波粒二象性知識(shí)點(diǎn)練習(xí)答案

波粒二象性知識(shí)點(diǎn)一、光電效應(yīng)現(xiàn)象1、光電效應(yīng)：光電效應(yīng)：物體在光（包括不可見光）的照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。2、光電效應(yīng)的研究結(jié)論：=1\*GB3①任何一種金屬，都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)；低于這個(gè)頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。=2\*GB3②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨著入射光頻率的增大而增大。注意：從金屬出來(lái)的電子速度會(huì)有差異，這里說(shuō)的是從金屬表面直接飛出來(lái)的光電子。=3\*GB3③入射光照到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)10-9s；=4\*GB3④當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。光電效應(yīng)的應(yīng)用：光電管：光電管的陰極表面敷有堿金屬，對(duì)電子的束縛能力比較弱，在光的照射下容易發(fā)射電子，陰極發(fā)出的電子被陽(yáng)極收集，在回路中形成電流，稱為光電流。注意：①光電管兩極加上正向電壓，可以增強(qiáng)光電流。②光電流的大小跟入射光的強(qiáng)度和正向電壓有關(guān)，與入射光的頻率無(wú)關(guān)。入射光的強(qiáng)度越大，光電流越大。=3\*GB3③遏止電壓U0?；芈分械墓怆娏麟S著反向電壓的增加而減小，當(dāng)反向電壓U0滿足：，光電流將會(huì)減小到零，所以遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)。4、波動(dòng)理論無(wú)法解釋的現(xiàn)象：①不論入射光的頻率多少，只要光強(qiáng)足夠大，總可以使電子獲得足夠多的能量，從而產(chǎn)生光電效應(yīng)，實(shí)際上如果光的頻率小于金屬的極限頻率，無(wú)論光強(qiáng)多大，都不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。②光強(qiáng)越大，電子可獲得更多的能量，光電子的最大初始動(dòng)能應(yīng)該由入射光的強(qiáng)度來(lái)決定，實(shí)際上光電子的最大初始動(dòng)能與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，與頻率有關(guān)。③光強(qiáng)大時(shí)，電子能量積累的時(shí)間就短，光強(qiáng)小時(shí)，能量積累的時(shí)間就長(zhǎng)，實(shí)際上無(wú)論光入射的強(qiáng)度怎樣微弱，幾乎在開始照射的一瞬間就產(chǎn)生了光電子.二、光子說(shuō)1、普朗克常量普郎克在研究電磁波輻射時(shí)，提出能量量子假說(shuō)：物體熱輻射所發(fā)出的電磁波的能量是不連續(xù)的，只能是的整數(shù)倍，稱為一個(gè)能量量子。即能量是一份一份的。其中輻射頻率，是一個(gè)常量，稱為普朗克常量。2、光子說(shuō)在空間中傳播的光的能量不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能量ε跟光的頻率ν成正比。，其中：是普朗克常量，v是光的頻率。三、光電效應(yīng)方程1、逸出功W0:電子脫離金屬離子束縛，逸出金屬表面克服離子引力做的功。2、光電效應(yīng)方程：如果入射光子的能量大于逸出功W0，那么有些光電子在脫離金屬表面后還有剩余的動(dòng)能——根據(jù)能量守恒定律，入射光子的能量等于出射光子的最大初動(dòng)能與逸出功之和，即其中是指出射光子的最大初動(dòng)能。光電效應(yīng)的解釋：①極限頻率：金屬內(nèi)部的電子一般一次只能吸收一個(gè)光子的能量，只有入射光子的能量大于或者等于逸出功W0即：時(shí)，電子才有可能逸出，這就是光電效應(yīng)存在極限頻率的原因。