新高考物理一輪復習分層提升講義B光電效應及波粒二象性 中檔版（含解析）

光電效應及波粒二象性考點一黑體輻射能量子1.熱輻射(1)定義：周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關，所以叫熱輻射.(2)特點：熱輻射強度按波長的分布情況隨物體的溫度不同而有所不同.2.黑體輻射的實驗規(guī)律(1)對于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關.(2)黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關.隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度都有增加，另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，如圖1.圖13.能量子(1)定義：普朗克認為，當帶電微粒輻射或吸收能量時，以最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收，這個不可再分的最小能量值ε叫做能量子.(2)能量子大小：ε＝hν，其中ν是帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率，h被稱為普朗克常量.h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s).(3)發(fā)光功率與單個光子能量的關系：發(fā)光功率P＝n·ε，其中n為單位時間發(fā)出的光子數(shù)目，ε為單個光子的能量.例題精練1.(多選)黑體輻射的實驗規(guī)律如圖2所示，以下判斷正確的是()圖2A.在同一溫度下，波長越短的電磁波輻射強度越大B.在同一溫度下，輻射強度最大的電磁波波長不是最大的，也不是最小的，而是處在最大與最小波長之間C.溫度越高，輻射強度的極大值就越大D.溫度越高，輻射強度最大的電磁波的波長越短答案BCD2.人眼對綠光最敏感，正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時，只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能覺察，普朗克常量為6.63×10－34J·s，光速為3.0×108m/s，則人眼能察覺到綠光時所接收到的最小功率是()A.2.3×10－18W B.3.8×10－19WC.7.0×10－10W D.1.2×10－18W答案A解析綠光光子能量：ε＝hν＝eq\f(hc,λ)≈3.8×10－19J.每秒最少有6個綠光的光子射入瞳孔，所以P＝eq\f(6ε,1s)≈2.3×10－18W，選項A正確，B、C、D錯誤.考點二光電效應1.光電效應及其規(guī)律(1)光電效應現(xiàn)象照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出，這個現(xiàn)象稱為光電效應，這種電子常被稱為光電子.(2)光電效應的產(chǎn)生條件入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率.(3)光電效應規(guī)律①每種金屬都有一個截止頻率νc，入射光的頻率必須大于或等于這個截止頻率才能產(chǎn)生光電效應.②光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光頻率的增大而增大.③光電效應的發(fā)生幾乎是瞬時的，一般不超過10－9s.④當入射光的頻率大于或等于截止頻率時，入射光越強，飽和電流越大，逸出的光電子數(shù)越多，逸出光電子的數(shù)目與入射光的強度成正比，飽和電流的大小與入射光的強度成正比.2.愛因斯坦光電效應方程(1)光電效應方程①表達式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.②物理意義：金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動能.(2)逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的最小值，W0＝hνc＝heq\f(c,λc).(3)最大初動能：發(fā)生光電效應時，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能的最大值.技巧點撥光電效應的研究思路例題精練3.(多選)用如圖3所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象，當用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時，電流表G的讀數(shù)為0.2mA.移動滑動變阻器的觸點c，當電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時，電流表G的讀數(shù)為0.則()圖3A.光電管陰極的逸出功為1.8eVB.開關K斷開后，沒有電流流過電流表GC.光電子的最大初動能為0.7eVD.改用能量為1.5eV的光子照射，電流表G也有電流通過，但電流較小答案AC解析該裝置所加的電壓為反向電壓，當電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時，電流表的讀數(shù)為0，可知光電子的最大初動能為0.7eV，根據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0，可得W0＝1.8eV，故A、C正確；開關K斷開后，用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時會發(fā)生光電效應，有光電子逸出，則有電流流過電流表，故B錯誤；改用能量為1.5eV的光子照射，由于光電子的能量小于逸出功，不能發(fā)生光電效應，無光電流，故D錯誤.4.(多選)如圖4是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關系圖象，由圖象可知()圖4A.該金屬的逸出功等于EB.該金屬的逸出功等于hνcC.圖線的斜率與普朗克常量無關D.入射光的頻率為2νc時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E答案ABD解析根據(jù)光電效應方程有Ek＝hν－W0，由此結合圖象可知，該金屬的逸出功為E，W0＝hνc，圖線的斜率表示普朗克常量，當入射光的頻率為2νc時，代入方程可知產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E，故A、B、D正確，C錯誤.考點三波粒二象性及物質波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動性.(2)光電效應說明光具有粒子性.(3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性.2.物質波任何一個運動著的物體，小到微觀粒子、大到宏觀物體，都有一種波與它對應，其波長λ＝eq\f(h,p)，p為運動物體的動量，h為普朗克常量.3.概率波光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵循波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達概率大的地方，暗條紋是光子到達概率小的地方，因此光波又叫概率波.例題精練5.(多選)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.黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D.動能相等的質子和電子，它們的德布羅意波的波長也相等答案AB6.下列說法中正確的是()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.光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D.γ射線具有顯著的粒子性，而不具有波動性答案C綜合練習一．選擇題（共20小題）1．（鐘樓區(qū)校級期中）關于熱輻射，下列說法中正確的是（）A．一般物體的熱輻射強度只與物體的溫度有關 B．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑的 C．一定溫度下，黑體輻射強度隨波長的分布有一個極大值 D．溫度升高時，黑體輻射強度的極大值向波長增大的方向移動【分析】A、由熱輻射的定義核輻射特點可以判斷A選項，物體在向外輻射的同時，還吸收從其他物體輻射來的能量。物體輻射或吸收的能量與它的溫度、表面積、黑度等因素有關。