第十六章 第1練 光電效應(yīng)　波粒二象性

1．關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A．截止頻率越大的金屬材料逸出功越大B．只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)C．從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小D．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多2．波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有()A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有粒子性C．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長(zhǎng)也相等3．(2022·江蘇卷·4)上海光源通過電子－光子散射使光子能量增加，光子能量增加后()A．頻率減小 B．波長(zhǎng)減小C．動(dòng)量減小 D．速度減小4.研究光電效應(yīng)的電路圖如圖所示，關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A．任何一種頻率的光，只要照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，電流表就會(huì)有示數(shù)B．若電源電動(dòng)勢(shì)足夠大，滑動(dòng)變阻器滑片向右滑，電流表的示數(shù)能一直增大C．調(diào)換電源的正負(fù)極，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表的示數(shù)可能變?yōu)榱鉊．光電效應(yīng)反映了光具有波動(dòng)性5．(2023·江蘇連云港市模擬)科學(xué)家以高速電子束為“光源”利用冷凍電鏡“拍攝”到了新冠病毒的3D影像．冷凍電鏡分辨率比光學(xué)顯微鏡高1000倍以上，可達(dá)0.2nm.不考慮相對(duì)論效應(yīng)，下列說法正確的是()A．冷凍電鏡的分辨率非常高，是由于電子的德布羅意波長(zhǎng)長(zhǎng)B．用高倍光學(xué)顯微鏡也能拍攝到新冠病毒的影像C．電子運(yùn)動(dòng)的速度越大，其德布羅意波的衍射能力越強(qiáng)D．若用相同動(dòng)能的質(zhì)子代替電子，也能“拍攝”到新冠病毒的3D影像6．(2023·江蘇省南京航空航天大學(xué)附屬高級(jí)中學(xué)高三開學(xué)考試)某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示電路研究a、b兩種單色光的光電效應(yīng)現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示，由圖可知()A．光電子的最大初動(dòng)能Eka>EkbB．若a光可以讓處于基態(tài)的氫原子電離，則b光一定也可以C．兩種光照射金屬K時(shí)的逸出功不一樣D．兩種光的頻率νa>νb7．(2020·江蘇卷·12(1)(2))(1)“測(cè)溫槍”(學(xué)名“紅外線輻射測(cè)溫儀”)具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點(diǎn)．它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計(jì)出來的，能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示．若人體溫度升高，則人體熱輻射強(qiáng)度I及其極大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ的變化情況是________．A．I增大，λ增大 B．I增大，λ減小C．I減小，λ增大 D．I減小，λ減小(2)大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子輻射出多條譜線，其中最長(zhǎng)和最短波長(zhǎng)分別為λ1和λ2，則該激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為________，波長(zhǎng)為λ1的光子的動(dòng)量為________．(已知普朗克常量為h，光速為c)8.(2023·江蘇常州市模擬)某金屬在不同頻率光的照射下發(fā)生光電效應(yīng)，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的圖像，如圖所示，換用其他金屬開展相同實(shí)驗(yàn)，下列圖像可能正確的是()9．(2023·江蘇南京市檢測(cè))圖甲是探究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路圖，光電管遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規(guī)律如圖乙所示．下列判斷正確的是()A．入射光的頻率ν不同，遏止電壓Uc相同B．入射光的頻率ν不同，光照強(qiáng)度不同，Uc－ν圖像的斜率相同C．圖甲所示電路中，當(dāng)電壓增大到一定數(shù)值時(shí)，電流計(jì)將達(dá)到飽和電流D．只要入射光的光照強(qiáng)度相同，光電子的最大初動(dòng)能就一定相同10.(2023·山西省榆次一中模擬)如圖所示，分別用波長(zhǎng)為λ、2λ的光照射光電管的陰極K，對(duì)應(yīng)的遏止電壓之比為3∶1，則光電管的截止頻率對(duì)應(yīng)的光的波長(zhǎng)是()A．2λ B．3λC．4λ D．6λ11．(2023·江蘇省阜寧中學(xué)檢測(cè))如圖所示，某種單色光照射到光電管的陰極上時(shí)，電流表有示數(shù)，則下列說法不正確的是()A．