專題練習(xí) 波粒二象性

PAGEPAGE1專題練習(xí)(四十)波粒二象性1．(2012·上海高考)根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知()A．“光子說”本質(zhì)就是牛頓的“微粒說”B．光的波長越大，光子的能量越小C．一束單色光的能量可以連續(xù)變化D．只有光子數(shù)很多時，光才具有粒子性3．利用光子說對光電效應(yīng)的解釋，下列說法正確的是()A．金屬表面的一個電子只能吸收一個光子B．電子吸收光子后一定能從金屬表面逸出，成為光電子C．金屬表面的一個電子吸收若干個光子，積累了足夠的能量才能從金屬表面逸出D．無論光子能量大小如何，電子吸收光子并積累了能量后，總能逸出成為光電子解析：根據(jù)光子說，金屬的一個電子一次只能吸收一個光子，若所吸收的光子頻率大于金屬的極限頻率，電子逃離金屬表面，成為光電子，且光子的吸收是瞬時的，不需要時間的積累，若所吸收的光子能量小于逸出功(光子頻率小于金屬的極限頻率)，則電子不能逃離金屬表面，不能成為光電子．答案：A4．(2011·上海高考)用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是()A．改用頻率更小的紫外線照射B．改用X射線照射C．改用強度更大的原紫外線照射D．延長原紫外線的照射時間解析：發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的強度和照射時間無關(guān)，故選項A、C、D錯誤；X射線的頻率大于紫外線的頻率，可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故選項B正確．答案：B5．(2011·江蘇高考)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是()解析：黑體輻射的強度隨著溫度的升高，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著波長較短的方向移動，所以A正確．答案：A6．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek-ν圖象，已知鎢的逸出功是3.28eV，鋅的逸出功是3.34eV，若將二者的圖線畫在同一個Ek-ν坐標(biāo)系中，如圖所示中用實線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過程的是()解析：依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W可知，Ek-ν圖線的斜率代表普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek-ν圖線應(yīng)該平行．圖線的橫截距代表極限頻率ν0，而ν0＝eq\f(W,h)，因此鎢的ν0小些．綜上所述，A圖正確．答案：A7．在光電效應(yīng)實驗中，下列結(jié)果正確的是()A．當(dāng)光照時間增大為原來的兩倍時，光電流強度也增大為原來的兩倍B．當(dāng)入射光頻率增大為原來的兩倍時，光電子的最大初動能也增大為原來的兩倍C．當(dāng)入射光的波長增大為原來的兩倍時，可能不產(chǎn)生光電效應(yīng)D．當(dāng)入射光的強度增大為原來的兩倍時，單位時間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)量也增大為原來的兩倍解析：光電流強度決定于單位時間內(nèi)的光電子數(shù)，與時間無關(guān)；由hν＝W0＋Ek知，光電子的最大初動能隨頻率的增大而增大，但是兩者并不成正比例關(guān)系；入射光的波長增大為原來的兩倍，則頻率為原來的1/2，可能低于極限頻率；光頻率一定時，光的強度決定于單位時間內(nèi)的光子數(shù)，所以單位時間內(nèi)的光電子數(shù)(光電流)與光強成正比．答案：CD8.用a、b兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板，發(fā)現(xiàn)當(dāng)a光照射時驗電器的指針偏轉(zhuǎn)，b光照射時指針未偏轉(zhuǎn)，以下說法正確的是()A．增大a光的強度，驗電器的指針偏角一定減小B．a(chǎn)光照射金屬板時驗電器的金屬小球帶負(fù)電C．a(chǎn)光在真空中的波長小于b光在真空中的波長D．若a光是氫原子從n＝4的能級向n＝1的能級躍遷時產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n＝5的能級向n＝2的能級躍遷時產(chǎn)生的9.如圖所示的實驗電路，K為光電管的陰極，A為陽極．當(dāng)用黃光照射光電管中的陰極K時，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．若將電路中的滑動變阻器的滑片P向左移動到某一位置時，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時電壓表讀數(shù)為U.若增加黃光的強度，則毫安表______(選填“有”或“無”)示數(shù)；若用幾種能使光電管中的陰極K發(fā)生光電效應(yīng)的不同頻率ν的光照射到光電管的陰極K，分別測出能使毫安表的讀數(shù)恰好減小到零時的不同的電壓值U.通過U和ν的幾組對應(yīng)數(shù)據(jù)，就可作出U-ν的圖象，圖象的斜率為k，則普朗克常量h＝______(電子的電荷量為e)．解析：發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能只由射入光的頻率決定，而與入射光的強度無關(guān)，若僅增加黃光的強度，則毫安表仍無示數(shù)．當(dāng)毫安表的讀數(shù)恰好減小到零時，滿足Ek＝Ue，由光電效應(yīng)方程得Ek＝hν－W，聯(lián)立得Ue＝hν－W，U＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W,e)，可知U-ν圖象的斜率為k＝eq\f(h,e)，則普朗克常量為h＝ke.答案：無ke10．(2011·新課標(biāo)全國高考)在光電效應(yīng)實驗中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為λ0，該金屬的逸出功為__________．若用波長為λ(λ＜λ0)的單色光做該實驗，則其遏止電壓為__________．(已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h)解析：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝heq\f(c,λ)－W0得，W0＝heq\f(c,λ0)；由eUc＝heq\f(c,λ)－W0＝heq\f(c,λ)－h(huán)eq\f(c,λ0)，解得Uc＝eq\f(hc,eλλ0)(λ0－λ)．答案：heq\f(c,λ0)eq\f(hc,eλλ0)(λ0－λ)11.如圖所示為對光電管產(chǎn)生的光電子進行比荷測定的原理圖，兩塊平行金屬板間距離為d，其中N為鋅板，受紫外光照射后將激發(fā)出沿不同方向運動的光電子，開關(guān)S閉合，電流表A有讀數(shù)，若調(diào)節(jié)變阻器R，逐漸增大極板間的電壓，A表讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)電壓表示數(shù)為U時，A表讀數(shù)恰為零；斷開S，在MN間加上垂直于紙面的勻強磁場，當(dāng)磁感應(yīng)強度為B時，A表讀數(shù)也為零．求光電子的比荷e/m的表達(dá)式．12．普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，鋁的逸出功W0＝6.72×10－19J，現(xiàn)用波長λ＝200nm的光照射鋁的表面(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．(1)求光電子的最大初動能；(2)若射出的一個具有最大初動能的光電子正對一個原來靜止的電子運動，求在此運動過程中兩電子電勢能增加的最大值(電子所受的重力不計)．解析：(1)由Ek＝hν－W0＝heq\f(c,λ)－W0，代入數(shù)據(jù)解得Ek＝3.23×10－19J.(2)增加的電勢能來自系統(tǒng)損失的動能，當(dāng)兩電子的速度相等時電勢能最大