2017-2018学年教科版选修3-5 光电效应与光的量子说 光的波粒二象性 第1课时 作业(3).docx

1、4.2 光电效应与光的量子说 4.3 光的波粒二象性1波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等解析：光电效应说明光具有粒子性，A 正确衍射是波的特点，说明中子具有波动性，B 正确黑体辐射的实验规律说明光具有粒子性，C 错误动能相等的质子和电子，二者质量不同，动量不同，德布罗意波长不相等，D 错误答案：AB22017 年年初，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发生了波长在 100 nm(1 nm10 9 m

2、)附近连续可调的世界上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 h6.610 34 Js，真空光速 c310 8 m/s)( )A10 21 J B10 18 JC10 15 J D10 12 J解析：光子的能量 E h ， c ，联立解得 E210 18 J，B 项正确答案：B3(2018郑州模拟)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为 0的光照到阴极 K 上时，电路中有光电流，则( )A若

3、换用波长为 1( 1 0)的光照射阴极 K 时，电路中一定没有光电流B若换用波长为 2( 2 0.换用的波长 1虽比 0大，但因为 极 大小不确定，因而无法确定是否发生光电效应，故选项 A 错误；但若 2 0，则一定能发生光电效应，故选项 B正确；光电管两端电压在原来情况下，光电流是否达到最大(饱和)，题设条件并不清楚，因而增大电压，光电流是否增大也不能确定，故选项 C 错误；将电源极性接反后，所加电压阻碍光电子向阳极运动，但若 eUEkm，仍会有一定数量的光电子可达阳极而形成光电流，故选项 D 错误答案：B4(2018西安长安区一中联考)如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极

4、 K 上时，此时滑片 P 处于 A、 B 中点，电流表中有电流通过，则( )A若将滑动触头 P 向 B 端移动时，电流表读数有可能不变B若将滑动触头 P 向 A 端移动时，电流表读数一定增大C若用红外线照射阴极 K 时，电流表中一定没有电流通过D若用一束强度相同的紫外线照射阴极 K 时，电流表读数不变解析：所加的电压，使光电子到达阳极，则灵敏电流表中有电流流过，且可能处于饱和电流，当滑片向 B 端移动时，电流表读数有可能不变；当滑片向 A 端移动时，所加电压减小，则光电流可能减小，也可能不变，故 A 正确，B 错误若用红外线照射阴极 K 时，因红外线频率小于可见光，但是不一定不能发生光电效应，

5、电流表不一定没有电流，故 C 错误；若用一束强度相同的紫外线照射阴极 K 时，紫外线的频率大于红外线的频率，则光子数目减小，电流表读数减小，故 D 错误答案：A5一个德布罗意波波长为 1的中子和另一个德布罗意波波长为 2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为( )A. B. 1 2 1 2 1 2 1 2C. D. 1 22 1 22解析：中子的动量 p1 ，氘核的动量 p2 ，同向正碰后形成的氚核的动量h 1 h 2p3 p2 p1，所以氚核的德布罗意波波长 3 ，A 正确hp3 1 2 1 2答案：A6在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是A使光子一个一个地通过单

6、缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样B单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现规律性【答案】AD【解析】使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其他地方机会较少，会出现衍射图样，A 正确；单个光子通过单缝后，光子表现为粒子性，底片上只有一个光点，BC 错误；单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现规律性，所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，D 正确。【知识拓展】由 ，光子的频率（能量）

7、越高，波长越小，越不容易发生ch干涉或衍射，波动性越不明显，表现为粒子性。7波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等解析：光电效应说明光具有粒子性，A 正确衍射是波的特点，说明中子具有波动性，B 正确黑体辐射的实验规律说明光具有粒子性，C 错误动能相等的质子和电子，二者质量不同，动量不同，德布罗意波长不相等，D 错误答案：AB8.(2018重庆万州二中模拟)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压 Uc与入射光频率

8、 的关系图象如图所示，则由图象可知( )A若已知电子电荷量 e，就可以求出普朗克常量 hB遏止电压是确定的，与照射光的频率无关C入射光的频率为 2 c时，产生的光电子的最大初动能为h cD入射光的频率为 3 c时，产生的光电子的最大初动能为 h c解析：根据光电效应方程 Ek h W0和 eUc 0 Ek得， Uc ，可知当入he W0e射光的 频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率呈线性关系，B 错误；因为Uc ，知图线的斜率等于 ，从图象上可以得出斜率的大小，若已知电子电荷he W0e he量 e，可以求出普朗克常量 h，A 正确；从图象上可知逸出功 W0 h c，根据光电效应方程得

