【物理】2020届二轮复习光电效应 波粒二象性 作业

【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)．‎