B、由黑體的定義可以判斷B選項，在任何條件下，對任何波長的外來輻射完全吸收而無任何反射的物體，即吸收比為1的物體。C、D、由黑體輻射實驗曲線圖象可以判斷CD選項【解答】解：A、一般物體的熱輻射強度與溫度有關之外，還與材料，表面狀態(tài)等因素有關，故A錯誤；B、如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體。但黑體可以向外輻射不能說顏色是黑色的，故B錯誤；C、根據(jù)黑體輻射實驗規(guī)律可得黑體輻射強度隨波長的分布有一個極大值，故C正確；D、根據(jù)黑體輻射實驗規(guī)律，黑體熱輻射強度的極大值隨溫度的升高向波長較小的方向移動，故D錯誤；故選：C?！军c評】本題主要考查黑體輻射相關背景，涉及熱輻射、黑體、黑體輻射等知識點，知識點比較生僻，較難，需要仔細閱讀課本相關知識介紹，容易出錯的是會誤認為黑體是黑色的。2．（湖南月考）如圖所示，畫出了四種溫度下黑體輻射的強度與波長的關系圖象，從圖象可以看出，隨著溫度的升高，則下列說法錯誤的是（）A．各種波長的輻射強度都有增加 B．只有波長短的輻射強度增加 C．輻射強度的極大值向波長較短的方向移動 D．輻射強度仍然是隨波長的增大而先增大再減小【分析】黑體輻射的強度與波長的關系圖象，縱坐標表示輻射強度，橫坐標表示波長，直接由圖象分析即可得出?！窘獯稹拷猓篈BC，由圖象可以看出，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加，且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故AC正確，B錯誤；D、輻射強度隨波長的增大而先增大再減小，故D正確。本題選錯誤的，故選：B?！军c評】通過黑體輻射的強度與波長的關系圖象，考生應牢記兩大特點：①隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加；②隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。3．（黔南州期末）下列說法正確的是（）A．黑體輻射中隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較長的方向移動 B．92238U→90234Th+C．盧瑟福通過α粒子散射實驗，提出了原子的核式結構模型 D．光電效應中光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比【分析】隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，黑體熱輻射的強度與波長有關；此核反應方程為α衰變方程；盧瑟福通過α粒子散射實驗，提出了原子的核式結構模型；根據(jù)光電效應方程Ekm＝hv﹣W0判斷?！窘獯稹拷猓篈、在黑體輻射中，輻射強度隨溫度的變化關系為：隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都有增加，另一方面輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故A錯誤；B、此核反應方程為α衰變方程，故B錯誤；C、盧瑟福通過α粒子散射實驗，推翻了湯姆遜的“棗糕模型”，提出了原子的核式結構模型，故C正確；D、根據(jù)光電效應方程Ekm＝hv﹣W0知，光電子的最大初動能與入射光的頻率不是正比關系，故D錯誤。故選：C?！军c評】本題考查了黑體輻射、衰變方程、原子的核式結構模型、光電效應等基礎知識點，關鍵要熟悉教材，牢記這些基礎知識點，特別要注意光電子最大初動能與入射光的頻率成線性關系，不是正比關系。4．（河北模擬）下列說法正確的是（）A．黑體輻射中，隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較長的方向移動 B．光電效應中，遏出電壓與入射光的頻率有關，與產(chǎn)生光電效應的金屬材料無關 C．有些原子的發(fā)射光是連續(xù)譜，有些的發(fā)射光譜是線狀譜 D．氘核由一個質子和一個中子組成，但氘核的質量小于單個的質子和中子的質量之和【分析】隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，黑體熱輻射的強度與波長有關；遏制電壓與最大初動能有關；根據(jù)Ekm＝eUc＝hγ﹣W0分析遏制電壓的影響因素；光譜分析的基本原理是每種元素都有自己的特征譜線；根據(jù)愛因斯坦質能方程判斷反應前后的質量關系?！窘獯稹拷猓篈、在黑體輻射中，輻射強度隨溫度的變化關系為：隨著溫度的升高輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故A錯誤；B、根據(jù)光電效應方程Ekm＝eUc＝hγ﹣W0，知遏止電壓與入射光的頻率以及產(chǎn)生光電效應的材料都有關，故B錯誤；C、各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜，線狀譜是原子的特征譜線，故C錯誤；D、當一個中子和一個質子結合成一個氘核時，有質量虧損，氘核的質量小于中子與質子的質量之和，故D正確；故選：D?！军c評】本題考查了光譜、黑體輻射規(guī)律、光電效應、質能方程等基礎知識點，關鍵要熟悉教材，牢記這些基本概念和基本規(guī)律，不能混淆。5．（啟東市校級月考）下列說法正確的是（）A．隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較長方向移動 B．太陽光譜是吸收光譜，分析太陽光譜能推知地球大氣層所含有的元素成分 C．貝可勒爾首先發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，揭示了原子內部還有復雜結構 D．核力是強相互作用，是短程力【分析】（1）根據(jù)黑體輻射規(guī)律，即可判定；（2）太陽光譜只能判斷太陽大氣層中的元素成分；（3）貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，揭示了原子核具有復雜結構；（4）根據(jù)核力的性質判斷；【解答】解：A、隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短方向移動，故A錯誤；B、太陽光譜是吸收光譜，其中的暗線，是太陽光經(jīng)過太陽大氣層時某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的，只能推知太陽大氣層所含有的元素成分，故B錯誤；C、貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，揭示了原子核具有復雜結構，故C錯誤；D、核力是短程力，也有斥力與引力之分，屬于強相互作用，故D正確。故選：D?！军c評】本題考查黑體輻射的規(guī)律和光譜內容，需要了解天然放射現(xiàn)象的作用，理解核力的特點，注意多總結。6．（宿遷月考）某氣體在T1、T2兩種不同溫度下的分子速率分布圖象如圖甲所示，縱坐標f（v）表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，橫坐標v表示分子的速率；而黑體輻射的實驗規(guī)律如圖乙所示，圖乙中畫出了T1、T2兩種不同溫度下黑體輻射的強度與波長的關系。下列說法正確的是（）A．圖甲中T1＞T2 B．圖乙中T1＜T2 C．圖甲中溫度升高，所有分子的速率都增大 D．圖乙中溫度升高，輻射強度的極大值向波長較短方向移動【分析】溫度是分子熱運動平均動能的標志；氣體的分子的運動的統(tǒng)計規(guī)律：中間多，兩頭少；即大多數(shù)的分子的速率是比較接近的，但不是說速率大的和速率小的就沒有了，也是同時存在的，但是分子的個數(shù)要少很多；黑體輻射的強度與波長的關系圖象，縱坐標表示輻射強度，橫坐標表示波長，直接由圖象分析即可得出。【解答】解：A、由圖甲可知，溫度為T2的圖線中速率大分子占據(jù)的比例較大，則說明其對應的平均動能較大，故T2對應的溫度較高，T1＜T2，故A錯誤；C、溫度升高使得氣體分子的平均速率增大，不一定每一個氣體分子的速率都增大，故C錯誤；BD、由圖乙可以看出，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加，所以有：中T1＞T2，且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故B錯誤，D正確；故選：D?！军c評】本題關鍵是明確溫度的微觀意義和速率的分布規(guī)律，基礎問題；通過黑體輻射的強度與波長的關系圖象，應牢記兩大特點：①隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加；②隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。7．（成都模擬）關于光電效應，下列說法正確的是（）A．光子與光電子的本質都是電子 B．