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1、课时跟踪检测五十四波粒二象性【基础过关】1(多选)光电效应实验中，下列表述正确的是()A光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关D入射光频率大于极限频率才能产生光电子解析：光电流的大小只与单位时间流过单位面积的光电子数目有关，而与光照时间的长短无关，选项A错误；无论光强多强，光照时间多长，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故选项B错误；遏止电压即反向截止电压，eUhW0，与入射光的频率有关，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，则遏止电压越大，故选项C正确；无论光强多弱，光照时间多短，只要光的频率大于极限频率就能产生光电
2、效应，故选项D正确答案：CD2用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图下列说法中正确的是()Aa光光子的频率大于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度Ba光光子的频率小于b光光子的频率，a光的强度小于b光的强度C如果使b光的强度减半，则在任何电压下，b光产生的光电流强度一定比a光产生的光电流强度小D另一个光电管加一定的正向电压，如果a光能使该光电管产生光电流，则b光一定能使该光电管产生光电流解析：由图象可得b光照射光电管时反向截止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以b光的频率大，光子的能量大由图象可知，a光的饱和光电流大于b光，故a
3、光的光强大于b光，故A、B错误；如果使b光的强度减半，则只是b光的饱和光电流减半，在特定的电压下，b光产生的光电流强度不一定比a光产生的光电流强度小，选项C错误；因b光的频率大于a光，故另一个光电管加一定的正向电压，如果a光能使该光电管产生光电流，则b光一定能使该光电管产生光电流，选项D正确答案：D3(多选)已知钙和钾的截止频率分别为7.731014 Hz和5.441014 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，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()A波长 B频率C能量 D动量解析：根据爱因斯坦光电效应方程得：EkhW0，又 W0hc；联立得Ekhh
4、c，据题钙的截止频率比钾的截止频率大，由上式可知：从钾表面逸出的光电子最大初动能较大，由P，可知钾光电子的动量较大，根据可知，波长较小，则频率较大，故A错误，B、C、D正确答案：BCD4.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示则这两种光()A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角大C通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大解析：由光电效应方程qUcmvhW0，由题图可得b光照射光电管时使其逸出的光电子最大初动能大，b光的频率大，波长小，
5、故A错误；b光的频率大，在玻璃中的折射率nb大，由Carcsin可知：从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角小，a光大，故B错误；发生双缝干涉时，x，b光波长小，相邻条纹间距b光小，a光大，故C正确；在玻璃中的折射率nbna，b光的偏折程度大，故D错误答案：C5在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近已知中子质量m1.671027 kg，普朗克常量h6.631034 Js，可以估算德布罗意波长1.821010 m的热中子动能的数量级为()A1017 J B1019 JC1021 J D1024 J解析：德布罗意波长h/p，ph/，p是3.
6、61024 kgm/s(只说大概数量级)，动能Ep2/2m3.91021 J所以选C.答案：C【提升过关】一、单项选择题1下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是()A有的光是波，有的光是粒子B光子与电子是同样的一种粒子C光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D大量光子的行为往往显示出粒子性解析：光具有波粒二象性，故A错误；电子是组成原子的基本粒子，有确定的静止质量，是一种物质实体，速度可以低于光速；光子代表着一份能量，没有静止质量，速度永远是光速，故B错误；光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著，故C正确；大量光子运动的规律表现出光的波动性，故D错误答案：C2(
7、2015年上海卷)某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料()材料钠铜铂极限波长(nm)541268196A.仅钠能产生光电子B仅钠、铜能产生光电子C仅铜、铂能产生光电子D都能产生光电子解析：根据爱因斯坦光电效应方程可知，只有光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长小于100 nm，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D正确，A、B、C错误答案：D二、多项选择题3.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象闭合开关S，在
8、阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能Ekm.现分别用频率为1和2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是()A用频率为1的光照射时，光电子的最大初速度vB阴极K金属的逸出功W0h1eU1C阴极K金属的极限频率cD普朗克常数h解析：光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得eU10mv，则得光电子的最大初速度vm1，故A正确；根据爱因斯坦光电效应方程得h1eU1W，h2eU2W，由得：金属的逸出功Wh1eU1
9、.联立得h，故B正确，D错误，阴极K金属的极限频率0，故C错误答案：AB4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E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：根据光电效应实验得出的结论：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，故A正确，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C正确；遏
10、止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，保持入射光的光强不变，若低于遏止频率，则没有光电流产生，故D错误，E正确答案：ACE5现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性下列事实中突出体现波动性的是()A一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C质量为103 kg、速度为102 m/s的小球，其德布罗意波长约为1028 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同解析：A选项突出体现光的粒子性；B选项中的现象是光的干涉现象，突出体现
11、了光的波动性；C选项宏观物体的德布罗意波长太小，所以很难观察到波动性；D选项正确，人们之所以利用热中子研究晶体的结构，就是因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同答案：BD6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，都能产生光电效应对于这两个过程下列四个物理量中，一定不同的是()A遏制电压 B饱和光电流C光电子的最大初动能 D逸出功解析：不同的金属具有不同的逸出功，遏制电压为U，光电子的最大初动能为EkhW0，饱和光电流由单位时间内的入射光子数决定，综上可知A、C、D正确答案：ACD三、填空题7通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率，作出Uc的图象，
12、由此算出普朗克常量h，图中频率1、2，遏止电压Uc1、Uc2以及电子的电荷量e为已知，则：(1)普朗克常量h_.(2)该金属的截止频率0_.解析：(1)根据光电效应方程mvhW0.根据动能定理得，eUcmv，联立两式解得Uc.图线的斜率k解得h.(2)根据eUc1h1W0，eUc2h2W0得，W0.因为W0h0，则0.答案：(1)(2)8利用如图甲所示的实验装置研究光电效应现象当用不同的A、B两种光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示已知A光的光子能量为5 eV，则(1)A光照射时射出的光电子的最大初动能为_eV.(2)金属的逸出功为_eV.(3)A光的频率_B光的频
13、率(填“大于”“等于”或者“小于”)解析：(1)A光照射后遏止电压为2 V，根据动能定理知eUcmv，则光电子最大初动能为Ekm2 eV.(2)根据光电效应方程知：EkmhW0，解得金属的逸出功为W0hEkm5 eV2 eV3 eV.(3)由乙图可知，B光照射后遏止电压较大，则B光照射后光电子的最大初动能较大，逸出功相等，根据光电效应方程知，A光的频率小于B光的频率答案：(1)2(2)3(3)小于9某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21 eV，用波长为2.5107 m的紫外线照射阴极，已知真空中的光速为3.0108 m/s，元电荷为1.61019 C，普朗克常量为6.631034
14、 Js.则钾的极限频率是_ Hz，该光电管发射的光电子的最大初动能是_ J(保留两位有效数字)解析：(1)根据逸出功W0h0，得：05.31014 Hz.(2)根据光电效应方程：EkhW0光速、波长、频率之间关系为：由解得：Ek4.41019 J.答案：5.310144.41019四、计算题10某单色光照射光电管阴极K，发生光电效应，测得电子的最大初动能为8.80 eV，若此光是一群氢原子受激发后处于n4能级向低能级跃迁时产生的，则阴极K的逸出功为多少电子伏特？电子的遏止电压为多少伏？解析：由题意可知，氢原子跃迁时释放的光子能量大于最大初动能，可知是从n4跃迁到n1，若从n4跃迁到n1，光子能量为12.75 eV，根据光电效应方程知，逸出功W0hEkm12.758.80 eV3.95 eV，根据EkmeUc得，遏止电压Uc8.80 V.答案：3.95 eV8.80 V