高考物理一轮复习第12章近代物理初步课时作业39 (含解析)

课时作业39　波粒二象性

时间：45分钟

1．某单色光照射某金属时不能发生光电效应，下列措施中可能使该金属发生光电效应的是(　D　)

A．延长光照时间  B．增大光的强度

C．换用频率较低的光照射   D．换用波长较短的光照射

解析：能不能发生光电效应取决于光的频率，与照射时间、照射强度没有关系，波长越小的光频率越高，越容易发生光电效应，故D正确．

2．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是(　A　)

A．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象

B．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念

C．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念

D．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性

解析：爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，选项A正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，选项B错误；普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，选项C错误；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，选项D错误．

3．关于光电效应，下列说法正确的是(　B　)

A．只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应

B．光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应

C．照射时间越长光电子的最大初动能越大

D．光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比

解析：根据光电效应规律，只要入射光的频率足够大，就可以使金属发生光电效应，与入射光的强度无关，选项A错误；光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应，选项B正确；光电子的最大初动能与照射时间无关，选项C错误；光电子的最大初动能随入射光子的频率增大而增大，但并不是正比关系，选项D错误．

4．下图是光电管的原理图．已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则(　D　)

A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大

B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生

C．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流

D．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流

解析：若光电流已经达到饱和，增加电路中电源电压，电路中光电流也不再增大，A错；将电源极性反接，若加在光电管上的电压小于截止电压，电路中仍然有光电流产生，B错；换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，光子的能量小，但若波长小于极限波长，仍然有光电流产生，C错，D正确．

5．下表给出了一些金属材料的逸出功.

现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s)(　A　)

A．2种   B．3种

C．4种   D．5种

解析：要发生光电效应，则入射光的能量大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm的光的能量为E＝hν0＝h＝6.63×10－34× J＝4.97×10－19 J，大于铯和钙的逸出功，所以A选项正确．

6．(多选)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(图线与横轴的交点横坐标为4.27×1014 Hz，与纵轴交点纵坐标为0.5 eV)．由图可知(　AC　)

A．该金属的截止频率为4.27×1014 Hz

B．该金属的截止频率为5.5×1014 Hz

C．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

解析：图线在横轴上的截距表示截止频率，A正确，B错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0可知图线的斜率表示普朗克常量，C正确；金属的逸出功为W0＝hνc＝ eV＝1.77 eV，D错误．

7．(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3.2 eV的光照射到光电管上时，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(　ABC　)

A．光电管阴极的逸出功为2.4 eV

B．电键S断开后，电流表G示数不为0

C．光电子的最大初动能为0.8 eV

D．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

解析：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，知道光电子点的最大初动能为0.8 eV，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，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．

8．下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压Uc和入射光的频率ν的几组数据.

由以上数据应用Excel描点连线，可得直线方程Uc＝0.397 3－1.702 4，如图所示．

则这种金属的截止频率约为(　B　)

A．3.5×1014 Hz   B．4.3×1014 Hz

C．5.5×1014 Hz   D．6.0×1014 Hz

解析：根据光电效应方程得：Ekm＝hν－W0＝hν－hν0，解得：Uc＝ν－＝ν－，与直线方程Uc＝0.397 3－1.702 4，比较可知，图线的斜率为：＝，同时：＝1.702 4，联立得：ν0≈4.3×1014 Hz.故B项正确，A、C、D项错误．

9．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的(　A　)

A．波长   B．频率

C．能量   D．动量

解析：由光电效应方程Ekm＝hν－W＝hν－hν0，钙的截止频率大，因此钙中逸出的光电子的最大初动能小，因动量p＝，故动量小，由λ＝，可知波长较大，则频率较小，选项A正确．

10．(多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量．下列说法正确的是(　BC　)