光電效應現(xiàn)象表明光具有波動性 C．只要入射光的頻率大于金屬的截止頻率，就能發(fā)生光電效應現(xiàn)象 D．用相同頻率的光照射不同的金屬表面，發(fā)生光電效應時逸出的光電子最大初動能相同【分析】光子是量子化的能量子，光電子本質是電子；光電效應現(xiàn)象表明光具有粒子性；只要入射光的頻率大于金屬的截止頻率，就能發(fā)生光電效應現(xiàn)象；根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν﹣W0可知光電子的最大初動能與金屬的逸出功有關?！窘獯稹拷猓篈．光子又叫光量子，是量子化的能量子，光電子本質是電子，故A錯誤；B．光電效應現(xiàn)象表明光具有粒子性，故B錯誤；C．只要入射光的頻率大于金屬的截止頻率，就能發(fā)生光電效應現(xiàn)象，故C正確；D．根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν﹣W0可知光電子的最大初動能由逸出功與入射光頻率共同決定，逸出功與金屬材料有關，不同金屬的逸出功不同，所以最大初動能不同，故D錯誤。故選：C。【點評】本題考查光電效應問題，考查知識點有針對性，重點突出，充分考查了學生掌握知識與應用知識的能力。8．（浙江二模）下列說法正確的是（）A．普朗克提出了實物粒子也具有波動性 B．光電效應實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率和光照強度都有關 C．各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜，說明原子只發(fā)出幾種特定頻率的光 D．湯姆遜根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況斷定，它的本質是質子流【分析】德布羅意提出了實物粒子也具有波動性；根據(jù)光的電效應Ekm＝hγ﹣W，可知，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關；原子只發(fā)出幾種特定頻率的光；陰極射線本質是電子流?！窘獯稹拷猓篈、普朗克提出了能量量子化的觀點，而德布羅意提出了實物粒子也具有波動性的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想，故A錯誤；B、光電效應實驗，根據(jù)光的電效應Ekm＝hγ﹣W，可知，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關，故B錯誤；C、原子光譜，是由原子中的電子在能量變化時所發(fā)射或吸收的一系列波長的光所組成的光譜，每一種原子的光譜都不同，遂稱為特征光譜，也稱為線狀譜，故C正確；D、湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況，斷定其本質是帶負電的粒子流，并最終發(fā)現(xiàn)了電子，故D錯誤；故選：C?！军c評】本題考查了光的波粒二象性，有時波動性明顯，有時粒子性明顯．知道物理史實，掌握光的電效應現(xiàn)象中，光電子的最大初動能的影響因素，理解線狀譜的概念，注意電子是由湯姆遜發(fā)現(xiàn)的。9．（蚌埠三模）如圖為研究光電效應的電路圖，測得遏止電壓為Uc，已知電子的電荷量為e，則下列說法正確的是（）A．光電子的最大初動能為eUc B．測量遏止電壓時，開關S應與b連接 C．光電管兩端電壓為零時，光電流也為零 D．開關S接b，調節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)增大時，電流表示數(shù)一定增大【分析】根據(jù)光電效應的實驗規(guī)律可知光電子的最大初動能；測量遏止電壓時，光電子在光電管中做減速運動，再根據(jù)運動規(guī)律進行分析；根據(jù)愛因斯坦光電效應進行分析；電壓增大時，光電流不一定增大。【解答】解：A、根據(jù)光電效應的實驗規(guī)律可知光電子的最大初動能Ek＝eUC，故A正確；B、測量遏止電壓時，應使光電子逸出后減速運動，開關S應與a連接，故B錯誤；C、光電管兩端電壓為零時，仍有光電子可以運動到陽極，光電流不為零，故C錯誤；D、開關S接b，調節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)增大時，若電流已到飽和電流，電流表示數(shù)則不會再增大，故D錯誤；??故選：A?！军c評】本題考查光電效應方程，此部分知識要求學生在理解的基礎上積累識記，難度適中。10．（和平區(qū)期末）在近代物理發(fā)展的過程中，實驗和理論相互推動，促進了人們對微觀世界的認識。對下列實驗描述正確的是（）A．盧瑟福通過①圖所示的實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了質子和中子 B．②圖中用紫外燈照射鋅板，驗電器指針帶負電張開 C．③圖的理論可以很好的解釋氫原子光譜的規(guī)律 D．④圖放射源產(chǎn)生的三種射線中，射線3的電離本領最強【分析】盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗，提出來原子的核式結構；光電效應現(xiàn)象中，電子逃出，金屬鋅板與驗電器均帶正電；玻爾理論提出能量量子化，很好的解釋氫原子光譜的規(guī)律；α射線帶正電，β射線帶負電，γ射線不帶電，結合左手定則，即可求解；從而即可一一求解．【解答】解：A、盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗，提出來原子的核式結構，質子和中子不是通過α粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)的，故A錯誤；B、圖②用紫外光燈照射與驗電器相連的鋅板，發(fā)生光電效應，電子逃出，此時鋅板和驗電器均帶正電，故B錯誤；C、圖③為玻爾理論的氫原子的能級示意圖，玻爾理論提出能量量子化，很好的解釋氫原子光譜的規(guī)律，故C正確；D、甲④為放射源放出的三種射線在磁場中運動的軌跡，根據(jù)左手定則可知，射線3帶負電，為β射線，而射線1帶正電，是α射線，α射線電離本領最強，故D錯誤。故選：C。【點評】該題考查三種射線的帶電情況，根據(jù)左手定則判斷三種射線的類型是解答的關鍵，另外要知道光電效應的現(xiàn)象與玻爾理論的內容．11．（合肥三模）額溫槍是常態(tài)化疫情防控的重要設備之一，其工作原理是：人體發(fā)出的紅外光射入槍內的溫度傳感器，發(fā)生光電效應，顯示出人體的溫度。已知正常的人輻射的紅外光波長為10μm，該紅外光照射光電管的陰極K時，電路中有光電流，如圖甲所示，得到的電流隨電壓變化圖像如圖乙所示。已知h＝6.63×10﹣34J?s，e＝1.6×10﹣19C，則下列說法正確的是（）A．波長10μm的紅外光的頻率為3×1014Hz B．將甲圖中的電源反接，一定不會產(chǎn)生光電流 C．該光電管陰極金屬的逸出功約為0.1eV D．若人體溫度升高，電路中的飽和光電流減小【分析】根據(jù)光速公式c＝λν求解紅外光頻率；根據(jù)圖乙可知遏止電壓為0.02V，再根據(jù)Ekm＝eUc求解光電子的最大初動能，最后由光電效應方程，即可求解；溫度升高，則輻射紅外線的強度增強，光電管轉換成的光電流增大；【解答】解：A、波長10μm的紅外光在真空中的頻率為：ν=cλ=3×10B、根據(jù)圖乙可知，遏制電壓為0.02V，如果反接，但電源電壓小于0.02V，則仍會產(chǎn)生光電流，故B錯誤；C、根據(jù)Ekm＝eUc＝0.02eV，可知，最大初動能為0.02eV，再由光電效應方程Ekm＝hν﹣W0，而hν＝6.63×10﹣34×3×1013J=6.63×1則有，該光電管陰極金屬的逸出功約為：W0＝0.12eV﹣0.02eV＝0.1eV，故C正確；D、若人體溫度升高，則輻射紅外線的強度增強，光電管轉換成的光電流增大，故D錯誤。故選：C。【點評】考查紅外線的特征與應用、光電子的最大初動能與遏止電壓的關系以及熱輻射等知識，會用所學的物理知識解決生活中的問題。12．（懷化一模）甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能與入射光頻率間的關系分別如圖中的a、b所示。下列判斷正確的是（）A．圖線a與b不一定平行 B．圖線a與b的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關系 C．乙金屬的極限頻率小于甲金屬的極限頻率 D．甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應時，若光電子的最大初動能相同，甲金屬的入射光頻率大【分析】根據(jù)光電效應方程EKm＝hγ﹣W0＝hγ﹣hγ0得出最大初動能與入射光頻率的關系，通過圖線的斜率和截距去求解．