【物理】2020届一轮复习人教版 波粒二象性 课时作业 6页

‎ 1 波粒二象性 一、选择题 ‎1．(多选)(2019届汕头模拟)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线灯照射锌板时，发生的现象是(　　)‎ A．有光子从锌板逸出 B．有电子从锌板逸出 C．验电器指针张开一个角度 D．锌板带负电 解析：选BC　用紫外线灯照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误，B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误．‎ ‎2．(多选)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 解析：选AD　增大入射光强度，使单位时间内逸出的光电子数增加，因此光电流增大，选项A正确；能否发生光电效应与照射光的频率有关，与强度无关，选项B错误；当照射光的频率小于ν，但仍大于极限频率时发生光电效应，选项C错误；由Ekm＝hν－W，增加照射光的频率，光电子的最大初动能变大，选项D正确．‎ ‎3．(多选)如图甲所示为实验小组利用100多个电子通过双缝后的干涉图样，可以看出每一个电子都是一个点；如图乙所示为该小组利用70 000多个电子通过双缝后的干涉图样，为明暗相间的条纹．则对本实验的理解正确的是(　　)‎ A．图甲体现了电子的粒子性 B．图乙体现了电子的粒子性 C．单个电子运动轨道是确定的 D．图乙中暗条纹处仍有电子到达，只不过到达的概率小 解析：选AD　题图甲中的每一个电子都是一个点，说明少数粒子体现粒子性，到达的位置不同，说明单个电子的运动轨道不确定，A正确，C错误；题图乙中明暗相间的条纹说明大量的粒子表现为波动性，B错误；题图乙中暗条纹处仍有电子到达，只不过到达的概率小，D正确．‎ ‎4．(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光照射时，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，光电子的最大初动能变大 C．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 D．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 解析：选ABD　产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，A正确；光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，B正确；减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，C错误；遏止电压的大小与入射光的频率有关，与光的强度无关，D正确．‎ ‎5．(多选)(2019届盐城月考)关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是(　　)‎ A．光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子 B．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率 C．对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关 D．石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变长，这个现象称为康普顿效应 解析：选BD　光电效应中，金属板向外发射的电子叫光电子，光子是光量子的简称，A错误；用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率，B正确；根据光电效应方程hν＝W0＋eUc可知，对于同种金属而言(逸出功一样)，入射光的频率越大，遏止电压也越大，即遏止电压与入射光的频率有关，C错误；在石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变长的现象称为康普顿效应，D正确．‎ ‎6．(多选)(2019届北京朝阳模拟)用绿光照射一个光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以(　　)‎ A．改用红光照射 B．改用紫光照射 C．改用蓝光照射 D．增加绿光照射时间 解析：选BC　光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，而与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能．‎ ‎7．(2018届广东湛江高三调研)光照射到金属钠表面上产生了光电效应，遏止电压是5.00 V，钠的逸出功为2.29 eV，此入射光的光子能量为(　　)‎ A．2.29 eV B．2.71 eV C．5.00 eV D．7.29 eV 解析：选D　根据题述遏止电压是U＝5.00 V，由光电效应规律和动能定理eUc＝Ek可知，产生的光电子最大初动能Ek＝5.00 eV.根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝E－W0可得，入射光光子的能量E＝Ek＋W0＝5.00 eV＋2.29 eV＝7.29 eV，选项D正确．‎ ‎8．(2018届安徽高三联合质量检测)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，下列说法正确的是(　　)‎ A．钙的逸出功大于钾的逸出功 B．钙逸出的电子的最大初动能大于钾逸出的电子的最大初动能 C．比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钾逸出的光电子具有较大的波长 D．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动量 解析：选A　金属的逸出功与截止频率的关系：W0＝hνc，由于钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz，钙的截止频率大，所以钙的逸出功大，故A正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0＝hν－hνc，钙的截止频率大，所以钙逸出的电子的最大初动能小于钾逸出的电子的最大初动能，B错误；根据p＝可知，钾逸出的具有最大初动能的光电子具有较大的动量，根据德布罗意波波长公式λ＝，可知钙逸出的具有最大初动能的光电子具有较大的波长，C、D错误．