增大單色光的強(qiáng)度，電流表的示數(shù)將增大B．滑片P向左移，電流表示數(shù)將減小，甚至為零C．滑片P向左移，電流表示數(shù)將增大D．入射的單色光的頻率一定大于陰極材料的截止頻率12．(2023·江蘇泰興市第一高級(jí)中學(xué)月考)光照射到物體上對(duì)物體表面產(chǎn)生的壓力叫光壓，科學(xué)家設(shè)想在未來的宇航事業(yè)中利用太陽(yáng)照射到太陽(yáng)帆上產(chǎn)生的光壓來加速星際飛船，設(shè)該飛船所在地每秒每單位面積接收到光的總能量為E，光平均波長(zhǎng)為λ，光在真空中的速度為c，太陽(yáng)帆面積為S，反射率100%，設(shè)太陽(yáng)光垂直射到太陽(yáng)帆上，飛船總質(zhì)量為m，普朗克常量為h.求：(1)太陽(yáng)帆上每秒內(nèi)接收到光子的個(gè)數(shù)；(2)星際飛船飛行的加速度．第十六章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性原子核第1練光電效應(yīng)波粒二象性1．A2.A3.B4.C5．D[影響冷凍電鏡分辨率的直接因素是光源的波長(zhǎng)，波長(zhǎng)越短，加速電壓越高，分辨率越高，病毒比細(xì)菌還小得多，只有在電鏡下才可以看到新冠病毒的影像，故A、B錯(cuò)誤；電子運(yùn)動(dòng)的速度越大則其動(dòng)量越大，由λ＝eq\f(h,p)可知其對(duì)應(yīng)的德布羅意波波長(zhǎng)越小，其德布羅意波的衍射現(xiàn)象越不明顯，故C錯(cuò)誤；由p＝eq\r(2mEk)，p＝eq\f(h,λ)，可得λ＝eq\f(h,\r(2mEk))，質(zhì)子和電子的動(dòng)能相同，質(zhì)子質(zhì)量大于電子質(zhì)量，所以質(zhì)子的波長(zhǎng)小于電子的波長(zhǎng)，波長(zhǎng)越短，分辨率越高，所以，更能“拍攝”到新冠病毒的3D影像，故D正確．]6．B[由題圖可得b光的遏止電壓大，其逸出的光電子最大初動(dòng)能大，故A錯(cuò)誤；金屬的逸出功由金屬本身決定，故兩種光照射金屬K時(shí)的逸出功一樣，故C錯(cuò)誤；由eUc＝hν－W0，由題圖可得b光照射光電管時(shí)的遏止電壓大，其頻率大，即νa<νb，故D錯(cuò)誤；b光的頻率大，光子能量大，若a光可以讓處于基態(tài)的氫原子電離，則b光一定也可以，故B正確．]7．(1)B(2)heq\f(c,λ2)eq\f(h,λ1)解析(1)若人體溫度升高，則人體的熱輻射強(qiáng)度I增大，由ε＝hν可知，對(duì)應(yīng)的頻率ν變大，由c＝λν知對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ變小，選項(xiàng)B正確．(2)該激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差ΔE對(duì)應(yīng)著輻射最短波長(zhǎng)的光子，故能量差為ΔE＝hν＝heq\f(c,λ2)；波長(zhǎng)為λ1的光子的動(dòng)量p＝eq\f(h,λ1).8．D[由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，結(jié)合圖像可知，極限頻率為ν0，有hν0－W0＝0，換用其他金屬開展相同實(shí)驗(yàn)，不同金屬的逸出功不同，故極限頻率不一樣；最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的圖像的斜率是普朗克常量，為定值，故圖像D正確，A、B、C錯(cuò)誤．]9．B[根據(jù)Ekm＝hν－W0，又eUc＝Ekm，所以有Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，可見入射光的頻率ν不同，遏止電壓Uc不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)知Uc－ν圖像的斜率k＝eq\f(h,e)，與入射光的頻率ν、光照強(qiáng)度無關(guān)，選項(xiàng)B正確；題圖甲所示電路中，必須把電源正負(fù)極反接過來，才能用來驗(yàn)證光電流與電壓的關(guān)系，即當(dāng)電壓增大到一定數(shù)值時(shí)，電流計(jì)將達(dá)到飽和電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)Ekm＝hν－W0可知在入射光頻率相同的情況下，光電子的最大初動(dòng)能相同，與光照強(qiáng)度無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]10．C[根據(jù)eUc＝eq\f(1,2)mvm2＝eq\f(hc,λ)－eq\f(hc,λ0)得eUc1＝eq\f(hc,λ)－eq\f(hc,λ0)，eUc2＝eq\f(hc,2λ)－eq\f(hc,λ0)，其中eq\f(Uc1,Uc2)＝eq\f(3,1)，聯(lián)立解得λ0＝4λ，故選C.]11．C[增大單色光的強(qiáng)度，則產(chǎn)生的光電流增大，電流表的示數(shù)增大，故A正確；滑片P向左移時(shí)，K極的電勢(shì)比A極的高，光電管上加的是反向電壓，故滑片左移的過程中，電流表示數(shù)將減小，甚至為零，故B正確，C錯(cuò)誤；單色光射到光電管的陰極時(shí)，電流表有示數(shù)，說明發(fā)生了光電效應(yīng)，因此入射的單色光的頻率一定大于陰極材料的截止頻率，故D正確．]12．(1)eq\f(ESλ,hc)(2)eq\f(2ES,mc)解析(1)光子的頻率為ν＝eq\f(c,λ)一個(gè)光子的能量為hν＝heq\f(c,λ)太陽(yáng)帆每秒接收的能量為ES，故每秒內(nèi)接收的光子的個(gè)數(shù)為n＝eq\f