【解答】解：A、根據(jù)光電效應方程EKm＝hγ﹣W0，圖線的斜率代表普朗克常量，兩直線一定平行，故A錯誤；B、普朗克常量是個常數(shù)，與入射光和金屬材料均無關系，故B正確；C、橫軸截距表示最大初動能為零時的入射光頻率，也就是金屬的極限頻率，故乙金屬的極限頻率大于甲金屬的極限頻率，故C錯誤；D、由A項可知，甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應時，若光電子的最大初動能相同，甲金屬的入射光頻率小，故D錯誤。故選：B?！军c評】解決本題的關鍵掌握光電效應方程EKm＝hγ﹣W0＝hγ﹣hγ0，知道逸出功與極限頻率的關系，注意掌握橫、縱截距的含義．13．（朝陽區(qū)校級模擬）以往我們認識的光電效應是單光子光電效應，即一個電子在極短時間內只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出。強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應的認識，用強激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應，這已被實驗證實。光電效應實驗裝置示意如圖。用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應。換用同樣頻率為v的強激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負極，在KA之間就形成了使光電子減速的電場。逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的（其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量）（）A．U=?ve?We B．U=2?ve【分析】根據(jù)光電效應方程Ekm＝hv﹣W，以及Ekm＝eU進行分析?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)題意知，一個電子吸收一個光子不能發(fā)生光電效應，換用同樣頻率為ν的強激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應，即吸收的光子能量為nhv，n＝2，3，4…則有：eU＝nhv﹣W，解得：U=n?ve?故選：B?！军c評】解決本題的關鍵掌握光電效應方程，知道最大初動能與遏止電壓的關系。14．（桃城區(qū)校級模擬）一束由兩種頻率不同的單色光組成的復色光從空氣射入玻璃三棱鏡后，出射光分成a、b兩束，如圖所示，則a、b兩束光（）A．垂直穿過同一塊平板玻璃，a光所用的時間比b光短 B．從同種介質射入真空發(fā)生全反射時，a光臨界角比b光的大 C．分別通過同一雙縫干涉裝置，b光形成的相鄰亮條紋間距小 D．若照射同一金屬都能發(fā)生光電效應，b光照射時逸出的光電子最大初動能大【分析】根據(jù)光線的偏折程度判斷折射率的大小，即可判斷出光束頻率的大?。桓鶕?jù)v=cn分析光束在介質中傳播的速度大小，可比較時間的關系；根據(jù)公式sinC【解答】解：由圖可知，a光的偏折角大于b光的偏折角，故說明a光的折射率大于b光的折射率，說明a光的頻率大于b光的頻率，a光的波長小于b光，根據(jù)v=cA、垂直穿過同一塊玻璃時，不會發(fā)生折射，則經(jīng)過的距離相同，因a光在玻璃中傳播速度小，故a光所用的時間長，故A正確；B、由sinC=1C、a光的波長小于b光，由△x=LD、由愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν﹣W0；由于b光的頻率小，b光光子能量小，則b光照射時逸出的光電子最大初動能要小，故D錯誤.故選：A?！军c評】本題是幾何光學的基本問題，關鍵要掌握折射率的意義、光速公式v=cn，臨界角公式sinC15．（永濟市校級期末）用如圖所示的實驗裝置研究光電效應現(xiàn)象。所用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應，電流表G的示數(shù)不為零，移動變阻器的觸點c，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)為零，則在該實驗中（）A．當滑動觸頭向a端滑動時，電流表G示數(shù)增大 B．增大照射光的強度，產(chǎn)生的光電子的最大初動能一定增大 C．光電子的最大初動能為1.05eV D．光電管陰極的逸出功為1.05eV【分析】題中給出光電效應實驗裝置，該裝置所加的電壓為反向電壓，當滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓變大，則電流表G示數(shù)減小，根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν﹣W0，可求出光電子最大初動能和光電管陰極的逸出功。光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關，與光強無關。【解答】解：A、當滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓變大，則電流表G示數(shù)減小，故A錯誤；B、光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關，與光強無關，故B錯誤；C、該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)為0，知道光電子的最大初動能為1.7eV，故C錯誤；D、根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν﹣W0，所以W0＝hν﹣Ekm＝2.75eV﹣1.7eV＝1.05eV，光電管陰極的逸出功為1.05eV，故D正確。故選：D。【點評】本題考查光電效應相關內容，要求學生了解光電效應實驗，掌握光電效應方程并能運用于求光電子的最大初動能和光電管陰極的逸出功。16．（吉林模擬）關于近代物理知識，下列說法中正確的是（）A．光電效應現(xiàn)象說明了光具有波粒二象性 B．動能相等的質子和電子，它們的德布羅意波長也相等 C．比結核能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定 D．鈾核裂變的一種核反應方程為：92【分析】光電效應現(xiàn)象說明了光具有粒子性；根據(jù)p=2mEk及【解答】解：A.光電效應現(xiàn)象說明了光具有粒子性，故A錯誤；B.動能相等的質子和電子，根據(jù)p=2mEk可知，質子質量大，動量大，根據(jù)C.比結核能是原子核的結合能與該原子核所含有的核子數(shù)之比，所以比結核能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，故C正確；D.鈾核需要俘獲一個慢中子才能發(fā)生裂變，該核反應反應物中應有中子參與，故D錯誤。故選：C?！军c評】本題考查了物質波、原子核等相關的知識，考查知識點針對性強，重點突出，考查了學生掌握知識與應用知識的能力。17．（大渡口區(qū)校級期中）下列說法正確的是（）A．光子就是質點 B．光不具有波動性 C．光具有波粒二象性 D．實物粒子和光子一樣都具有波粒二象性，所以實物粒子與光子是相同本質的物質【分析】光子是能量子，不具有質量，光和電子、質子等實物粒子都具有波粒二象性，實物粒子和光子一樣都具有波粒二象性，但是實物粒子與光子是本質不同的物質。【解答】解：AB、光子是能量子，不具有質量，不是質點，光具有波粒二象性，具有波動性，故AB錯誤；C、光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，光電效應和康普頓效應說明光具有粒子性，所以光具有波粒二象性，故C正確；D、實物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，但實物粒子與光子本質是不同的，故D錯誤。故選：C。【點評】本題考查了光子、波粒二象性、光的衍射等基本概念，難度不大，注意基礎知識的積累，就能順利解決此類題目。18．（揚州模擬）讓電子束通過電場加速后，照射到金屬晶格（大小約10﹣10m）上，可得到電子的衍射圖樣，如圖所示。下列說法正確的是（）A．電子衍射圖樣說明了電子具有粒子性 B．加速電壓越大，電子的物質波波長越長 C．電子物質波波長比可見光波長更長 D．動量相等的質子和電子，對應的物質波波長也相等【分析】衍射是波特有的現(xiàn)象；根據(jù)動能定理及波長與動量的關系可分析波長與加速電壓的關系；根據(jù)λ=?【解答】解：A．電子衍射圖樣說明了電子具有波動性，故A錯誤；B．根據(jù)eU=λ=?解得λ=加速電壓越大，電子的物質波波長越短，故B錯誤；C．電子是實物粒子，其動量更大，根據(jù)λ=?D．根據(jù)λ=?故選：D。【點評】本題重點考查物質波的相關知識，考查知識點針對性強，重點突出，考查了學生掌握知識與應用知識的能力。