課時(shí)跟蹤檢測(三十七)波粒二象性

1、第 6 頁 共 6 頁課時(shí)跟蹤檢測（三十七） 波粒二象性對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：對(duì)光電效應(yīng)的理解1(2017·茂名一模)用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的措施是()A改用紅光照射B改用X射線照射C改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射D延長原紫外線的照射時(shí)間解析：選B根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生的條件0，必須用能量更大，即頻率更高的粒子。能否發(fā)生光電效應(yīng)與光的強(qiáng)度和照射時(shí)間無關(guān)。X射線的頻率大于紫外線的頻率。故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。2關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中正確的是()A發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，不改變?nèi)肷涔獾念l率，增大入射光強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增多B光電子的最大初動(dòng)

2、能跟入射光強(qiáng)度成正比C發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于107 sD只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應(yīng)才能發(fā)生解析：選A發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，不改變?nèi)肷涔獾念l率，增大入射光強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)打到金屬上的光子個(gè)數(shù)增加，則從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目增多，選項(xiàng)A正確；光電子的最大初動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度無關(guān)，隨入射光的頻率增大而增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都不超過109 s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；只有入射光的頻率大于該金屬的極限頻率時(shí)，即入射光的波長小于該金屬的極限波長時(shí)，光電效應(yīng)才能發(fā)生，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3(2017·邢臺(tái)模擬)用強(qiáng)度相同的紅光和藍(lán)光分別照射同一種金屬，均能使該金屬發(fā)生光電

3、效應(yīng)。下列判斷正確的是()A用紅光照射時(shí)，該金屬的逸出功小，用藍(lán)光照射時(shí)該金屬的逸出功大B用紅光照射時(shí)，該金屬的截止頻率低，用藍(lán)光照射時(shí)該金屬的截止頻率高C用紅光照射時(shí)，逸出光電子所需時(shí)間長，用藍(lán)光照射時(shí)逸出光電子所需時(shí)間短D用紅光照射時(shí)，逸出的光電子最大初動(dòng)能小，用藍(lán)光照射時(shí)逸出的光電子最大初動(dòng)能大解析：選D同種金屬的逸出功是相同的，A錯(cuò)誤；同種金屬的截止頻率是相同的，B錯(cuò)誤；只要金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，逸出光電子的時(shí)間一樣，C錯(cuò)誤；藍(lán)光的頻率比紅光大，由EkhW知，用藍(lán)光照射時(shí)逸出的光電子最大初動(dòng)能大，D正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：愛因斯坦的光電效應(yīng)方程及應(yīng)用4(2015·上海高考)某光源發(fā)出的

4、光由不同波長的光組成，不同波長的光的強(qiáng)度如圖所示。表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發(fā)出的光照射表中材料材料鈉銅鉑極限波長(nm)541268196A僅鈉能產(chǎn)生光電子B僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D都能產(chǎn)生光電子解析：選D當(dāng)光的波長小于金屬的極限波長時(shí)，被照射金屬發(fā)生光電效應(yīng)。又光源發(fā)出的光的波長約在25 nm到425 nm之間，故可使三種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，D項(xiàng)正確。5(多選)(2017·渭南質(zhì)檢)分別用波長為和2的光照射同一種金屬，產(chǎn)生的速度最快的光電子速度之比為21，普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示，那么下列說法正確的有()A該種金屬的逸出功為B該種金

5、屬的逸出功為C波長超過2的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D波長超過4的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)解析：選AD由hW0Ek知hW0mv12，hW0mv22，又v12v2，得W0，A正確，B錯(cuò)誤；光的波長小于或等于3時(shí)都能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤，D正確。6如圖甲所示，合上開關(guān)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表計(jì)數(shù)仍不為零，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。把電路改為圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，則逸出功及電子到達(dá)陽極時(shí)的最大動(dòng)能為()A1.5 eV0.6 eVB1.7 eV1.9 eVC1

6、.9 eV2.6 eV D3.1 eV4.5 eV解析：選C光子能量h2.5 eV的光照射陰極，電流表讀數(shù)不為零，則能發(fā)生光電效應(yīng)，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.6 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零，則電子不能到達(dá)陽極，由動(dòng)能定理eUmvm2知，最大初動(dòng)能EkmeU0.6 eV，由光電效應(yīng)方程hEkmW0知W01.9 eV，對(duì)圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，電子到達(dá)陽極的最大動(dòng)能EkmEkmeU0.6 eV2 eV2.6 eV。故C正確。7(多選)(2017·黃岡中學(xué)模擬)如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)電路，電源的兩個(gè)電極分別與接線柱c、d連接。用一定頻率的單色光a照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)G的指針會(huì)

