1、- 1 -12.1 波粒二象性高效演练创新预测1.(2017北京高考)2017 年年初,我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm(1 nm=10-9 m)附近连续可调的世界上首个最强的极紫外激光脉冲,大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量 h=6.610-34 Js,真空光速 c=3108 m/s)( )A.10-21 J B.10 -18 J C.10 -15 J D.10 -12 J
2、【解析】选 B。能够电离一个分子的能量即为一个极紫外波段的光子所具有的能量,E=h=h =6.610-34 J210 -18 J,B 选项正确。2.(2018保定模拟)如图所示,在验电器上安装一个铜网,使其带电,验电器金属箔张开一定角度。用紫外线照射铜网,验电器金属箔的张角保持不变。再将一块锌板放置在该铜网后面一定距离处,用同一紫外线照射锌板时,发现金属箔张开角度减小。下列相关说法中正确的是 ( )A.増加紫外线的强度照射铜网,金属箔张角将变大B.紫外线的频率大于金属锌的截止频率C.铜网带负电D.改用紫光照射锌板,验电器的金属箔张角也一定减小【解析】选 B。根据用紫外线照射铜网,验电器金属箔的
3、张角保持不变;再将一块锌板放置在该铜网后面一定距离处,用同一紫外线照射锌板时,发现金属箔张开角度减小,说明逸出的光电子跑到铜网上,导致其电量减小,当増加紫外线的强度照射铜网,金属箔张角将变更小,由此可知,铜网带正电,故 A、C 项错误;只有紫外线的频率大于金属锌的截止频率,才会发生光电效应,故 B 项正确;根据光电效应产生条件,当改用紫- 2 -光照射,则紫光频率小于紫外线,因此可能不发生光电效应现象,则验电器金属箔不一定张开,故 D 项错误。【加固训练】(多选)在光电效应实验中,用频率为 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.减小入射
4、光的强度,光电效应现象消失C.改用频率小于 的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于 的光照射,光电子的最大初动能变大【解析】选 A、D。增大入射光的强度,单位时间内照到单位面积上的光子数增加,光电流增大,故 A 项正确;减小入射光的强度,只是光电流减小,光电效应现象是否消失与光的频率有关,而与光的强度无关,故 B 项错误;改用频率小于 的光照射,但只要光的频率大于极限频率 0仍然可以发生光电效应,故 C 项错误;由爱因斯坦光电效应方程 h-W 逸 = mv2得:光频率 增大,而 W 逸 不变,故光电子的最大初动能变大,故 D 项正确。3.在光电效应实验中,先后用频率相同但光强不同的两束光
5、照射同一个光电管。若实验 a 中的光强大于实验 b 中的光强,实验所得光电流 I 与光电管两端所加电压 U 间的关系曲线分别以 a、b 表示,则下列图中可能正确的是 ( )【解析】选 A。光电流恰为零,此时光电管两端加的电压为遏止电压,对应的光的频率为截止频率,入射光的频率越高,对应的遏止电压 Uc越大,由于入射光的频率没有变,故遏止电压相同,即图线与横轴的交点相同。由于 a 光的光强大于 b 光的光强,所以 a 的饱和电流大于 b 的饱和电流。故 A 项正确、B、C、D 项错误。4.(新题预测)(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为- 3 -3.2 eV 的光照射到光电管上
6、时,电流表 G 的读数为 0.2 mA。移动变阻器的触点 c,当电压表的示数大于或等于 0.8 V 时,电流表读数为 0,则 ( )A.光电管阴极的逸出功为 2.4 eVB.电键 S 断开后,电流表 G 示数不为 0C.光电子的最大初动能为 0.8 eVD.改用能量为 2 eV 的光子照射,电流表 G 也有电流,但电流较小【解题指导】解答本题时应注意以下两点:(1)爱因斯坦光电效应方程 Ek=h-W 0中,各个物理量的含义及影响因素。(2)产生光电效应的实验规律。【解析】选 A、B、C。该装置所加的电压为反向电压,发现当电压表的示数大于或等于 0.8 V 时,电流表示数为 0,知道光电子点的最
7、大初动能为 0.8 eV,根据光电效应方程 Ekm=h-W 0,W0=3.2 eV-0.8 eV=2.4 eV,故 A、C 项正确;电键 S 断开后,用光子能量为 3.2 eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应,有光电子逸出,则有电流流过电流表,故 B 项正确;改用能量为 2 eV 的光子照射,由于光电子的能量小于逸出功,不能发生光电效应,无光电流,故 D 项错误。5.(新题预测)一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为 U),该粒子的德布罗意波长为 ( )A. B.C. D.- 4 -【解析】选 C。加速后的速度为 v,根据动能定理可得:qU= mv2,所以 v= ,由德布罗意波波长公式可得:= = = ,故 C 项正确。