19．（諸暨市校級期中）下列說法正確的是（）A．黑體輻射強度與溫度、材料種類、表面狀況有關 B．電子衍射實驗證明電子具有波動性，這種波叫物質波或德布羅意波 C．單縫衍射中央亮條紋最寬，圓孔衍射中會出現(xiàn)泊松亮斑 D．自然光通過一偏振片a后得到偏振光，該偏振光再通過另一偏振片b，兩偏振片的透振方向成45°，則沒有光透過b【分析】黑體輻射的強度與溫度有關，溫度越高，黑體輻射的強度越大；物質波，又稱德布羅意波，是概率波，一切運動的物體都有物質波與之對應；衍射條紋中間寬、兩邊窄，中間亮、兩邊暗，不等間距，泊松亮斑是光通過圓板時，在圓板后面出現(xiàn)亮光的現(xiàn)象；當兩個偏振片的偏振方向夾角增大時，透射光的強度減弱，兩偏振片的透振方向成90°時，則沒有光透過；【解答】解：A、一般物體輻射電磁波的情況與物體的溫度、物體的材料有關，而黑體輻射電磁波的情況只與物體的溫度有關，故A錯誤；B、德布羅意認為，任何一個運動著的物體，小到電子、質子，大到行星、太陽，都有一種波和它對應，這種波叫物質波，電子衍射實驗證明電子具有波動性，所以這種波叫物質波或德布羅意波，故B正確；C、單縫衍射中央亮條紋最寬，但單色光發(fā)生圓孔衍射時，不會出現(xiàn)泊松亮斑，故C錯誤；D、當兩個偏振片的偏振方向夾角增大時，透射光的強度減弱，光振動方向和偏振片透振方向垂直的光不能夠通過偏振片，兩偏振片的透振方向成45°，仍有光透過b，故D錯誤；故選：B?！军c評】本題主要考查黑體輻射、物質波、單縫衍射、光的偏振等方面的內容較為綜合，難度適中。20．（鼓樓區(qū)校級模擬）下列說法正確的是（）A．盧瑟福通過對α粒子散射實驗結果的分析，提出了原子核內有中子存在的觀點 B．核泄漏事故污染物55137Cs能夠產(chǎn)生對人體有害的輻射，其核反應方程式為55137Cs→56C．紫外線照射到金屬鋅板表面時能產(chǎn)生光電效應，則當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的電子的最大初動能也隨之增大 D．動能相等的質子和電子，它們的德布羅意波長也相等【分析】依據(jù)α粒子散射實驗意義，即可判定；根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒判斷X的電荷數(shù)和質量數(shù)，從而確定X為何種粒子；光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關；德布羅意波長為λ=?【解答】解：A、盧瑟福通過對α粒子散射實驗結果的分析，提出原子核式結構模型，故A錯誤；B、根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒知，X的電荷數(shù)為55﹣56＝﹣1，質量數(shù)為137﹣137＝0，可知X為電子，故B正確；C、當增大紫外線的照射強度時，而紫外線的頻率不變，根據(jù)光電效應方程EKm＝hv﹣W0，可知從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能不變，故C錯誤；D、動能相等的質子和電子，質子和電子質量不相等，由動量大小與動能關系：p=2mEk，可知它們的動量不相等，根據(jù)德布羅意波長為故選：B?！军c評】本題考查了α粒子散射實驗、核反應、光電效應、德布羅意波等知識點，關鍵掌握這些知識點的基本概念和基本規(guī)律，大多需要記憶，因此注意平時多加積累。二．多選題（共10小題）21．（都昌縣校級月考）下列說法中正確的是（）A．物質波和光波都是概率波 B．隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都會增加；另一方面輻射強度的極大值向波長較長的方向移動 C．根據(jù)海森伯提出的不確定性關系可知，不可能同時準確地測定微觀粒子的位置和動量 D．在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉移給電子，因此，光子散射后波長變短【分析】根據(jù)光的波粒二象性結合物質波內容分析；根據(jù)黑體熱輻射的規(guī)律判斷；根據(jù)不確定性關系式△x△p≥?根據(jù)光子動量的表達式p=?【解答】解：A、根據(jù)光的波粒二象性結合物質波內容可知：物質波和光波都是概率波，故A正確；B、隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都會增加；另一方面輻射強度的極大值向波長短的方向移動，故B錯誤；C、由不確定性關系△x△p≥?D、入射光子與晶體中的電子碰撞，動量變小，根據(jù)光子動量p=?故選：AC?！军c評】本題考查物質波、黑體輻射、不確定性關系、康普頓效應等基礎內容，多熟悉課本知識，多積累。22．（鹽城期末）測溫槍是根據(jù)人體輻射紅外線的強度和波長工作的，輻射規(guī)律與黑體相同。如圖所示是某次實驗時在T1、T2溫度下測得的某物體輻射電磁波的強度與波長的關系，則同一物體（）A．在不同溫度下向外輻射同一波長的電磁波的強度相同 B．在高溫下相同時間內向外輻射電磁波總能量多 C．在高溫下輻射電磁波強度的極大值的波長短 D．在高溫下輻射電磁波強度的極大值的頻率低【分析】由圖可得出波長與輻射強度及溫度之間的關系，黑體的輻射不僅與溫度有關，還與波長及頻率有關?！窘獯稹拷猓篈、向外輻射相同波長的電磁波的輻射強度隨溫度的變化而不同，故A錯誤；B、向外輻射的最大輻射強度隨溫度升高而增大，所以在高溫下相同時間內向外輻射電磁波總能量多，故B正確；C、由圖可知，隨溫度的升高，相同波長的光輻射強度都會增加；同時最大輻射強度向左側移動，即向波長較短的方向移動，故C正確；D、根據(jù)公式v＝λf可知，在高溫下輻射電磁波強度的極大值的波長較短，頻率較高，故D錯誤。故選：BC?！军c評】本題以測溫槍為背景考查人體輻射紅外線的強度和波長，重點考查的學生的讀圖能力。23．（香坊區(qū)校級二模）下列四幅圖所涉及到的物理知識與原子核有關的是（）A．甲圖：黑體輻射強度與輻射波長分布關系圖象 B．乙圖：α粒子散射實驗 C．丙圖：核子的平均質量與質量數(shù)的關系圖象 D．丁圖：鏈式反應【分析】明確黑體輻射的基本內容即可解答；盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果，得出原子的核式結構模型；重核變?yōu)檩p核的核反應是裂變，其對應的是鏈式反應?！窘獯稹拷猓篈、甲圖中，隨著溫度的升高黑體輻射強度的極大值向波長較小的方向移動，與原子核無關，故A錯誤；B、乙圖表明，盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果，得出了原子的核式結構理論，故B正確；C、丙圖中，核子的平均質量與質量數(shù)的關系圖象與原子核有關，故C正確；D、丁圖中，鏈式反應屬于重核裂變，與原子核有關，故D正確。故選：BCD。【點評】本題考查了α粒子散射實驗、黑體輻射、聚變與裂變等基礎知識點，關鍵要熟悉教材，牢記這些基礎知識點。24．（漣水縣校級月考）某氣體在T1、T2兩種不同溫度下的分子速率分布圖象如圖甲所示，縱坐標f（v）表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，橫坐標v表示分子的速率；而黑體輻射的實驗規(guī)律如圖乙所示，圖乙中畫出了T1、T2兩種不同溫度下黑體輻射的強度與波長的關系。下列說法正確的是（）A．圖甲中T1＞T2 B．圖乙中T1＞T2 C．圖甲中溫度升高，所有分子的速率都增大 D．圖乙中溫度升高，輻射強度的極大值向波長較短方向移動【分析】溫度是分子熱運動平均動能的標志；氣體的分子的運動的統(tǒng)計規(guī)律：中間多，兩頭少；即大多數(shù)的分子的速率是比較接近的，但不是說速率大的和速率小的就沒有了，也是同時存在的，但是分子的個數(shù)要少很多。黑體輻射的強度與波長的關系圖象，縱坐標表示輻射強度，橫坐標表示波長，直接由圖象分析即可得出?！窘獯稹拷猓篈C、由圖甲可知，溫度為T2的圖線中速率大分子占據(jù)的比例較大，則說明其對應的平均動能較大，故T2對應的溫度較高，T1＜T2，溫度升高使得氣體分子的平均速率增大，不一定每一個氣體分子的速率都增大，故AC錯誤；BD、由圖乙可以看出，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加，且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故BD正確；故選：BD?！军c評】本題關鍵是明確溫度的微觀意義和速率的分布規(guī)律，基礎問題。通過黑體輻射的強度與波長的關系圖象，考生應牢記兩大特點：①隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加；②隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。25．