【物理】2020届一轮复习人教版波粒二象性课时作业 7页

第1讲　波粒二象性 ‎◎基础巩固练 ‎1．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的(　　)‎ A．频率　　　　　　　　　 B．强度 C．照射时间 D．光子数目 解析：　由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek只与频率ν有关，故选项B、C、D错，选项A正确。‎ 答案：　A ‎2．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，对于它们，下面的物理量相等的是(　　)‎ A．速度 B．动能 C．动量 D．总能量 解析：　根据德布罗意波长公式λ＝，选C。‎ 答案：　C ‎3．(多选)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，一定不同的是(　　)‎ A．遏止电压 B．饱和光电流 C．光电子的最大初动能 D．逸出功 解析：　同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属逸出功不同，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；同一束光照射，光中的光子数目相等，所以饱和电流是相同的，故选A、C、D。‎ 答案：　ACD ‎4．(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．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 C．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 D．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关 解析：　电子束通过双缝产生干涉图样，体现的是波动性，A正确；衍射体现的是波动性，B正确；电子显微镜利用了电子束波长短的特性，C正确；光电效应体现的是光的粒子性，D错误。‎ 答案：　ABC ‎5．(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：　增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B错误。用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W逸＝mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确。‎ 答案：　AD ‎6．在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是(　　)‎ A．光电效应是瞬时发生的 B．所有金属都存在极限频率 C．光电流随着入射光增强而变大 D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大 解析：　根据波动理论，认为只要光照射的时间足够长、足够强就能发生光电效应，且光电子的初动能就大，但实验中金属表面没有逸出电子的实验结果：光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，发生是瞬时的，且入射光频率越大，光电子最大初动能越大，这与光的波动理论相矛盾，故A、B、D错误。波动理论认为光强度越大，光电流越大；光电效应中认为光强度越大，光子越多，金属表面溢出的光电子越多，即光电流越大，所以该实验结果与波动理论不矛盾，故C正确。‎ 答案：　C ‎7．(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有(　　)‎ A．光电效应现象揭示了光的粒子性 B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 解析：　光电效应说明光的粒子性，所以A正确；热中子束在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据德布罗意波长公式λ＝，p2＝2mEk，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波波长较短，所以D错误。‎ 答案：　AB ‎8．某金属的遏止电压用Uc表示，入射光频率用ν表示，用不同频率的光照射某金属产生光电效应，得到Uc－ν图象如图所示。根据图象求出该金属的截止频率νc为(已知电子电荷量e＝1.6×10－19 C)(　　)‎ A．1.0×1014 Hz　　　　　　　 B．2.0×1014 Hz C．5.0×1014 Hz D．17.5×1014 Hz 解析：　eUc＝mv＝hν－W，Uc＝－，由图象可得Uc＝0时，νc＝5.0×1014 Hz。故选项C正确。‎ 答案：　C ‎9．(2017·北京理综·18)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。‎ 一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108m/s) (　　)‎ A．10－21 J B．10－18 J C．10－15 J D．10－12 J 解析：　本题考查光子能量。由题意知，电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝h＝2×10－18 J，故选项B正确。‎ 答案：　B ‎◎能力提升练 ‎10.‎ ‎(2018·重庆一中模拟)在如图所示的光电效应实验装置中，光电管阴极K的极限频率为 ν0，现用频率为ν(ν＞ν0)的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则下列判断错误的是(　　)‎ A．阴极材料的逸出功等于hν0‎ B．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为eU C．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为hν－hν0‎ D．无光电子逸出，因为光电流为零 解析：　阴极材料的逸出功为W0＝hν0，选项A正确。由于入射光的频率ν>ν0，则能发生光电效应，有光电子逸出，选项D错误。但是A、K间加的是反向电压，电子飞出后要做减速运动，当速度最大的光电子减速到A端速度为零时，光电流恰好为零，由动能定理得－eU＝0－Ekm，则Ekm＝eU，选项B正确。由爱因斯坦光电效应方程有Ekm＝hν－W0，选项C正确。‎ 答案：　D ‎11.‎ 研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是(　　)‎ 解析：　根据光电效应方程知，频率相同的光照射金属，光电子的最大初动能相等，根据mv＝eUc，知遏止电压相等，光越强，光电流越大，故C正确。‎ 答案：　C ‎12．关于波粒二象性，下列说法中正确的是(　　)‎ A．图1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2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3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4证明了电子具有波动性 解析：　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。‎ 答案：　D ‎13.‎ ‎(多选)如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数的关系图象，由图象可知(　　)‎ A．图象中的λ0是产生光电效应的最小波长 B．普朗克常量和光速的乘积hc＝Eλ0‎ C．该金属的逸出功等于－E D．若入射光的波长为λ0/3，产生的光电子的最大初动能为2E 解析：　图象中的λ0是产生光电效应的最大波长，选项A错误；根据爱因斯坦光电效 应方程，光电子的最大初动能Ek与入射光的波长的倒数的关系图象对应的函数关系式为Ek＝hc－W，由图象可知Ek＝0时，hc＝Eλ0，选项B正确；由Ek＝hc－W，并结合关系图象可得该金属的逸出功W＝E，选项C错误；若入射光的波长为，由Ek＝hc－W，解得Ek＝hc－W＝3E－E＝2E，即产生的光电子的最大初动能为2E，选项D正确。‎ 答案：　BD ‎14．(多选)如图所示，N为铝板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出，铝的逸出功为4.2 eV。现分别用能量不同的光子照射铝板(各光子的能量在图上标出)，那么，下列图中有光电子到达金属网的是(　　)‎ 解析：　入射光的光子能量小于逸出功，则不能发生光电效应，故A错误。‎ 入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应；电场对光电子加速，故有光电子到达金属网，故B正确。‎ 入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0＝3.8 eV，因为所加的电压为反向电压，反向电压为2 V，光电子能到达金属网，故C正确。‎ 入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0＝3.8 eV，所加的反向电压为4 V，根据动能定理知，光电子不能到达金属网，故D错误。‎ 答案：　BC