②遏制電壓：由和有：，所以遏制電壓只與入射光頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，這就是光電效應(yīng)存在遏制電壓的原因。四、康普頓效應(yīng)（表明光子具有動(dòng)量）1、康普頓效應(yīng)：用X射線照射物體時(shí)，一部分散射出來(lái)的X射線的波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)，這個(gè)現(xiàn)象叫康普頓效應(yīng)。康普頓效應(yīng)是驗(yàn)證光的波粒二象性的重要實(shí)驗(yàn)之一。2、康普頓效應(yīng)的意義：證明了愛(ài)因斯坦光子假說(shuō)的正確性，揭示了光子不僅具有能量，還具有動(dòng)量。光子的動(dòng)量為3、現(xiàn)象解釋：碰撞前后光子與電子總能量守恒，總動(dòng)量也守恒。碰撞前，電子可近似視為靜止的，碰撞后，電子獲得一定的能量和動(dòng)量，X光子的能量和動(dòng)量減小，所以X射線光子的波長(zhǎng)λ變長(zhǎng)。五、光的波粒二象性物質(zhì)波概率波不確定關(guān)系干涉、衍射和偏振以無(wú)可辯駁的事實(shí)表明光是一種波；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無(wú)可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子，由于光既有波動(dòng)性，又有粒子性，只能認(rèn)為光具有波粒二象性。但不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的波，也不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的粒子。少量的光子表現(xiàn)出粒子性，大量光子運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為波動(dòng)性；光在傳播時(shí)顯示波動(dòng)性，與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，往往顯示粒子性；頻率小波長(zhǎng)大的波動(dòng)性顯著，頻率大波長(zhǎng)小的粒子性顯著。，表示式也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長(zhǎng)λ。德布羅意波1924年德布羅意提出，實(shí)物粒子和光子一樣具有波動(dòng)性，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種與之對(duì)應(yīng)的波，波長(zhǎng)λ=h/p，這種波叫物質(zhì)波，也叫德布羅意波。從光子的概念上看，光波是一種概率波。光子落在明條紋的概率高，落在暗條紋的概率低。干涉條紋是光子落在感光片上各點(diǎn)的概率分布的反映。注意：亮紋是光子落的概率大，暗紋是概率小，不是光子照不到。微觀粒子的坐標(biāo)和動(dòng)量不能同時(shí)完全精確地確定。如果用表示微觀粒子位置的不確定性，用表示微觀粒子在方向上動(dòng)量的不確定性，則有。原因是因?yàn)槲⒂^粒子具有波動(dòng)性。(1)由不確定性關(guān)系可知，坐標(biāo)和動(dòng)量，其中一個(gè)測(cè)量得越準(zhǔn)確，另外一個(gè)的不確定性就越大。(2)微觀粒子的波粒二象性和不確定性關(guān)系本質(zhì)是一樣的，導(dǎo)致共同的結(jié)果：微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不能通過(guò)確定的軌道來(lái)描述，只能通過(guò)概率波做統(tǒng)計(jì)性的描述。(3)不確定性關(guān)系對(duì)宏觀物體沒(méi)有意義。㈠①頻率高波長(zhǎng)短，粒子性明顯 ②頻率低波長(zhǎng)長(zhǎng)，波動(dòng)性明顯㈡①傳播時(shí)，波動(dòng)性明顯 ②光的產(chǎn)生，與其他物質(zhì)作用，粒子性明顯㈢①個(gè)別時(shí)，粒子性明顯 ②大量時(shí)，波動(dòng)性明顯典型例題透析