9、Ek h2 c W0 h c，C 正确； Ek h3 c W02 h c，D 错误答案：AC9入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( )A从光照至金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B逸出的光电子的最大初动能减小C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D有可能不发生光电效应答案 C解析 根据光电效应的实验规律知，从光照至金属表面到发射出光电子的时间间隔极短，这与光的强度无关，故选项 A 错误。实验规律还指出，逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，饱和光电流与入射光的强度成正比，由此可知，B、D 错误，C 正确。10.在光电效应实验中

10、，先后用两束光照射同一个光电管，若实验所得光电流 I 与光电管两端所加电压 U 间的关系曲线如图所示，则下列说法中正确的是( )A a 光频率大于 b 光频率B a 光波长大于 b 光波长C a 光强度高于 b 光强度D a 光照射光电管时产生光电子的最大初动能较大答案 C解析 对同一光电管，不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，由题图可知，对 a、 b 两种光，反向截止电压相同，说明光的频率、波长相同，A、B 两项错误；a 光照射时的饱和电流比 b 光照射时的饱和电流大，说明 a 光强度高于 b 光强度，C 项正确；金属的逸出功及照射光的频率相同，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光照射光电

11、管时产生光电子的最大初动能相同，故 D 项错误。11如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，由图可知( )A该金属的极限频率为 4.271014 HzB该金属的极限频率为 5.51014 HzC该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为 0.5 eV答案 AC解析 由光电效应方程可知： Ek h W0，斜率表示普朗克常量，C 选项正确。当 Ek0 时，入射光的频率就是该金属的极限频率， c4.2710 14 Hz，A 选项正确，B 选项错误。该金属的逸出功 W0 h c1.77 eV，D 选项错误。12频率为 的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为 E

12、km.改为频率为2 的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为( h 为普朗克常量)( )A Ekm h B2 EkmC Ekm h D Ekm2 h解析：根据爱因斯坦光电效应方程得 Ekm h W，若入射光频率变为 2 ，则Ekm h2 W2 h ( h Ekm) h Ekm，故选 C.答案：C13.(多选)(2018重庆万州二中模拟)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压 Uc与入射光频率 的关系图像如图所示，则由图像可知( )A若已知电子电荷量 e，就可以求出普朗克常量 hB遏止电压是确定的，与照射光的频率无关C入射光的频率为 2 0时，产生的光电子的最大初动能为 h 0D入射光的

13、频率为 3 0时，产生的光电子的最大初动能为 h 0解析：根据光电效应方程 Ek h W 和 eUc0 Ek得， Uc ，可知当入he We射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率呈线性关系，B 错误；因为Uc ，知图线的斜率等于 ，从图像上可以得出斜率的大小，若已知电子电荷量he We hee，可以求出普朗克常量 h，A 正确；从图像上可知逸出功 W h 0，根据光电效应方程得 Ek h2 0 W h 0，C 正确； Ek h3 0 W2 h 0，D 错误答案：AC14.(多选)(波粒二象性)物理学家做了一个有趣的实验:在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片,若减弱光的强度,使光子只

14、能一个一个地通过狭缝。实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只能出现一些不规则的点;如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹。对这个实验结果的认识,下列正确的是( )A.曝光时间不长时,光的能量太小,底片上的条纹看不清楚,故出现不规则的点B.单个光子的运动没有确定的轨道C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D.只有大量光子的行为才表现出波动性答案：BCD解析：单个光子通过双缝后的落点无法预测,大量光子的落点出现一定的规律性,落在某些区域的可能性较大,这些区域正是波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域。光具有波粒二象性,少数光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现为波动性。所

15、以正确选项为 B、C、D。15.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.都能产生光电子答案：D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。16.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管用波长 0.50 m 的绿光照射阴极 K，实验

16、测得流过电流表 G 的电流 I 与 AK 之间的电势差 UAK满足如图乙所示规律，取 h6.6310 34 Js.结合图象，求：(结果保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极 K 时的最大动能(2)该阴极材料的极限波长解析：(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极 A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n (个)4.010 12(个)Ime 0.6410 61.610 19光电子的最大初动能为Ekm eU01.610 19 C0.6 V9.610 20 J.(2)设阴极材料的极限波长为 0，根据爱因斯坦光电效应方程得 Ekm h h ，代c c 0入数据得 00.66 m.答案：(1)4.010 12个 9.610 20 J (2)0.66 m