荧光屏时的动能也不一定相等，故 C 错误；D.同一种光照射光电管，阴极材料的逸出功越小，越容易发生光电效应。D 正确。故选D。2.D【解析】【详解】A.根据Ekm=也 逸出功可
11、知，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，但不是成正比，A 错误；B.光电流的强弱与入射光的光强有关，与光电子的最大初动能无关，B 错误；C.根据光电效应的规律，能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功，C 错误；D.蓝光的频率大于黄光，则用频率是匕的蓝光照射某金属发生了光电效应，改用频率是七的黄光照射该金属不一定发生光电效应，D 正确。故选D。3.A【解析】【详解】A B,光子的能量大于逸出功2.75eV时、才能产生光电效应现象，即科 叱=2.75eV电子加速度轰击基态的氢原子，氢原子受到激发跃迁到=2 的能级，需要吸收的能量最小为A=2-,=-3.4e
12、V-(-13.6)e V=10.2eV2.75eV所以速后电子动能最小值可能为10.2eV,故 A 正确，B 错误；C D.处于基态的氢原子受到激发，向低能级跃迁时，发射光子的能量为/zv=与一与(其中4 =-13.6eV,m 为整数，且相)若金属逸出的光电子的最大初动能为OeV,则光子的能量为.=叱,=2.75eV没有相应的?、能级之间的跃迁产生2.75eV的光子，若金属逸出的光电子的最大初动能为0.65eV,则光子的能量为hv=W0+Ek=3.4eV没有相应能级间的跃迁可以产生3.4eV的光子，故 CD错误。故选Ao4.D【解析】【详解】A B.发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极
13、限频率，与入射光的照射时间、光照强度无关，所以A B错误；C.红光波长大于黄光，波长越大，则频率越小，则换用红光照射不能发生光电效应，选项C 错误；D.紫光的频率比黄光的大，可能大于金属的极限频率，换用紫光照射可能使该金属产生光电效应，所以D 正确。故选D。5.A【解析】【详解】A B.因为/=极 一 叫 =叫由图可知，甲、丙对应的遏止电压相等且小于乙光对应的遏止电压，所以，甲光对应的光电子最大初动能与丙光相等且小于乙光对应的光电子的最大初动能，A 正确、B 错误：C D.因为是同一光电管，且有hv=eUc+WQ由图可知，甲、丙光对应的遏止电压相等且小于乙光对应的遏止电压，所以，甲、丙光频率相
14、等且小于乙光的频率，CD错误。故选Ao6.A【解析】【详解】A.逸出功与极限频率满足关系为Wo=hvo所以极限频率越大的金属材料逸出功越大，故 A 正确；B.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，与入射光的照射时间无关，故 B 错误；C.根据光电效应方程Ek,n=hv-W o可知从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，说明照射光的频率越大，而金属的逸出功由金属材料本身决定，是固定不变的，故 c 错误；D.入射光的光强一定时，频率越高，光子的能量越大，入射光中的光子的数目越少，单位时间内逸出的光电子数就越少，故 D 错误。故选Ao7.A【解析】【详解】A.根据叱），可知入射光的频率
15、不同时，电子的最大初动能不同，又eU,=%得忆”-丛c e e可见入射光的频率y不同时，截止电压上 不同，A项正确;B.由4 =知q-u图像的斜率.hk=e与入射光的频率口无关，B项错误；C.图甲所示电路中，必须把电源正负极反接，才能用来验证光电流与电压的关系，即当电压增大到一定数值时，电流表的示数变为零，C项错误；D.根据稣可知，光电子的最大初动能与入射光的光照强度无关，D项错误.故选A o8.B【解析】【详解】A.绿光的频率超过了截止频率，但红光频率低于绿光，不一定能发生光电效应，A错误;B.由题图乙知，饱和电流为0.6 4|i A,则一秒内逸出的光电子数约为0.6 4x 1。/人,心，人
16、n=-r-个=4x 10 -个1.6 x 10 19B正确;C.由题图乙知，遏止电压为0.6 V,则最大初动能为0.6 e V,C错误;D.增大光照强度，单位时间逸出的光电子数增加，饱和电流也会增大，D错误。故选B o9.C【解析】【详解】大量处于基态的氢原子吸收了某种单色光的能量后能发出6种不同频率的光子，说明氢原子从=1跃迁到 =4能级，然后从 =4能级跃迁共产生6种不同频率光子。照射某种金属板时，只有频率分别为匕、乙、匕、匕（匕匕%匕）的四种光能发生光电效应，则这四种光对应 =4能级向 能级、=3能级向=1能级、=2能级向九二1能级、=4 能级向”=2 能级跃迁时能量，分别为A,=4-,