類型一——光的本性的認(rèn)識(shí)

1、關(guān)于光的本性，下列說(shuō)法中正確的是（）

A、關(guān)于光的本性，牛頓提出微粒說(shuō)，惠更斯提出波動(dòng)說(shuō)，愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō)，它們都說(shuō)明了光的本性

B、光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成微觀概念上的粒子

C、光的干涉、衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性

D、光的波粒二象性是將牛頓的波動(dòng)說(shuō)和惠更斯的粒子說(shuō)真正有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)

解析：光具有波粒二象性，這是現(xiàn)代物理學(xué)關(guān)于光的本性的認(rèn)識(shí)，光的波粒二象性不同于牛頓提出的微粒說(shuō)和惠更斯的波動(dòng)說(shuō)，是愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)和麥克斯韋的電磁說(shuō)的統(tǒng)一。光的干涉、衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，故A，B，D錯(cuò)誤，C對(duì)。

答案：C

總結(jié)升華：光既有波動(dòng)性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，這就是光的本性。

變式練習(xí)

【變式】關(guān)于光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的是：（）

A.有的光是波，有的光是粒子

B.光子與電子是同樣的一種粒子

C.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性就越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性就越顯著

D.光子的數(shù)量越少波動(dòng)性就越顯著；光子的數(shù)量越多粒子性就越顯著

解析：光具有波粒二象性，不能分割開來(lái)；光是一種電磁波，而電子是實(shí)物粒子，二者不能混淆；大量光子的行為往往體現(xiàn)為波動(dòng)性，少數(shù)光子的行為表現(xiàn)為粒子性；波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波動(dòng)性越顯著，波長(zhǎng)越短，粒子性越顯著。選項(xiàng)C正確。

類型二——光電效應(yīng)規(guī)律

2、入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，那么：（）

A、從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加；

B、逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減?。?/p>

C、單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少；

D、有可能不發(fā)生光電效應(yīng)；

解析：考察光電效應(yīng)的規(guī)律。光電效應(yīng)的發(fā)生時(shí)間極短，小于，與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，不會(huì)出現(xiàn)時(shí)間間隔明顯增加的現(xiàn)象；逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，對(duì)于一種金屬而言，只和入射光的頻率有關(guān)，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，最大初動(dòng)能與入射光頻率之間的關(guān)系為；在入射光頻率大于極限頻率時(shí)，發(fā)生光電效應(yīng)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子個(gè)數(shù)與光強(qiáng)成正比，因此當(dāng)入射光減弱時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子個(gè)數(shù)也減少；能否發(fā)生光電效應(yīng)與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，只要入射光頻率大于極限頻率就能發(fā)生。選C。

變式練習(xí)

【變式】已知銫的極限頻率為4.545×1014Hz,鈉的極限頻率為6.0×1014Hz,銀的極限頻率為1.153×1015Hz，鉑的極限頻率為1.529×1015Hz。當(dāng)用波長(zhǎng)為0.375um的光照射它們時(shí)，可能發(fā)生光電效應(yīng)的是___________。

解析：由C＝λυ可算出照射光的頻率

υ=Hz＝8.0×1014Hz

照射光的頻率大于銫和鈉的極限頻率，銫和鈉可發(fā)生光電效應(yīng)。

答案：銫和鈉

3、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υ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)射后將向陽(yáng)極A作減速運(yùn)動(dòng)，光電流由圖中電流計(jì)G測(cè)出，反向電壓U由電壓表V測(cè)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U0。

在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中，錯(cuò)誤的是：[]

解析：本題中的選項(xiàng)A、D不難從光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律作出判斷：光電流與入射光的強(qiáng)度成正比，產(chǎn)生光電效應(yīng)的時(shí)間一般不超過(guò)10-9s，故選項(xiàng)A、D的圖象是正確的。

由反向截止電壓的概念可知選項(xiàng)C的圖象也是正確的。

由題意可知,而由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，有,故，與υ不成正比，選項(xiàng)B的圖象是錯(cuò)誤的。

答案：B

總結(jié)升華：1、發(fā)生光電效應(yīng)的幾個(gè)特點(diǎn)

（1）瞬時(shí)性.從光照到放出電子幾乎是同時(shí)的，與照射光強(qiáng)度及頻率無(wú)關(guān)。

（2）對(duì)應(yīng)性.金屬表面每吸收一個(gè)光子就釋放一個(gè)電子。

（3）頻率條件.≥0（0為極限頻率，逸出功W＝h0）。

2、在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律中，有兩個(gè)關(guān)系：

（1）光電效應(yīng)的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大；

（2）光電流的強(qiáng)度跟入射光強(qiáng)度成正比。

變式練習(xí)

【變式】對(duì)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程下面的理解正確的有：（）

A.只要是用同種頻率的光照射同一種金屬，那么從金屬中逸出的所有光電子都會(huì)具有同樣的初動(dòng)能Ek

B.式中的W表示每個(gè)光電子從金屬中飛出過(guò)程中克服金屬中正電荷引力所做的功

C.逸出功W和極限頻率ν0之間應(yīng)滿足關(guān)系式

D.光電子的最大初動(dòng)能和入射光的頻率成正比

解析：愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程中的W表示從金屬表面直接中逸出的光電子克服金屬中正電荷引力做的功，因此是所有逸出的光電子中克服引力做功的最小值。對(duì)應(yīng)的光電子的初動(dòng)能是所有光電子中最大的。其它光電子的初動(dòng)能都小于這個(gè)值。若入射光的頻率恰好是極限頻率，即剛好能有光電子逸出，可理解為逸出的光電子的最大初動(dòng)能是0，因此有。由可知和ν之間是一次函數(shù)關(guān)系，但不是成正比關(guān)系。本題應(yīng)選C。