（嵊州市模擬）根據(jù)下列圖像所反映的物理現(xiàn)象進行分析判斷，說法正確的是（）A．圖甲中對應的三種光中“黃光（強）”的光子能量最強 B．根據(jù)圖甲分析可知若用橙光照射同一實驗裝置可能沒有光電流產(chǎn)生 C．圖乙中現(xiàn)象說明光子不僅具有能量也具有動量 D．圖丙中現(xiàn)象說明電子具有波動性，可運用波動規(guī)律確定電子通過雙縫后的具體位置【分析】根據(jù)遏止電壓比較最大初動能，從而比較光子頻率的大小，進而得出光子的能量大?。灰罁?jù)入射光的頻率不低于極限頻率，即可發(fā)生光電效應現(xiàn)象，及根據(jù)可見光中紅光頻率最低，而紫光頻率最高；康普頓效應現(xiàn)象說明光子不僅具有能量也具有動量；實物粒子的波動性具有不確定性?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)圖甲，可知，黃光的遏止電壓小于藍光的遏止電壓，根據(jù)EKm=12mv2＝eUC與光電效應方程EKm＝hν﹣WB、若用橙光照射同一實驗裝置，由于橙光的頻率小于黃光的頻率，依據(jù)光電效應發(fā)生條件：入射光的頻率不低于極限頻率，則可能不會發(fā)生光電效應現(xiàn)象，因此可能沒有光電流產(chǎn)生，故B正確；C、圖乙中現(xiàn)象是康普頓通過研究石墨對X射線的散射現(xiàn)象，此說明光子不僅具有能量，而且具有動量，故C正確；D、圖丙中現(xiàn)象說明大量的電子具有波動性，電子的波動性具有不確定性，故D錯誤；故選：BC?！军c評】考查光電效應現(xiàn)象與康普頓效應現(xiàn)象，掌握光電效應發(fā)生條件，理解實物粒子的波動性與不確定性，注意光電管兩端的遏止電壓與光電子的最大初動能關系。26．（微山縣月考）100年前，愛因斯坦因成功解釋光電效應現(xiàn)象而獲得了1921年的諾貝爾物理學獎。研究光電效應現(xiàn)象的實驗裝置如圖（a）所示，用光強相同的紅光和藍光照射光電管陰極K時，測得相應的遏止電壓分別為U1和U2，產(chǎn)生的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化規(guī)律如圖（b）所示。已知電子的電荷量為﹣e，紅光和藍光的頻率分別為ν1和ν2，且ν1＜ν2。則下列判斷正確的是（）A．甲、乙中飽和光電流大的對應的遏止電壓也大 B．乙是紅光照射時對應的I﹣U圖線 C．用藍光照射時，光電子的最大初動能為eU2 D．陰極K金屬的極限頻率為ν1?【分析】飽和電流與遏止電壓無關；從I﹣U圖象，得出甲乙遏止電壓的大小關系，可判斷甲乙圖線分別對應何種光；由愛因斯坦光電效應方程，研究最大初動能的關系；通過判斷逸出功求解極限頻率?！窘獯稹拷猓篈、對于同一種入射光，產(chǎn)生光電效應時，飽和光電流強度只與入射光強度有關，并且飽和光電流強度正比于入射光的強度，故A錯誤.B、由愛因斯坦光電效應方程Ekm＝hv﹣W0和遏止電壓與最大初動能的關系Ekm＝eUc，得遏止電壓Uc=?vC、利用Ekm＝eUc，所以用藍光照射時，光電子的最大初動能為Ekm＝eU2，故C正確.D、金屬材料的逸出功和極限頻率間滿足W0＝hvc，同時利用Ekm＝hv﹣W0和Ekm＝eUc，可以得到極限頻率vc=v?e故選：CD?！军c評】作答本題從兩點入手：一、掌握三個基本的關系式，（1）W0＝hvc（2）Ekm＝hv﹣W0（3）Ekm＝eUc；二、抓住I﹣U圖象的兩點（1）飽和光電流（2）遏止電壓。27．（江西模擬）如圖所示，把一塊鋅板連接在驗電器上，鋅板開始帶電，驗電器指針張開且張角穩(wěn)定。現(xiàn)在用甲光照射鋅板，發(fā)現(xiàn)指針保持不動。換用乙光照射鋅板，發(fā)現(xiàn)指針張角迅速減小。由此可以判斷（）A．鋅板開始一定帶負電 B．甲光的頻率一定小于乙光的頻率 C．甲光的強度一定小于乙光的強度 D．甲光的照射時長一定小于乙光的照射時長【分析】發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，當發(fā)生光電效應時，鋅板有電子逸出，鋅板失去電子帶正電，并依據(jù)指針張角迅速減小，從而判定鋅板帶電性質，進而即可判定．【解答】解：AB、根據(jù)題意可判斷，用甲光照射鋅板沒有發(fā)生光電效應，用乙光照射鋅板發(fā)生了光電效應現(xiàn)象，由光電效應發(fā)生的條件可知，甲光的頻率一定小球乙光的頻率，由于乙光照射鋅板時，驗電器指針張角不斷減小，所以可以判斷驗電器一開始帶的是負電，故AB正確；CD、能否發(fā)生光電效應現(xiàn)象，與入射光的強度，及光照時間均無關，故CD錯誤。故選：AB。【點評】考查光電效應現(xiàn)象以及光電效應的特點，解決本題的關鍵知道光電效應的實質，以及知道光電效應的條件，注意乙光照射鋅板，發(fā)現(xiàn)指針張角迅速減小是解題的突破口．28．（浙江模擬）在磁感應強度為B的均勻磁場內放置一極薄的金屬片，其極限波長為λ0（波長為2λ0的入射光恰能產(chǎn)生光電效應），今用頻率為v的弱單色光照射，發(fā)現(xiàn)沒有電子放出。實驗證明：在采用相同頻率v的強激光照射下，電子能吸收多個光子，也能產(chǎn)生光電效應，釋放出的電子（質量為m，電荷量的絕對值為e）能在垂直于磁場的平面內做圓周運動，最大半徑為R，則（）A．遏止電壓為eBB．此照射光光子的能量可能為?c2C．放出電子的最大動量為?vcD．單色光光子的動量可能為?【分析】光電子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力，解得速度進而求得遏制電壓；根據(jù)光電效應方程、光的動量與動能的關系可求得動量和能量大小。【解答】解：A.設光電子的最大速度為v，光電子在磁場中做勻速圓周運動evB=得v=所以Ek=遏止電壓為U=故A正確；B.根據(jù)題設情景可知nhγ=n為大于2的自然數(shù)，當n＝2時，此照射光光子的能量為?c2C.由于電子最大動能Ek=最大動量p=2m故C錯誤；D.光子的動量p=當n＝3時，單色光光子的動量為?故D正確。故選：ABD?！军c評】本題考查電子在磁場中的運動以及光電效應和光的動量的求解。注意光子的動量p＝mc，結合E＝hγ＝mc2，可解得p=?γ29．（荔灣區(qū)校級期中）下列說法中正確的是（）A．康普頓效應表明光子具有能量和動量 B．湯姆生通過α粒子散射實驗，提出了原子具有核式結構 C．為了解釋黑體輻射規(guī)律?？灯疹D提出了電磁輻射的能量是量子化的 D．德布羅意把光的波粒二象性推廣到實物粒子，認為實物粒子也具有波動性【分析】根據(jù)物理學史和常識解答，記住著名物理學家的主要貢獻即可。【解答】解：A、康普頓效應不僅表明了光子具有能量，還表明了光子具有動量，故A正確；B、盧瑟福在α粒子散射實驗中發(fā)現(xiàn)極少數(shù)粒子發(fā)生極大角度的偏轉，從而提出了原子核式結構學說，故B錯誤；C、為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出了電磁輻射的能量是量子化的，故C錯誤；D、德布羅意把光的波粒二象性推廣到實物粒子，認為實物粒子也具有波動性，故D正確；故選：AD。【點評】本題考查了“近代物理初步”部分，涉及康普頓效應、德布羅意波、普朗克的能量子假說等知識點多，在平時學習過程中加強積累。30．（相城區(qū)校級期中）在實驗室或工廠的高溫爐子上開一小孔，小孔可看做黑體，由小孔的熱輻射特征，就可以確定爐內的溫度，如圖所示，就是黑體的輻射強度與其輻射光波長的關系圖象，則下列說法正確的是（）A．T1＞T2 B．T1＜T2 C．溫度越高，輻射強度最大的電磁波的波長越長 D．溫度越高，輻射強度的極大值就越大【分析】本題考查的是讀圖能力，由圖可得出波長與輻射強度及溫度之間的關系，黑體的輻射不僅與溫度有關，還與波長及頻率有關．【解答】解：A、B、不同溫度的物體向外輻射的電磁波的波長范圍是不相同的，溫度越高向外輻射的能量中，頻率小的波越多，所以T1＞T2．故A正確，B錯誤；C、由圖可知，隨溫度的升高，相同波長的光輻射強度都會增加；同時最大輻射強度向左側移動，即向波長較短的方向移動，故C錯誤；D、向外輻射的最大輻射強度隨溫度升高而增大，故D正確；故選：AD?！军c評】本題看起來考查較為高深的內容，但其實考查的是學生讀圖的能力，只要認真分析是較為容易的找出答案的．三．填空題（共10小題）31．能正確解釋黑體輻射實驗規(guī)律的是普朗克提出的能量量子化理論?！痉治觥繛榱私忉尯隗w輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量的量子化，從而即可求解?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)黑體輻射的實驗規(guī)律，隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都增加；另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，只能用普朗克提出的能量量子化理論才能得到較滿意的解釋。