2020年江蘇高考物理總復(fù)習(xí)隨堂小側(cè)：波粒二象性

1、課時跟蹤檢測（三十八）波粒二象性對點(diǎn)訓(xùn)練：對光電效應(yīng)的理解1.多選（2018 南菁高級中學(xué)期中）下列有關(guān)黑體輻射和光電效應(yīng)的說法中正確的是 （ ）A .在黑體輻射中，隨著溫度的升高，各種頻率的輻射強(qiáng)度都增加，輻射強(qiáng)度極大值向 頻率較低的方向移動B.普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說C 用一束綠光照射某金屬，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，現(xiàn)把這束綠光遮住一半，仍然可發(fā)生光 電效應(yīng)D .在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，入射光的強(qiáng)度越大，光電子的最大初動能越大解析：選 BC 在黑體輻射中，隨著溫度的升高，各種頻率的輻射強(qiáng)度都增加，輻射強(qiáng) 度極大值向頻率較高的方向移動，故A 項錯誤；普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子

2、假說，故 B 項正確；用一束綠光照射某金屬，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，現(xiàn)把這束綠光遮住一半， 光的頻率不變，仍然大于極限頻率，可發(fā)生光電效應(yīng)，故C 項正確；在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,光電子的最大初動能 Ekm= hvWo，與光強(qiáng)無關(guān)，故 D 項錯誤。2.在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗(yàn)電器的指針就張開一個角度，如圖所示，這時（A .金屬內(nèi)的每個電子可以吸收一個或一個以上的光子，當(dāng)它積累的動能足夠大時，就 能逸出金屬B.鋅板帶正電，指針帶正電C鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D 若僅減弱照射光的強(qiáng)度，則可能不再有光電子飛出解析：選 B 每個電子只能吸收一個光子，只有當(dāng)入射

3、光的能量大于逸出功，才會有 電子飛出，故A 錯誤；鋅板在弧光燈照射下，發(fā)生光電效應(yīng)，有光電子逸出，鋅板失去電 子帶正電，驗(yàn)電器與鋅板相連，導(dǎo)致指針帶正電，故B 正確，C 錯誤；是否有光電子飛出,與照射光的強(qiáng)度無關(guān)，故 D 錯誤。3.（2019 陰模擬）如圖所示，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。驗(yàn)電器指針帶_電（選填“正”或“負(fù)”）。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_ （選填“有”或“無”）偏轉(zhuǎn)。解析：（1）在 A 處用一紫外線燈照射鋅板，鋅板產(chǎn)生光電

4、效應(yīng)，光電子射出后，鋅板帶正電，則驗(yàn)電器也帶正電。（2）用黃光照射鋅板，驗(yàn)電器指針無偏轉(zhuǎn)，說明黃光不能使鋅板產(chǎn)生光電效應(yīng)，紅外線 的頻率比黃光低，紅外線也不能使鋅板產(chǎn)生光電效應(yīng)，驗(yàn)電器指針無偏轉(zhuǎn)。答案：正（2）無對點(diǎn)訓(xùn)練：愛因斯坦的光電效應(yīng)方程及應(yīng)用4.多選（2017 全國卷川）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為v、v的單色光 a、b 照射 到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h 為普朗克常量。下列說法正確的是（）A .若vv,則一定有 UaVUbB.若vV,則一定有 EkaEkbC .若 UaVUb,則一定有 EkaVEkbD .右VV,貝

5、V 疋有hvEkahVbEkb解析：選 BC 設(shè)該金屬的逸出功為 W,根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek= hvW,同種金屬的 W 不變，則逸出光電子的最大初動能隨v的增大而增大，B 項正確；又 Ek= eU,則最大初動能與遏止電壓成正比，C 項正確；根據(jù)上述有 eU = hvW，遏止電壓 U 隨v增大而增大，A 項錯誤；又有 hvEk= W, W 相同，則 D 項錯誤。5.如圖所示，當(dāng)一束一定強(qiáng)度的某一頻率的黃光照射到光電管陰極K 上時，此時滑片 P 處于 A、B 中點(diǎn)，電流表中有電流通過，則（A .若將滑動觸頭 P 向 B 端移動，電流表讀數(shù)有一定增大B.若用紅外線照射陰極 K,電流表中一定沒