類型三——光子的能量、物質(zhì)波

4、激光光波功率為P，激光在真空中的波長(zhǎng)為λ，光速為c，普朗克恒量為h，該激光光波每秒輻射光子數(shù)為___________。

解析：激光的頻率為υ=,

一個(gè)激光光子的能量為E＝hυ=h

一秒內(nèi)激光輻射的能量為P

一秒內(nèi)激光輻射的光子數(shù)為n＝

5、關(guān)于物質(zhì)波，以下說(shuō)法正確的是（）

A、任何一個(gè)物體都有一種波動(dòng)與之對(duì)應(yīng)

B、抖動(dòng)細(xì)繩一端，繩上的波就是物質(zhì)波

C、動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子相比，質(zhì)子的物質(zhì)波波長(zhǎng)短

D、宏觀物體不會(huì)發(fā)生明顯的衍射或干涉現(xiàn)象，所以沒(méi)有物質(zhì)波

解析：任何一個(gè)物體都是運(yùn)動(dòng)著的，根據(jù)德布羅意假設(shè)，都有一種波動(dòng)之對(duì)應(yīng)，A對(duì)；繩上的波是機(jī)械波，不是物質(zhì)波，B錯(cuò)；動(dòng)能相等時(shí)，由得質(zhì)子的動(dòng)量大些，由知質(zhì)子的物質(zhì)波波長(zhǎng)短，C對(duì)；宏觀物體物質(zhì)波波長(zhǎng)太短，難以觀測(cè)，但具有波動(dòng)性，D錯(cuò)。

答案：AC

總結(jié)升華：光具有波粒二象性，空間傳播的光不是連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫一個(gè)光子，每個(gè)光子的能量為ε=h。法國(guó)物理學(xué)家德布羅意把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，提出：實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，即每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子都與一個(gè)對(duì)應(yīng)的波相聯(lián)系,而且粒子的能量ε和動(dòng)量p跟它所對(duì)應(yīng)的波的頻率和波長(zhǎng)λ之間，也向光子跟光波一樣，遵從如下關(guān)系：ε=h，p=mv=h/λ。

變式練習(xí)

【變式】照到地面上的太陽(yáng)光的平均波長(zhǎng)為5.0×10-7m,每平方米的功率為8W。則每秒鐘落在地面1m2面積上的光子數(shù)為_________。

解析：每個(gè)太陽(yáng)光子的能量E=hυ=hc/λ

每秒鐘落在地面1m2面積上的光子數(shù)n=P/E

代入數(shù)據(jù)可求得n=2.01×1019個(gè)