‎ ‎9．下表给出了一些金属材料的逸出功.‎ 材料 铯 钙 镁 铍 钛 逸出功/×10－19 J ‎3.0‎ ‎4.3‎ ‎5.9‎ ‎6.2‎ ‎6.6‎ 现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s)(　　)‎ A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 解析：选A　要发生光电效应，则入射光的能量大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm的光的能量为E＝hν0＝h＝6.63×10－34× J＝4.97×10－19 J，大于铯和钙的逸出功，所以A选项正确．‎ ‎10．(2019届河南调研联考)甲、乙光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E1、E2.该金属的逸出功为(　　)‎ A．E1＋E2 B．E1－E2‎ C．E1＋2E2 D．E1－2E2‎ 解析：选D　根据光电效应方程Ek＝hν－W0，对应甲光子有hν甲＝E1＋W0，对应乙光子有hν乙＝E2＋W0，又知hν甲＝2hν乙，解得W0＝E1－2E2，故选项D正确，选项A、B、C错误．‎ ‎11．(多选)如图所示，是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象．由图象可知(　　)‎ A．该金属的逸出功等于E B．该金属的逸出功等于hνc C．入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为E D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 解析：选ABC　由爱因斯坦的光电效应方程可得Ek＝hν－W0，对应图线可得，该金属的逸出功W0＝E＝hνc，A、B均正确；若入射光的频率为2νc，则产生的光电子的最大初动能Ek＝2hνc－W0＝hνc＝E，故C正确；入射光的频率为时，该金属不发生光电效应，D错误．‎ ‎12．(多选)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是(　　)‎ A．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压Uc的数值 B．保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大 C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大 D．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流 E．图中入射光束的频率减小到某一数值f0时，无论滑片P怎样滑动，电流表示数都为零，则f0是阴极K的极限频率 解析：选ACE　当只调换电源的极性时，电子从K到A减速运动，到达阳极A恰好速度为零时对应电压为遏止电压，所以A项正确；保持光照条件不变，P向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电流增大，当达到饱和电流后，P 再向右移，光电电流保持不变，B项错误；只增大入射光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K不需要预热，所以D项错误；当光束的频率为f0时，无论P怎样滑动，电流表示数都为零，说明未飞出光电子，则有W＝hf0，所以f0为阴极K的极限频率，E项正确．‎ ‎13．(多选)(2018届哈尔滨模拟)某种金属在光的照射下发生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如图所示．则由图象可知(　　)‎ A．任何频率的入射光都能发生光电效应 B．该金属的逸出功等于hν0‎ C．入射光的频率发生变化时，遏止电压不变 D．若已知电子电荷量e，就可以求出普朗克常量h 解析：选BD　当入射光的频率大于极限频率时才能发生光电效应，故A错误；当遏止电压为零时，最大初动能为零，此时入射光的能量等于逸出功，即W0＝hν0，故B正确；因为Uc＝ν－，由Ucν图象可知Uc与ν有关，C错误；由公式可知图线的斜率等于，若已知电子的电荷量，可求出普朗克常量h，故D正确．‎ ‎14．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到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．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．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 解析：选B　由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由eUc＝Ek和hν＝W0＋Ek得甲、乙光频率相等，A错误；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长，B正确；由hνc＝W0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同，C错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，D错误．‎ 二、非选择题 ‎15．(2018年江苏卷)光电效应实验中，用波长为λ0的单色光A 照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出．当波长为 的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能为________，A、B两种光子的动量之比为________．(已知普朗克常量为h、光速为c)‎ 解析：由爱因斯坦光电效应方程可知EkA＝h－W0＝0，得W0＝h EkB＝h－h＝ A种光子的动量pA＝ B种光子的动量pB＝＝ 得pA∶pB＝1∶2.‎ 答案：　1∶2‎