6、有電流通過C .若用強(qiáng)度更弱的黃光照射陰極K，電流表讀數(shù)不變D .若用強(qiáng)度更弱的紫外線照射陰極K,光電子的最大初動能一定變大解析：選 D 光電管所加的電壓，使光電子到達(dá)陽極，則電流表中有電流流過，且可能處于飽和電流，若將滑動觸頭P 向 B 端移動，電流表讀數(shù)有可能不變，故A 錯誤；若用紅外線照射陰極 K,因紅外線的頻率小于黃色光，因此可能不發(fā)生光電效應(yīng)，也可能會發(fā) 生光電效應(yīng)，電流表不一定沒有電流通過，故B 錯誤；若用強(qiáng)度更弱的黃光照射陰極K,能發(fā)生光電效應(yīng)有光子飛出，但光強(qiáng)變?nèi)跏沟蔑w出的光電子數(shù)目減小，電流表讀數(shù)減小， 故 C 錯誤；紫外線的頻率大于黃色光的頻率，根據(jù)光電效應(yīng)方程：Ek= h

7、vWo可知，用一束紫外線照射陰極 K 時，出射光電子的最大初動能一定變大，與光的強(qiáng)弱無關(guān)，故 D 正確。6如圖甲所示是使用光電管的原理圖，當(dāng)頻率為v的可見光照射到陰極 K 上時，電流表中有電流通過。甲當(dāng)滑動變阻器的滑片P向_將會增大。（2）當(dāng)電流表電流剛減小到零時， 電壓表的讀數(shù)為U，則陰極 K 的逸出功為（已知電子電荷量為 e，普朗克常量為 h）。（3）如果不改變?nèi)肷涔獾膹?qiáng)度，而增大入射光的頻率，則光電子的最大初動能將_（選填“變大” “變小”或“不變”）。用不同頻率的光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，測量金屬的遏止電壓 Uc與入射光頻率v得到 Uc-V圖像如圖乙所示， 根據(jù)圖像求出該金屬的截止頻率

8、v=_Hz，普朗克常量 h=_JSo（已知電子電荷量 e= 1.6x1019C）解析：（1）當(dāng)滑動變阻器的滑片P 向左滑動時，光電管兩端的反向電壓減小，光電流增大，通過電流表的電流將會增大。（2）當(dāng)電流表電流剛減小到零時，電壓表的讀數(shù)為U，則光電子的最大初動能 Ekm= eU,根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm= hvWo可得，逸出功 Wo= hveU。如果不改變?nèi)肷涔獾膹?qiáng)度，而增大入射光的頻率，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm=hvW0可得，光電子的最大初動能變大。（4）由 Ekm= hvW0、Ekm= eUc、W= h% 可得 eUc= hvh% 則 Uc=hvv。e e根據(jù)題給圖像可得該金屬的

9、截止頻率v=5.0 x1014Hz ,據(jù)圖像斜率可得h=0憶，則普朗克常量 h = 6.4X1034e (17.55.0X10答案：( (1)左 (2)hveU (3)變大5.0 x10146.4X10347.（2019 鹽城中學(xué)檢測）如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律， 圖中標(biāo) 有A 和 K 的為光電管，其中 K 為陰極，A 為陽極，理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓?，F(xiàn)接通電源,滑動時（填Js。S用光子能量為 10.5 eV 的光照射陰極 K,電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片 P 緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀

10、出此時電壓表的示數(shù)為6.0 V;現(xiàn)保持滑片 P 位置不變，則光電管陰極材料的逸出功為_ ,若增大入射光的強(qiáng)度，電流計的讀數(shù) _ （填“為零”或“不為零”）o解析：光電效應(yīng)的最大初動能 Ekm= eU= 6 eV, 根據(jù)光電效應(yīng)方程得，Ekm= hVWo；則逸出功 Wo= hvEkm= 10.5 eV 6 eV = 4.5 eV。光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，增大入射光的強(qiáng)度時，光電子的最大初動 能不變，電流仍然為零。答案：4.5 eV 為零8. （2018 如皋期中）如圖所示，陰極材料由鋁制成，已知鋁的逸出 功為Wo,現(xiàn)用波長為 入的光照射鋁的表面，使之產(chǎn)生光電效應(yīng)。已知 電子的電荷量

11、為 e,普朗克常量為 h,真空中光速為 c。求：（1）光電子的最大初動能；（2）電壓表示數(shù)至少為多大時電流表示數(shù)才為零。解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程 Ek= hvWo根據(jù)：v=c入最大初動能 Ek= hC Wo。入（2）電流表示數(shù)為零時，根據(jù)動能定理有： eUc=Ek代入：Ek= hC Wo入解得：Uc=hC些。入ee答案：（1 磺Wo（2）竽也入入ee對點(diǎn)訓(xùn)練：與光電效應(yīng)有關(guān)的圖像問題9. （2oi8 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

12、波長C .乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D .甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子對應(yīng)的最大初動能解析：選 B 因光電管不變，所以逸出功不變。由圖像知甲光、乙光對應(yīng)的遏止電壓 相等，且小于丙光對應(yīng)的遏止電壓，所以甲光和乙光對應(yīng)的光電子最大初動能相等且小于丙光的光電子最大初動能，故 D 錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek= hvWo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 錯誤，B 正確；截止頻率是由金屬決定的，與入射光無關(guān)，故C 錯誤。io.多選（2oi8 金陵中學(xué)期末）圖甲是光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖乙是光電流與加在陰 極 K和陽極 A 上的電