答案：2.01×1019個(gè)一、選擇題（每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的或不答的得0分。）1．下列關(guān)于光電效應(yīng)的說(shuō)法正確的是（）A．若某材料的逸出功是W，則它的極限頻率B．光電子的初速度和照射光的頻率成正比C．光電子的最大初動(dòng)能和照射光的頻率成正比D．光電子的最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大2．在下列各組所說(shuō)的兩個(gè)現(xiàn)象中，都表現(xiàn)出光具有粒子性的是（）A．光的折射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象B．光的反射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象C．光的衍射現(xiàn)象、色散現(xiàn)象D．光電效應(yīng)現(xiàn)象、康普頓效應(yīng)3．關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是（）A．大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性B．光在傳播時(shí)是波，而與物質(zhì)相互作用時(shí)就轉(zhuǎn)變成粒子C．高頻光是粒子，低頻光是波D．波粒二象性是光的根本屬性，有時(shí)它的波動(dòng)性顯著，有時(shí)它的粒子性顯著4．當(dāng)具有5.0eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有最大的初動(dòng)能是1.5eV．為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最低能量為（）A．1.5eV B．3.5eVC．5.0eV D．6.5eV5．紫外線光子的動(dòng)量為．一個(gè)靜止的吸收了一個(gè)紫外線光子后（）A．仍然靜止B．沿著光子原來(lái)運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)C．沿光子運(yùn)動(dòng)相反方向運(yùn)動(dòng)D．可能向任何方向運(yùn)動(dòng)6．關(guān)于光電效應(yīng)，以下說(shuō)法正確的是（）A．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比B．光電子的最大初動(dòng)能越大，形成的光電流越強(qiáng)C．能否產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量是否大于或等于金屬的逸出功D．用頻率是的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻率是的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應(yīng)7．在驗(yàn)證光的波粒二象性的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是（）A．使光子一個(gè)一個(gè)地通過(guò)單縫，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上會(huì)出現(xiàn)衍射圖樣B．單個(gè)光子通過(guò)單縫后，底片上會(huì)出現(xiàn)完整的衍射圖樣C．光子通過(guò)單縫的運(yùn)動(dòng)路線像水波一樣起伏D．單個(gè)光子通過(guò)單縫后打在底片的情況呈現(xiàn)出隨機(jī)性，大量光子通過(guò)單縫后打在底片上的情況呈現(xiàn)出規(guī)律性8．用波長(zhǎng)為和的單色光A和B分別照射兩種金屬C和D的表面．單色光A照射兩種金屬時(shí)都能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；單色光B照射時(shí)，只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能使A．＞，＞B．＞，＜C．＜，＞D．＜，＜9．在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長(zhǎng)與晶體中原子間距相近，已知中子質(zhì)量m=1.67×10-27kg，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，可以估算出德布羅意波長(zhǎng)λ=1.82×10-10A．10-17kg·m/s B．10-18kg·m/sC．10-20kg·m/s 10．如圖所示為一光電管的工作原理圖，當(dāng)用波長(zhǎng)為λ的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，則（）A．換用波長(zhǎng)為(＞λ)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流B．換用波長(zhǎng)為(＜λ)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流C．增加電路中電源的路端電壓，電路中的光電流一定增大D．將電路中電源的極性反接，電路中可能還有光電流11．20XX年全世界物理學(xué)家評(píng)選出“十大最美物理實(shí)驗(yàn)”，排名第一的為1961年物理學(xué)家利用“托馬斯·楊”雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行電子干涉的實(shí)驗(yàn)．從輻射源輻射出的電子束經(jīng)兩靠近的狹縫后在顯微鏡的熒光屏上出現(xiàn)干涉條紋，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明（）A．光具有波動(dòng)性B．光具有波粒二象性C．微觀粒子也具有波動(dòng)性D．微觀粒子也是一種電磁波12．要觀察納米級(jí)以下的微小結(jié)構(gòu)，需要利用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡．有關(guān)電子顯微鏡的下列說(shuō)法正確的是（）A．它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光短，因此不容易發(fā)生明顯衍射B．它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng)，因此不容易發(fā)生明顯衍射C．它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光短，因此更容易發(fā)生明顯衍射D．它是利用了電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng)，因此更容易發(fā)生明顯衍射二、本題共3小題，共20分．把答案填在題中的橫線上．13．