17、=-0.85eV-(-13.60eV)=12.75eV=/?i/,AE?=鸟-耳=-1.51eV-(-13.60eV)=12.09eV=匕A3=E2-Et=-3.40eV-(-13.60eV)=10.20eV=/?v,A4=4-2=-0.85eV-(-3.40eV)=2.55eV=hv,所以则普朗克常量可表示为12.75eV 12.09eV 10.20eV 2.55eV匕、%、匕、匕本题选不正确的，故选C。10.C【解析】【详解】A B C.根据1 2Uce=-mvm=hv-Wu可得 h%Uc=-v -e e则h a=一e b即aeh-h叱）=ae则WQ=ae金属的截止频率匕=*=b选项AB错
18、误，C 正确；D.若入射光频率为3万，则光电子最大初动能一定为1 0m vm=0,3人一叱=2ae选项D 错误。故选C。11.B【解析】【详解】A.根据eUc=Ek=hv-W0可知力光的频率较大，照射该光电管时b 光使其逸出的光电子最大初动能大，故 A 错误：B.6 光的频率较大，则波长较短，。光波长较长，根据最=4 可知通过同一装置发生双a缝干涉，a 光的相邻条纹间距大，故 B 正确；C.b 光频率大，则折射率大，从同种玻璃射入空气发生全反射时，根据sinC=1 可知b 光n的临界角小，故 C 错误；D.光频率大，则折射率大，通过同一玻璃三棱镜时，匕光的偏折程度大，故 D 错误。故选B。12
19、.B【解析】【详解】由题图可知三种光中，b 光的遏止电压最大，根据爱因斯坦光电效应方程有eUc=Ek=hv-W所以b 光的频率最大，波长最短，成像精度最高。故选B。13.AC【解析】【详解】A.截止频率是光照射金属时产生光电效应的最低频率，由金属材料本身决定，与入射光的频率无关，A 正确；B.入射光的频率越高，光电子的初动能就越大，则遏止电压就越高，频率相等时，入射光的强弱决定了电流的强弱，遏止电压与入射光的强弱无关，B 错误；C.由爱因斯坦光电方程得加，=3?庐+皿，光电子的动能在遏止电压产生的电场中全部转换为电势能，不能到达阳极从而形成电流，即hv=eUc+W o整理得 h 吗Uc=v e
20、 e图像的斜率-=0.4 1 7 x 1 0 l 4V-se A v代入电子电量得/z=6.6 7 x l 0-3 4 J sC正确；D.实验结果说明爱因斯坦的光电效应理论是正确的，D错误.故选A C。1 4.A B C【解析】【详解】A.由光电效应方程纭=初-%,结合图象可知，该金属的逸出功故 A正确；B.图象的斜率表示普朗克常量/故 B正确；C.由叱）=/7 t o =E,可知入射光的频率为2%时，产生的电子的最大初动能为Ek=2hv0-W0=E故 C正确；D.入射光的频率为当时，不能发生光电效应，故 D错误。故选A B C.15.BC【解 析】【详 解】A.由图可知，单 色 光。偏 折
21、程 度 小 于0的偏折程度，所 以。光的折射率小于6光的折射率,A错 误；B.由 于。光 的 折 射 率 小 于b光的折射率，根据sinC=n因此当光从水射向空气时，a光全反射的临界角大于匕光的临界角，B正确；C.光的频率是由光源决定的，光从一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，C正确；D.由于频率越高，折射率越大，因 此b光频率大于。光的频率，而光子能量E=hv可 知b光 光 子 能 量 大 于a光光子能量，若a光照射到某金属上能发生光电效应，则b光照射到金属表面一定能发生光电效应，D错 误。故 选BCo16.(1)1.13X10I5HZ;(2)3.59eV【解 析】【分 析】【详 解】(1)根据W=hv0可知铁的极限频率(2)根据爱因斯坦光电效应方程，有h-=W+Ek则光电子的最大初动能广,c 6.63X1034X3.0X1015“、，Ekk=h W=-eV-4.7eV=3.59eV2 150 xl0-9xl.6xl0-1917.8.75x1()18个【解 析】【详解】解：频率为廿的光子能量为=加，设 LED灯每秒内发出的光子数为m LED灯电功率为P,则式中=30%是 LED灯的发光效率，联立得nPtn=-hv代入题给数据得n=8.75xl018（个）