故答案為：普朗克?！军c評】考查黑體輻射實驗規(guī)律的應用，理解經(jīng)典理論與能量微粒說的內容，注意黑體輻射與熱輻射的區(qū)別。32．黑體：是指能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體。【分析】黑體：是指能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體?！窘獯稹拷猓汉隗w：是指能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體故答案為：完全【點評】明確定黑體的定義，直接由黑體的定義得出答案。33．一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關。黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與溫度有關。【分析】一切物體都在輻射電磁波；能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射，這樣的物體稱為黑體；黑體輻射隨著波長越短溫度越高輻射越強?！窘獯稹拷猓簩τ谝话悴牧系奈矬w，輻射電磁波的情況除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關，黑體輻射的強度與溫度有關，溫度越高，黑體輻射的強度越大，隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。故答案為：材料的種類及表面狀況溫度【點評】解決本題的關鍵知道黑體輻射的強度與溫度有關，溫度越高，黑體輻射的強度越大，隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。34．黑體輻射的實驗規(guī)律（1）一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關。（2）黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關，如圖所示。①隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都增加；②隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。【分析】要理解黑體輻射的規(guī)律：溫度越高，輻射越強越大，溫度越高，輻射的電磁波的波長越短?！窘獯稹拷猓海?）一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關。（2）黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關，如圖所示。①隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都增加；②隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動故答案為：（1）溫度（2）溫度①增加②較短【點評】順利解決本題，一定要熟練記憶本深刻理解教材的基本的內容，這是我們學好物理的捷徑。35．（黃浦區(qū)校級模擬）用紫外線照射連有驗電器的鋅板，發(fā)現(xiàn)驗電器中金屬張開，此時金屬箔上帶正電；將驗電器與鋅板斷開，并用天然放射線的照射，發(fā)現(xiàn)驗電器中金屬箔合攏，其原因是放射線具有電離作用?！痉治觥慨斢米贤饩€照射時，鋅板發(fā)生光電效應，光電子從鋅板上飛出，鋅板帶正電；驗電器中金屬箔張角大小體現(xiàn)帶電量的多少，從而即可判定。【解答】解：用紫外線照射鋅板，驗電器指針發(fā)生明顯偏轉，說明用紫外線照射鋅板能發(fā)生光電效應，鋅板失去電子，故鋅板一定帶正電；將驗電器與鋅板斷開，并用天然放射線照射，發(fā)現(xiàn)驗電器中金屬箔合攏，說明驗電器的帶電量減小，則放射線帶負電，即具有電離作用．故答案為：正，電離?！军c評】考查光電效應現(xiàn)象，掌握發(fā)生光電效應的條件，理解電離的含義．36．（晉江市模擬）在做光電效應的實驗時，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應，實驗測得光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率v的關系如圖所示，由實驗圖線可知該金屬的逸出功為hv0，若用波長為λ的光照射該金屬產(chǎn)生光電子，則光電子的最大初動能為?cλ??【分析】由愛因斯坦光電效應方程EK＝hv﹣W去分析圖象中所包含的對解題有用的物理信息，圖象與縱軸和橫軸交點分別表示普朗克常量和金屬的極限頻率?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)愛因斯坦光電效應方程有：EK＝hv﹣WEK＝0時有：hv0﹣W＝0，所以逸出功為：W＝hv0；若用波長為λ的光照射該金屬產(chǎn)生光電子，則光電子的最大初動能為：E故答案為：hv0，?c【點評】本題考查了愛因斯坦光電效應方程EK＝hv﹣W，注意將有關的物理知識和數(shù)學的圖線聯(lián)系起來，培養(yǎng)用數(shù)學知識解決物理物體。37．（奉賢區(qū)二模）若用綠、黃、紅、紫四種顏色的光做雙縫干涉實驗，在所產(chǎn)生的干涉條紋中相鄰明條紋間距最寬的是紅色條紋。若用黃光照射某金屬能有光電效應現(xiàn)象，那換用其中的綠或紫色的光一定也能?！痉治觥坑刹ǖ母缮嬷袟l紋的間距公式可得出條紋間距最寬的光的顏色，發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于等于極限頻率。【解答】解：在波的干涉中，干涉條紋的間距△x=Lλ故答案為：紅，綠或紫【點評】本題考查光波的干涉條紋的間距公式和發(fā)生光電效應的條件，應牢記條紋間距的決定因素以及掌握光電效應方程Ekm＝hγ﹣W0，不要求定量計算，但要求定性分析。38．（芮城縣校級月考）鋁的逸出功是4.2eV，現(xiàn)在用波長200nm的光照射鋁的表面。（1）光電子的最大初動能是3.225×10﹣19J；（2）遏止電壓是2V?！痉治觥浚?）根據(jù)逸出功W0＝hv0，和光電效應方程：EK＝hv﹣W0直接進行求解光電子的最大初動能；（2）光電子動能減小到0時，反向電壓即遏制電壓，根據(jù)動能定理求解遏制電壓?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)光電效應方程：EK＝hγ﹣W0=代入數(shù)據(jù)解得：EK＝3.2×10﹣19J，（2）光電子動能減小到0時，反向電壓即遏制電壓，根據(jù)動能定理：eU＝EK，得U=3.2×1故答案為：3.225×10﹣19J；2V【點評】本題考查知識點簡單，但是學生在學習中要牢記公式以及物理量之間的關系，同時注意計算的準確性。39．（閔行區(qū)二模）光的干涉、衍射現(xiàn)象表明光具有波動性；光電效應（或康普頓效應）現(xiàn)象表明光具有粒子性。光的波粒二象性應理解為光子在空間各點出現(xiàn)的可能性的大?。锤怕剩梢杂貌▌右?guī)律（或波動理論）來描述。【分析】光既具有波動性又具有粒子性，光的干涉、衍射現(xiàn)象體現(xiàn)光具有波動性；而光電效應（或康普頓效應）體現(xiàn)光具有粒子性；光波是概率波．【解答】解：光的波動性和粒子性是同時存在的，光電效應、康普頓效應表明光具有粒子性；光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大?。ǜ怕剩┛梢杂貌▌右?guī)律來描述；故答案為：光電效應（或康普頓效應）；波動規(guī)律（或波動理論）?！军c評】本題考查光的波粒二象性，要注意明確光的兩種性質總是同時存在的，理解光波是概率波．40．（長安區(qū)二模）電子的靜能為0.511MeV，質子的靜能為938MeV，被1kV電壓加速的電子和質子的德布羅意波長之比為mpme（結果涉及電子和質子質量的使用字母表示，電子質量me【分析】由動能定理和物質波公式可計算波長之比。【解答】解：根據(jù)動能定理eU=12mv2，又12mv【點評】本題考查物質波，考查知識點有針對性，重點突出，充分考查了學生掌握知識與應用知識的能力。四．實驗題（共4小題）41．（通榆縣校級期中）從1907年起，美國物理學家密立根開始以精湛的技術測量光電效應中幾個重要的物理量。他通過如圖1所示的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率v，作出Uc﹣v的圖象（圖2），由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射測出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應方程的正確性。