（8分）如右圖所示，一驗(yàn)電器與鋅板相連，在A處用一紫外線燈照射鋅板，關(guān)燈后，指針保持一定偏角．（1）現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則驗(yàn)電器指針偏角將 （填“增大”“減小”或“不變”）．（2）使驗(yàn)電器指針回到零，再用相同強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗(yàn)電器指針無(wú)偏轉(zhuǎn)．那么，若改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗(yàn)電器指針 （填“有”或“無(wú)”）偏轉(zhuǎn)．（3）實(shí)驗(yàn)室用功率P=1500W的紫外燈演示光電效應(yīng)．紫外線波長(zhǎng)λ=253nm，陰極離光源距離d=0．5m，原子半徑取r=0．5×10-10m，則陰極表面每個(gè)原子每秒鐘接收到的光子數(shù)為．14．(4分)康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也有動(dòng)量，下圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運(yùn)動(dòng)方向，則碰后光子可能沿方向 運(yùn)動(dòng)，并且波長(zhǎng) （填“不變”“變小”或“變長(zhǎng)”）．15．(8分)如圖所示為研究光電效應(yīng)的電路，利用能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的兩種(或多種)已知頻率的光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，（1）請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及應(yīng)該測(cè)量的物理量（2）寫出根據(jù)本實(shí)驗(yàn)計(jì)算普朗克常量的關(guān)系式(用上面的物理量表示)三、本題共3小題，共32分．解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．16．（10分）分別用λ和λ的單色光照射同一金屬，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為1∶2．以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功是多大？17．（10分）納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面．將激光束的寬度聚光到納米級(jí)范圍內(nèi)，可以精確地修復(fù)人體損壞的器官．糖尿病引起視網(wǎng)膜病變是導(dǎo)致成年人失明的一個(gè)重要原因，利用聚光到納米級(jí)的激光束進(jìn)行治療，90%的患者都可以避免失明的嚴(yán)重后果．一臺(tái)功率為10W氬激光器，能發(fā)出波長(zhǎng)λ=500nm的激光，用它“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜，每次“點(diǎn)焊”需要2×10-3J的能量，則每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間是多少？在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量是多少？18．（12分）如圖所示，倫琴射線管兩極加上一高壓電源，即可在陽(yáng)極A上產(chǎn)生X射線．（h=6．63×10-34J·s，電子電荷量e=1．6×10-19C)（1）如高壓電源的電壓為20kV，求X射線的最短波長(zhǎng);（2）如此時(shí)電流表讀數(shù)為5mA，1s內(nèi)產(chǎn)生5×1013個(gè)平均波長(zhǎng)為1．0×10-10m參考答案1．AD解析：由光電效應(yīng)方程=hv-W知，B、C錯(cuò)誤，D正確．若=0，得極限頻率=，故A正確．2．D解析：本題考查光的性質(zhì)．干涉、衍射、偏振都是光的波動(dòng)性的表現(xiàn)，只有光電效應(yīng)現(xiàn)象和康普頓效應(yīng)都是光的粒子性的表現(xiàn)，D正確．3．AD解析：根據(jù)光的波粒二象性知，A、D正確，B、C錯(cuò)誤．4．B解析：本題考查光電效應(yīng)方程及逸出功．由得W=hv-=5.0eV-1.5eV=3.5eV則入射光的最低能量為h=W=3.5eV故正確選項(xiàng)為B．5．B解析：由動(dòng)量守恒定律知，吸收了紫外線光子的分子與光子原來(lái)運(yùn)動(dòng)方向相同．故正確選項(xiàng)為B．6．C解析：本題考查光電效應(yīng)．由光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，但不是正比關(guān)系，A錯(cuò)．光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比，與光電子的最大初動(dòng)能無(wú)關(guān)，B錯(cuò)．用頻率是的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻率是的黃光照射該金屬不一定不發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)、C對(duì)．7．AD解析：根據(jù)光的波粒二象性知，A、D正確，B、C錯(cuò)誤．8．D解析：由題意知，A光光子的能量大于B光光子，根據(jù)E=hv=h，得＜；又因?yàn)閱紊釨只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，所以＜，故正確選項(xiàng)是D．9．D解析：本題考查德布羅意波．根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式λ=得：p==kg·m/s=3.6×10-24kg·m/s可見，熱中子的動(dòng)量的數(shù)量級(jí)是10-24kg·m/s．10．BD解析：用波長(zhǎng)為λ的光照射陰極K，電路中有光電流，表明λ小于該金屬的極限波長(zhǎng)，換用波長(zhǎng)為照射，雖然＞λ，但是不一定大于，所以用波長(zhǎng)為的光照射時(shí)，可能仍有光電流，故A錯(cuò)誤．用波長(zhǎng)為(＜λ)的光照射陰極K時(shí)，因＜λ＜，故電路中一定有光電流，B對(duì)．如果電源的端電壓已經(jīng)足夠大，陰極K逸出的光電子都能全部被吸引到陽(yáng)極形成光電流，此時(shí)再增大路端電壓，電路中的光電流也不再增大，C錯(cuò)．將電路中電源的極性反接，具有最大初動(dòng)能的光電子有可能能夠克服電場(chǎng)阻力到達(dá)陽(yáng)極A，從而形成光電流，所以D正確．11．C解析：本題考查電子能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，表明電子具有波動(dòng)性．干涉現(xiàn)象