【物理】2020届一轮复习人教版 波粒二象性 课时作业 6页

2020 届一轮复习人教版 波粒象性 课时作业 一、选择题(本题共 12 小题，1～7 题为单选题，8～12 题为多选题) 1．(2018·邢台模拟)下列关于概率波的说法中，正确的是( ) A．概率波就是机械波 B．物质波是一种概率波 C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象 D．在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过 解析：B 德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故 A 项错误；物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定 的概率函数规律，故 B 项正确；概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不 一样的，故 C 项错误；根据测不准原理，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能 确定它从其中的哪一个缝中穿过，故 D 项错误． 2.如图为黑体辐射的强度与波长的关系图像，从图像可以看出，随着温度的升高，则 ( ) A．各种波长的辐射强度都有减少 B．只有波长短的辐射强度增加 C．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．辐射电磁波的波长先增大后减小 解析：C 由图像可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射 强度的极大值向波长较短的方向移动，故 AB 错误，C 正确．随着温度的升高，黑体的辐射 增强，波长变短，频率增大，故 D 错误．所以 C 选项是正确的． 3．关于康普顿效应下列说法中正确的是( ) A．石墨对 X 射线散射时，部分射线的波长变短 B．康普顿效应仅出现在石墨对 X 射线的散射中 C．康普顿效应证明了光的波动性 D．光子具有动量 解析：D 在康普顿效应中，当 X 射线与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电 子，则动量减小，根据λ＝h p ，知波长增大，故 A 项错误；康普顿效应不仅出现在石墨对 X 射线的散射中，不同的光子都可以出现，故 B 项错误；康普顿效应揭示了光具有粒子性， 故 C 项错误；康普顿效应进一步表明光子具有动量，故 D 项正确． 4．如图所示，在验电器上安装一个铜网，使其带电，验电器金属箔张开一定角度．用 紫外线照射铜网，验电器金属箔的张角保持不变．再将一块锌板放置在该铜网后面一定距离 处，用同一紫外线照射锌板时，发现金属箔张开角度减小．下列相关说法中正确的是( ) A．增加紫外线的强度照射铜网，金属箔张角将变大 B．紫外线的频率大于金属锌的截止频率 C．铜网带负电 D．改用紫光照射锌板，验电器的金属箔张角也一定减小 解析：B 根据用紫外线照射铜网，验电器金属箔的张角保持不变；再将一块锌板放置 在该铜网后面一定距离处，用同一紫外线照射锌板时，发现金属箔张开角度减小，说明逸出 的光电子跑到铜网上，导致其电量减小，当增加紫外线的强度照射铜网，金属箔张角将变更 小，由此可知，铜网带正电，故 A、C 项错误；只有紫外线的频率大于金属锌的截止频率， 才会发生光电效应，故 B 项正确；根据光电效应产生条件，当改用紫光照射，则紫光频率 小于紫外线，因此可能不发生光电效应现象，则验电器金属箔不一定张开，故 D 项错误． 5.(2018·宁德模拟)如图所示，当电键 K 断开时，用频率为ν的一束光照射阴极 P，发现 电流表读数不为零，合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于 U 时，电流表读 数仍不为零；当电压表读数大于或等于 U 时，电流表读数为零．已知普朗克常量为 h，电子 的电荷量为 e.则这种阴极材料的极限频率为( ) A.eU h B．ν－eU h C．ν D．ν＋eU h 解析：B 合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于 U 时，电流表读数仍不 为零；当电压表读数大于或等于 U 时，电流表读数为零；根据爱因斯坦光电效应方程，阴 极材料的逸出功为：eU＝Ekm＝hν－W＝hν－hν0.那么这种阴极材料的极限频率为ν0＝ν－eU h ， 故 A、C、D 项错误，B 项正确． 6．频率为ν的光照到某金属材料时，产生光电子的最大初动能为 Ekm，改用频率为 3ν 的光照射同一金属材料，则所产生光电子的最大初动能为(h 为普朗克常量)( ) A．3Ekm B．Ekm＋hν C．Ekm－hν D．Ekm＋2hν 解析：D 根据光电效应方程得，金属的逸出功为 W0＝hν－Ekm，改用频率为 3ν的光照 射同一金属材料，则所产生光电的最大初动能 Ekm′＝3hν－W0＝Ekm＋2hν，故 D 项正确， A、B、C 项错误． 7．