13、壓的關(guān)系圖像。下列說法正確的是（）A .由圖線、可知在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大B.由圖線、可知對某種確定的金屬來說，其遏止電壓只由入射光的頻率決定C 只要增大電壓，光電流就會一直增大D .遏止電壓越大，說明從該金屬中逸出來的光電子的最大初動能越大解析：選 ABD 由圖線、可知在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，A 正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程 Ekm= hvWo= eUc,可知對于確定的金屬，入射光頻率 越大，最大初動能越大，遏止電壓越大，遏止電壓只與入射光的頻率有關(guān)，B 正確；增大電壓，當(dāng)電壓增大到一定值，電流達(dá)到飽和電流，不再增大，C 錯誤；根據(jù) Ekm= e

14、Uc知，遏止電壓越大，說明從該金屬中逃出來的光電子的最大初動能越大，D 正確。11.（20 佃 揚(yáng)州中學(xué)月考）用能量為 50 eV 的光子照射到光電管陰極 后，測得光電流與電壓的關(guān)系如圖所示。已知電子的質(zhì)量m= 9.0X10311Q34kg、電荷量 e= 1.6X10 C,普朗克常量 h = 6.63X10 Js。試求:（1）光電管陰極金屬的逸出功W0；（2）光電子的最大動量和對應(yīng)物質(zhì)波的波長入（保留兩位有效數(shù)字）解析：（1）由題圖可知，遏止電壓 Uc為一 20 V，由功能關(guān)系可知，eUc= Ek由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek= hvW0,可得W0=hveUc代入數(shù)據(jù)解得： W= 30 eV。12

15、由公式 Ek= ?mv ,得最大動量 p= mv = ,2meUcI3119=2X9.0X10X 1.6X10X20 kg m/s24=2.4X10 kg m/s；則對應(yīng)物質(zhì)波的波長346.63X1010-4m2.8X10m。2.4X10答案：(1)30 eV (2)2.4X1024kg m/s對點(diǎn)訓(xùn)練：對波粒二象性的理解102.8X10 mT乙12. （2018 如皋期中）物理學(xué)家做了一個有趣的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)：在光屏處放上照相用的 底片，若減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個一個地通過狹縫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如果曝光時間足夠長，底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條

16、紋。對這個實(shí)驗(yàn)結(jié)果有下列認(rèn)識，其中正確的是（）A 曝光時間不太長時，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子，表現(xiàn)出光的波動性B.單個光子通過雙縫后的落點(diǎn)可以預(yù)測C 只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性D 干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會較多的地方解析：選 D 根據(jù)愛因斯坦的 “光子說”可知，單個光子表現(xiàn)為粒子性，而大量光子 表現(xiàn)為波動性，所以曝光時間不太長時，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子，說明了單個 光子表現(xiàn)為粒子性，故 A錯誤；光子的粒子性并非宏觀實(shí)物粒子的粒子性，故單個光子通 過雙縫后的落點(diǎn)無法預(yù)測，故B錯誤；如果曝光時間足夠長，底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋，說明了大量光子表現(xiàn)為波動性，故C

17、 錯誤；光子到達(dá)多的區(qū)域表現(xiàn)為亮條紋，而光子到達(dá)少的區(qū)域表現(xiàn)為暗條紋，故D 正確。13. 下列說法不正確的是（）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波動性C 黑體是一種理想化模型，其輻射強(qiáng)度與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度升高時，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動D 在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時，會把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長變短解析：選 D 光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性，A 正確；衍射現(xiàn)象是波特有的性質(zhì)，故熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性，B 正確；黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布與黑體的溫度有關(guān)，黑體輻射隨著

18、波長越短、溫度越高輻射越強(qiáng)，C 正確;康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子 能量減小，根據(jù) E = hv=hc可得光子散射后波長變長，D 錯誤。入14. 多選（2019 南京調(diào)研）下列說法中正確的是（ ）A 圖甲反映了黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布與黑體的溫度的關(guān)系B.圖乙的放射性同位素應(yīng)選擇衰變時放出a粒子的同位素C .圖丙中 A、B 兩球質(zhì)量相等，當(dāng) A 以速度 v 與靜止的 B 發(fā)生正碰后，B 的速度未必D.圖丁中電子束通過鋁箔產(chǎn)生的衍射圖樣，證實(shí)了物質(zhì)波的存在解析：選 CD 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，溫度升高時，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長減小的方向移動，選項A 錯誤；因丫射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，則圖乙的放射性同位素應(yīng)選擇衰變時放出丫射線，選項