7、發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的單色光b照射該光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)G的指針不偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是()Aa光的頻率一定大于b光的頻率B電源正極可能與c接線柱連接C用b光照射光電管時(shí)，一定沒有發(fā)生光電效應(yīng)D若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由eGf解析：選ABD由于電源的接法不知道，所以有兩種情況：(1)c接負(fù)極，d接正極：用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知a光頻率大于金屬的極限頻率。用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知b光的頻率小于金屬的極限頻率，所以a光的頻率一定大于b光的頻率。(2)c接正極，d接負(fù)極：用某種頻率的單色光a照射

8、光電管陰極K，電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知a光產(chǎn)生的光電子能到達(dá)負(fù)極d端。用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知b光產(chǎn)生的光電子不能到達(dá)負(fù)極d端，所以a光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能大，所以a光的頻率一定大于b光的頻率，故A、B正確；由以上的分析可知，不能判斷出用b光照射光電管時(shí)，一定沒有發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；電流的方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反，若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由eGf，故D正確。8(2016·江蘇高考)幾種金屬的逸出功W0見下表：金屬鎢鈣鈉鉀銣W0(×1019 J)7.265.123.663.603.41用一束可見光

9、照射上述金屬的表面，請通過計(jì)算說明哪些能發(fā)生光電效應(yīng)。已知該可見光的波長范圍為4.0×1077.6×107 m，普朗克常數(shù)h6.63×1034 J·s。解析：光子的能量E取4.0×107 m，則E5.0×1019 J根據(jù)EW0判斷，鈉、鉀、銣能發(fā)生光電效應(yīng)。答案：鈉、鉀、銣對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：與光電效應(yīng)有關(guān)的圖像問題9(2017·蘭州模擬)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示。則可判斷出()A甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長大于丙光的波長C乙光對(duì)應(yīng)的

10、截止頻率大于丙光的截止頻率D甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子對(duì)應(yīng)的最大初動(dòng)能解析：選B因光電管不變，所以逸出功不變。由圖像知甲光、乙光對(duì)應(yīng)的遏止電壓相等，且小于丙光對(duì)應(yīng)的遏止電壓，所以甲光和乙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能相等且小于丙光的光電子最大初動(dòng)能，故D錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0知甲光和乙光的頻率相等，且小于丙光的頻率，甲光和乙光的波長大于丙光的波長，故A錯(cuò)誤，B正確；截止頻率是由金屬?zèng)Q定的，與入射光無關(guān)，故C錯(cuò)誤。10.(多選)研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，以頻率為v的光照射光電管陰極K時(shí)，有光電子產(chǎn)生。由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向

11、陽極A做減速運(yùn)動(dòng)。光電流i由圖中電流計(jì)測出，反向電壓U由電壓表測出。當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)稱為反向截止電壓Uc，在下圖所表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖像中，正確的是()解析：選ACD當(dāng)反向電壓U與入射光頻率v一定時(shí)，光電流i與光強(qiáng)成正比，所以A圖正確；頻率為v的入射光照射陰極所發(fā)射出的光電子的最大初動(dòng)能為mevmax2hvW0，而截止電壓Uc與最大初動(dòng)能的關(guān)系為eUcmvmax2，所以截止電壓Uc與入射光頻率v的關(guān)系是eUchvW0，其函數(shù)圖像不過原點(diǎn)，所以B圖錯(cuò)誤；當(dāng)光強(qiáng)與入射光頻率一定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)單位面積上逸出的光電子數(shù)及其最大初動(dòng)能是一定的，所形成的光電流強(qiáng)度會(huì)隨反向電壓的增

12、大而減少，所以C圖正確；根據(jù)光電效應(yīng)的瞬時(shí)性規(guī)律，不難確定D圖是正確的。11如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管。用波長0.50 m的綠光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測得流過表的電流I與AK之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取h6.63×1034 J·s。結(jié)合圖像，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時(shí)的最大動(dòng)能。(2)該陰極材料的極限波長。解析：(1)光電流達(dá)到飽和時(shí)，陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù)n(個(gè))4.0×1012(個(gè))光電子的最大初動(dòng)能為：EkmeU01.6×1019 C×

13、;0.6 V9.6×1020 J。(2)設(shè)陰極材料的極限波長為0，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ekmhh，代入數(shù)據(jù)得00.66 m。答案：(1)4.0×1012個(gè)9.6×1020 J(2)0.66 m對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：對(duì)波粒二象性的理解12(多選)美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量，被電子散射的X光子與入射的X光子相比()A速度減小B頻率減小C波長減小 D能量減小解析：選BD光速不變，A錯(cuò)誤；光子將一部分能量轉(zhuǎn)移到電子，其能量減小，隨之光子的頻率減小、波長變長，B、D正確，C錯(cuò)誤。13(多選)下列關(guān)于波粒二象性的說法正確的是()A光電效應(yīng)揭示了光的波動(dòng)性B使光子一個(gè)一個(gè)地通過單縫，若時(shí)間足夠長，底片上也會(huì)出現(xiàn)衍射圖樣C黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用