(2018·南宁模拟)某同学采用如图甲所示的装置研究光电效应现象，分别用 a、b、c 三束单色光照射图甲中的光电管的阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图 乙所示，其中 a、c 两束光照射时对应的遏止电压相同，均为 Ua，则下列论述正确的是( ) A．a、c 两束光的光强相同 B．a、c 两束光的频率相同 C．b 光束光子的能量最小 D．b 光束的波长最长，遏止电压最大 解析：B 由图可知，a 的饱和电流最大，因此 a 光束照射时单位时间内产生的光电子 数量大，光强大，故 A 项错误；当光电流为零时，光电管两端加的电压为遏止电压．对应 的光的频率为截止频率，根据 eU＝hν－W，入射光的频率越高，对应的遏止电压 U 越大．a 光、c 光的遏止电压相等，所以 a 光、c 光的频率相等，而 b 光的频率大，能量大，且对应 的波长最小，故 B 项正确，C、D 项错误． 8.(2018·西安模拟)2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是 发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器．他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理．如图 所示电路可研究光电效应规律．图中标有 A 和 K 的为光电管，其中 K 为阴极，A 为阳极．理 想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压．现接通电源， 用光子能量为 10.5 eV 的光照射阴极 K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片 P 缓慢向 右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压 表的示数为 6.0 V；现保持滑片 P 位置不变，以下判断正确的是( ) A．光电管阴极材料的逸出功为 4.5 eV B．若增大入射光的强度，电流计的读数不为零 C．若用光子能量为 12 eV 的光照射阴极 K，光电子的最大初动能一定变大 D．若用光子能量为 9.5 eV 的光照射阴极 K，同时把滑片 P 向左移动少许，电流计的读 数一定不为零 解析：AC 由电路图可知图中所加电压为反向减速电压，根据题意可知遏止电压为 6 V， 由 Ek＝hν－W0＝eUc 得 W0＝4.5 V，选项 A 正确；当电压达到遏止电压时，所有电子都不能 到达 A 极，无论光强如何变化，电流计示数仍为零，选项 B 错；若光子能量增大，根据光 电效应方程，光电子的最大初动能一定变大，选项 C 正确；若光子能量为 9.5 eV 的光照射 阴极 K，则遏止电压为 5 V，滑片 P 向左移动少许，电流计的读数仍可能为零，选项 D 错． 9．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到 一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射 金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光 子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意如图．用频率为ν的普通光源照射阴 极 K，没有发生光电效应．换用同样频率ν的强激光照射阴极 K，则发生了光电效应；此时， 若加上反向电压 U，即将阴极 K 接电源正极，阳极 A 接电源负极，在 KA 之间就形成了使光 电子减速的电场．逐渐增大 U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电 压 U 不可能是下列的(其中 W 为逸出功，h 为普朗克制量，e 为电子电量)( ) A．U＝hν e －W e B．U＝2hν e －W e C．U＝3hν 2e －W e D．U＝2hν－W 解析：ACD 根据题意知，一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率 为ν的强激光照射阴极 K，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为 nhν，n＝2,3,4…，则有： eU＝nhν－W，解得：U＝nhν e －W e ；n＝2,3,4…；故 B 项正确，A、C、D 项错误． 10．(2017·全国卷Ⅲ)在电光效应实验中，分别用频率为νa、νb 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( ) A．若νa>νb，则一定有 Uaνb，则一定有 Eka>Ekb C．若 Uaνb，则一定有 hνa－Eka>hνb－Ekb 解析：BC 由爱因斯坦光电效应方程 hν＝Ekm＋W0，由动能定理可得 Ekm＝eU，故当νa>νb 时，Ua>Ub，Eka>Ekb，故 A 错误，B 正确；若 UaW 乙 B．W 甲W 乙．如果用ν0 频率的光照射两种金属，根据光电效应方 程，当相同频率的光入射时，则逸出功越大的，其光电子的最大初动能越小，因此 E 甲