【物理】2020届二轮复习光电效应 波粒二象性 作业

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【物理】2020届二轮复习光电效应 波粒二象性 作业

光电效应 波粒二象性 ‎1.用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19J.已知普朗克常量为6.63×10-34J·s,真空中的光速为3.0×‎108 m·s-1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为(  )‎ A.1×1014 Hz      B.8×1014 Hz C.2×1015 Hz D.8×1015 Hz 解析:B [由光电效应方程式得:Ekm=hν-W0①‎ W0=hν0②‎ 联立①②得:ν0=ν-=-=8×1014Hz.]‎ ‎2.(多选)1905年,爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广,成功地解释了光电效应现象,提出了光子说.在给出与光电效应有关的四个图象中,下列说法正确的是(   )‎ A.图1中,当紫外线照射锌板时,发现验电器指针发生了偏转,说明锌板带正电,验电器带负电 B.图2中,从光电流与电压的关系图象中可以看出,电压相同时,光照越强,光电流越大,说明遏止电压和光的强度有关 C.图3中,若电子电荷量用e表示,ν1、νc、U1已知,由Uc-ν图象可求得普朗克常量的表达式为h= D.图4中,由光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象可知该金属的逸出功为E或hν0‎ 解析:CD [用紫外线灯发出的紫外线照射锌板,锌板失去电子带正电,验电器与锌板相连,则验电器的金属球和金属指针带正电,故选项A错误;由题图可知电压相同时,光照越强,光电流越大,只能说明光电流强度与光的强度有关,遏止电压只与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,故选项B错误;根据爱因斯坦光电效应方程Uce=hν-W0,可知Uc=ν-,图象Uc-ν的斜率表示,即=,解得h=,故选项C正确;根据光电效应方程Ek=hν-W0,Ek-ν图线的纵轴截距的绝对值表示逸出功,则逸出功为E,当最大初动能为零,入射光的频率等于金属的极限频率,则金属的逸出功等于hν0,故选项D正确.]‎ ‎3.(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.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 解析:ACD [电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,可以说明电子是一种波,故A正确;β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹,可以说明β射线是一种粒子,故B错误;人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构,中子衍射说明中子是一种波,故C正确;人们利用电子显微镜观测物质的微观结构,利用了电子束的衍射现象,说明电子束是一种波,故D正确.]‎ ‎4.下列说法中正确的是(   )‎ A.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性 B.康普顿效应说明光子既有能量又有动量 C.光是高速运动的微观粒子,单个光子不具有波粒二象性 D.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动 解析:B [由德布罗意理论知,宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到波动性,但仍具有波粒二象性,A、D错误;康普顿效应说明光子除了具有能量之外还有动量,B正确;波粒二象性是光子的特性,单个光子也具有波粒二象性,C错误.]‎ ‎5.(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:AB [光电效应现象说明光具有粒子性,A对;衍射是波特有的特征,B对;黑体辐射可用光的粒子性解释,C错;由德布罗意波长公式λ=可知λ=,因电子和质子的质量不同,它们的波长也就不同,D错.]‎ ‎6.(多选)如图所示,用导线把验电器与锌板相连接,当用紫外线照射锌板时,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 答案:BC ‎7.(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.减少入射光的强度,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:AD [增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积上的光子数增加,则光电流将增大,故选项A正确;光电效应是否发生取决于入射光的频率,而与入射光强度无关,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,增大入射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D正确.]‎ ‎8.(多选)1927年戴维逊和革末完成了电子衍射实验,该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一.如图所示的是该实验装置的简化图,下列说法正确的是 (  )‎ A.亮条纹是电子到达概率大的地方 B.该实验说明物质波理论是正确的 C.该实验再次说明光子具有波动性 D.该实验说明实物粒子具有波动性 解析:ABD [电子属于实物粒子,电子衍射实验说明电子具有波动性,说明物质波理论是正确的,与光的波动性无关,B、D正确,C错误;物质波也是概率波,亮条纹是电子到达概率大的地方,A正确.]‎ ‎9.(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.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 ‎[解析] AC [保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,单位时间内光电子变多,饱和光电流变大,A对;据爱因斯坦光电效应方程mv=hν-W0可知,入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大,饱和光电流不变,B错,C对;当hν<W0时没有光电流产生,D错.]‎ ‎10.(多选)1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年,这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文,其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象.关于光电效应,下列说法正确的是(   )‎ A.当入射光的频率低于极限频率时,不能发生光电效应 B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比 D.某单色光照射一金属时不发生光电效应,改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应 解析:AD [根据光电效应现象的实验规律,只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应,故A、D正确.根据光电效应方程,最大初动能与入射光频率为线性关系,但非正比关系,B错误;根据光电效应现象的实验规律,光电子的最大初动能与入射光强度无关,C错误.]‎ ‎11.(多选)用如图所示的光电管研究光电效应的实验中,用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转.而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,那么(  )‎ A.a光的频率一定大于b光的频率 B.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 C.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 D.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 解析:AB [由于用单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转,说明发生了光电效应,而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,说明b光不能发生光电效应,即a光的频率一定大于b光的频率,A正确;增加a光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加,则通过电流计G的电流增大,因为b光不能发生光电效应,所以即使增加b光的强度也不可能使电流计G 的指针发生偏转,B正确,C错误;用a光照射光电管阴极K时,通过电流计G的电子的方向是由d到c,所以电流方向是由c到d,选项D错误,故选A、B.]‎ ‎12.(多选)在光电效应实验中,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Ua<Ub B.若νa>νb,则一定有Eka>Ekb C.若Ua<Ub,则一定有Eka<Ekb D.若νa>νb,则一定有hνa-Eka>hνb-Ekb ‎[解析] BC [光照射到同种金属上,同种金属的逸出功相同.若νa>νb,据hν-W0=Ek,得Eka>Ekb,则B项正确.由hν-W0=Ek=eU,可知当νa>νb时Ua>Ub,则A项错误.若Ua<Ub,说明Eka<Ekb,则C项正确.由hν-Ek=W0,而同一种金属W0相同,故D项错误.]‎ ‎ 应用光电效应方程时的注意事项 ‎1.每种金属都有一个截止频率,入射光频率大于这个截止频率时才能发生光电效应.‎ ‎2.截止频率是发生光电效应的最小频率,对应着光的极限波长和金属的逸出功,即hνc=h=W0.‎ ‎3.应用光电效应方程Ek=hν-W0时,注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1 eV=1.6×10-19 J).‎
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