求：（1）普朗克常量h＝e(U（2）該金屬的截止頻率ν0＝Uc2（已知量：頻率ν1、ν2，遏止電壓Uc1、Uc2及電子的電荷量e）【分析】根據(jù)光電效應方程得出遏止電壓與入射光頻率的關系，通過圖線的斜率求出普朗克常量。遏止電壓為零時，入射光的頻率等于截止頻率。【解答】解：根據(jù)愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hv﹣W0動能定理：eUc＝Ek得：Uc=?ev??結合圖象知：k=?解得，普朗克常量：h=e(截止頻率：v0=U故答案為：（1）e(Uc2?【點評】解決本題的關鍵掌握光電效應方程，對于圖象問題，關鍵得出物理量之間的關系式，結合圖線的斜率或截距進行求解，解決本題的關鍵掌握光電效應方程以及最大初動能與遏止電壓的關系。42．（邗江區(qū)校級期中）采用如圖甲所示電路可研究光電效應規(guī)律，現(xiàn)分別用a、b兩束單色光照射光電管，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關系圖象如圖乙所示。（1）實驗中當靈敏電流表有示數(shù)時將滑片P向右滑動，則電流表示數(shù)一定不會減小（選填“增大”“不變”或“減小”）。（2）照射陰極材料時，b光（選填“a光”或“b光”）使其逸出的光電子的最大初動能大。（3）若a光的光子能量為5eV，圖乙中Uc2＝﹣2V，則光電管的陰極材料的逸出功為3eV?！痉治觥考铀匐妷涸龃螅怆娏髟龃?，達到飽和光電流后，電流不變；由乙圖可讀得遏止電壓的大小，結合eUc＝Ekm判斷電子最大初動能的大小；由Ekm＝hν﹣W0可計算逸出功?！窘獯稹拷猓海?）當滑片P向右滑動時，正向電壓增大，光電子做加速運動，若光電流達到飽和，則電流表示數(shù)不變，若沒達到飽和，則電流表示數(shù)增大。故實驗中當靈敏電流表有示數(shù)時將滑片P向右滑動，則電流表示數(shù)一定不會減小；（2）由題圖乙知b光的遏止電壓大，由eUc＝Ekm，知b光照射陰極材料時逸出的光電子的最大初動能大。（3）由Ekm＝hν﹣W0，可知光電管的陰極材料的逸出功為W0＝5eV﹣2eV＝3eV故答案為：（1）減小；（2）b光；（3）3【點評】本題考查愛因斯坦光電效應方程，考查知識點有針對性，重點突出，充分考查了學生掌握知識與應用知識的能力。43．（寶山區(qū)校級期末）如圖所示，圖甲、圖乙是物理史上兩個著名實驗的示意圖，通過這兩個實驗人們又對光的本性有了比較全面的認識：（1）圖甲是英國物理學家托馬斯?楊做的雙縫干涉實驗的示意圖，該實驗是光的波動說的有力證據(jù)。（2）圖乙是光電效應實驗的示意圖，該實驗是光的粒子性說的有力證據(jù)?！痉治觥扛缮媸遣ㄌ赜械默F(xiàn)象，雙縫干涉現(xiàn)象說明光具有波動性，光電效應說明光具有粒子性?！窘獯稹拷猓簣D甲是托馬斯?楊做的雙縫干涉實驗，干涉現(xiàn)象說明光具有波動性。圖乙為光電效應的實驗，光電效應說明光具有粒子性。故答案為：（1）雙縫干涉；（2）粒子性【點評】解決本題的關鍵知道光具有波粒二象性，干涉、衍射等現(xiàn)象說明光具有波動性，光電效應、康普頓效應說明光具有粒子性。44．（聊城二模）某實驗小組的同學利用如下所示的實驗研究光的波粒二象性。（1）利用甲圖所示的電路研究陰極K的遏止電壓與照射光頻率的關系。若實驗測得鈉（Na）的遏止電壓Uc與照射光頻率v的關系圖像如圖乙所示，已知鈉的極限頻率為5.53×1014Hz，鈣的極限頻率為7.73×1014Hz，則下列說法中正確的是AD。A.需將單刀雙擲開關S置于a端B.需將單刀雙擲開關S置于b端C.鈣的遏止電壓與照射光的頻率的關系圖線應該是①D.鈣的遏止電壓與照射光的頻率的關系圖線應該是②（2）測光量的波長。①利用丙圖中的裝置觀察到的干涉條紋如圖丁所示。轉動測量頭的手輪，使分劃板中心刻線對準亮紋a中心時，手輪的讀數(shù)x1＝1.002mm，繼續(xù)轉動手輪，使分劃板中心刻線對準亮紋b中心時，手輪的讀數(shù)如圖戊所示，x2＝9.785mm；②若已知雙縫間距d＝2.0×10﹣4m，雙縫到屏的距離l＝1.0m，則待測光的波長為4.38×10﹣7m（結果保留3位有效數(shù)字）。【分析】（1）加遏制電壓時，電子做減速運動，判斷應接電源的正負極情況；由動能定理及光電效應方程得橫縱坐標關系式，由圖像斜率進行分析。（2）①螺旋測微器讀數(shù)為固定刻度加可動刻度；②由讀數(shù)計算條紋間距，根據(jù)Δx=l【解答】解：（1）AB.電子從左邊K極射出，向右運動，加遏制電壓時，電子做減速運動，所以A極應當接電源的負極，故A正確，B錯誤；CD.由動能定理得eUC＝Ek，由光電效應方程得Ek＝hν﹣W0，兩式聯(lián)立解得eUC＝hν﹣W0，解得UC=?eν?故選：AD。（2）①螺旋測微器讀數(shù)為固定刻度加可動刻度，讀數(shù)為：x2＝9.5mm+0.01mm×25.8＝9.758mm②Δx=9.758?1.0024mm=2.189mm＝2.189×10根據(jù)Δx=ldλ，代入數(shù)據(jù)解得λ＝4.38×10故答案為：（1）AD；（2）①9.758，②4.38×10﹣7【點評】本題考查光的波粒二象性實驗，考查知識點針對性強，難度適中，考查了學生掌握知識與應用知識的能力。五．計算題（共7小題）45．在自然界生態(tài)系統(tǒng)中，蛇與老鼠和其他生物通過營養(yǎng)關系構成食物鏈，在維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮著重要作用。蛇是老鼠的天敵，它是通過接收熱輻射來發(fā)現(xiàn)老鼠的。假設老鼠的體溫約37℃，它發(fā)出的最強的熱輻射的波長為λmin．根據(jù)熱輻射理論，λmin與輻射源的絕對溫度T的關系近似為Tλmin＝2.90×10﹣3m?K．求老鼠發(fā)出最強的熱輻射的波長。【分析】根據(jù)題目給出的公式計算波長即可；根據(jù)公式T＝273+t，從而即可求解。【解答】解：由Tλmin＝2.90×10﹣3m?K可得老鼠發(fā)出最強的熱輻射的波長為：λmin=2.90×10?3Tm=2.90×10答：老鼠發(fā)出最強的熱輻射的波長為9.4×10﹣6m?！军c評】本題主要考查波長、波速及頻率的關系，及信息的篩選能力，注意熱力學溫度與攝氏溫度的區(qū)別。46．（紹興月考）真空光電管（又稱電子光電管）由封裝于真空管內的光電陰極和陽極絲構成，如圖（a）所示是半圓柱面陰極式光電管，陰極材料的逸出功為W，陽極與陰極同軸放置，當頻率為v的入射光穿過光窗照到陰極上時，由于光電效應，逸出的電子在電場作用下做加速運動，最后被高電位陽極接收，形成光電流。不計電子重力及電子之間的相互作用。已知元電荷為e，電子質量為m，普朗克常量為h。（1）給光電管兩極加上電壓U，求陰極表面逸出的電子的最大初速度vm和到達陽極的電子的最大動能。（2）圖（b）是小明畫出的光電管橫截面示意圖。他撤去光電管兩極的電壓，在半徑為R的半圓平面內加一垂直截面向外的勻強磁場，只考慮電子在截面內的運動。（Ⅰ）研究發(fā)現(xiàn)，要使電子能運動到陽極處，逸出時的速度必須大于5v，求感應強度B值；所加磁場的磁（Ⅱ）進一步研究表明，陰陽兩極沒有同軸會造成到達陽極的光電子數(shù)目不同，小明拿到一個“次品”，其陽極比正常圓心位置向右偏離了，假設光電子且只考慮速度為vm的光電子，從陰極表面均勻逸出，則此情況下到達陽極的光電子數(shù)是正常情況的百分之幾？（可能用到的三角函數(shù)sin37°=35，sin39°【分析】（1）由愛因斯坦光電效應方程和動能定理求得到達陽極的最大動能；（2）第一問：由題意先確定電子能運動到陽極處的半徑，再由半徑公式求出磁感應強度的大?。坏诙枺合瓤紤]正常情況下軌跡與磁場邊界相切的臨界情況，確定偏轉角的范圍，再考慮平移后同樣的臨界情況，分別求出光電子打中的范圍占磁場區(qū)的圓心角，從而就求出了占比。【解答】解：（1）由光電效應規(guī)律：hυ﹣W=12m由動能定理到達陽極的動能Ek＝hυ﹣W+eU（2）Ⅰ、由題意知，當速度v1=58vr1=從而求得：B=Ⅱ、速度為vm時運動半徑r2=正常時，如圖考慮左側運動軌跡與磁場邊界相切的臨界情況，sinα=R2r2故半圓形陰極中圓心角180°﹣α＝141°所對圓弧都有速度為vm的光電子到達陽極當陽極A向右平移R5到A′軌跡如圖所示，此時軌跡所對圓心角為2β，根據(jù)幾何關系可知∠AA′K＝β，設∠A′AK＝θ，則Rsinβ（2r2dinβ）2＝R2+(得到：cosθ=?故半圓形陰極中圓心角θ＝127°所對圓弧都有速度為vm的光電子到達陽極此情況下跟正常情況相比到達陽極的光電子數(shù)之比為127141答：（1）給光電管兩極加上電壓U，求陰極表面逸出的電子的最大初速度vm為2(?v?W)m，到達陽極的電子的最大動能為hυ﹣（2）（Ⅰ）研究發(fā)現(xiàn)，要使電子能運動到陽極處，逸出時的速度必須大于5v，則所加磁場的磁感應強度B值為mvmeB；（Ⅱ）進一步研究表明，陰陽兩極沒有同軸會造成到達陽極的光電子數(shù)目不同，小明拿到一個“【點評】解決本