A．若νa>νb，则一定有Ua<Ub

B．若νa>νb，则一定有Eka>Ekb

C．若Ua<Ub，则一定有Eka<Ekb

D．若νa>νb，则一定有hνa－Eka>hνb－Ekb

解析：本题考查光电效应方程、对遏止电压的理解．光照射到同种金属上，同种金属的逸出功相同．若νa>νb，据Ek＝hν－W0可知，Eka>Ekb，则B项正确．由Ek＝eU，可知Ua>Ub，则A项错误．若Ua<Ub，说明Eka<Ekb，则C项正确．由Ek＝hν－W0得hν－Ek＝W0，而同一种金属W0相同，与入射光的频率无关，故hνa－Eka＝hνb－Ekb，则D项错误．

11．(2019·安徽师大附中模拟)在如图所示的光电效应实验装置中，光电管阴极K的极限频率为ν0，现用频率为ν(ν>ν0)的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则下列判断错误的是(　D　)

A．阴极材料的逸出功等于hν0

B．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为eU

C．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为hν－hν0

D．无光电子逸出，因为光电流为零

解析：阴极材料的逸出功等于hν0，选项A正确；因光的频率大于极限频率，则有光电子逸出，因在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，根据能量关系可知，光电子的最大初动能等于mv＝hν－hν0＝eU，选项B、C正确，D错误．本题选判断错误的，故选D.

12．(2019·云南玉溪月考)(多选)如图所示，一光电管的阴极用极限波长为λ0的钠制成．用波长为λ的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U时，饱和光电流为I，电子电荷量为e，则(　BC　)

A．若入射光强度增到原来的三倍，但光子的能量不变，从阴极K发射的光电子的最大初动能可能增大

B．若改用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子

C．每秒钟内由阴极K发射的光电子数目为

D．发射的光电子到达阳极A时的动能最大值为hc

解析：从阴极K发射的光电子的最大初动能Ek＝hν－W0，只与入射光频率有关，与入射光强度无关，故A错误；蓝光的频率比紫外线的频率小，可知用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子，也可能不逸出光电子，故B正确；t时间内由K极发射的光电子数目为n＝＝，则每秒钟内由K极发射的光电子数目为，故C正确；发射的电子到达阳极A时的动能最大值为Ek＝－＋Ue＝hc＋Ue，故D错误．

13．(2019·广西模拟)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ν的关系图象如图所示．则由图象可知(　B　)

A．入射光的频率越大，该金属的逸出功越大

B．入射光的频率越大，则遏止电压越大

C．由图可求出普朗克常量h＝

D．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

解析：逸出功与入射光频率无关，由金属材料决定，故A错误；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm得Uc＝－，当入射光的频率大于极限频率时，入射光的频率越大，则遏止电压越大，故B正确；由Uc＝－，知图线的斜率k＝＝，可得普朗克常量h＝，故C错误；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0可知，光电子最大初动能与入射光的频率成线性关系，但不成正比，故D错误．

14．(2019·湖北宜昌模拟)(多选)照射到金属表面的光能使金属中的电子逸出，可以用图甲的电路对此进行研究．如图甲所示，阴极K在受到光照时能够发射电子，阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流．K与A之间电压的大小U可以调整，图乙中横轴的右半轴对应图甲所示的电源极性连接，左半轴表示的是电源反接后的电压大小．现得到图乙所示的在光照条件不变的情况下，光电流I随着所加电压U变化的图象，根据电流的定义可知(　BC　)

A．电压由0到U1，光电流越来越大，说明单位时间内逸出光电子的个数越来越多

B．饱和电流说明单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的

C．遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初动能，且有上限

D．电源反接后，当U>Uc时，I＝0，说明没有电子从K极逸出

解析：单位时间内逸出光电子的个数是由光的强度决定的，当光强一定时，单位时间内逸出光电子的个数是一定的，只不过当电压较小时，不是所有的光电子都能到达阳极，电压越大到达阳极的光电子数越多，选项A错误；存在饱和电流说明单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，这些光电子都能到达阳极时，电流达到饱和状态，选项B正确；遏止电压满足Uce＝mv，说明光电子具有一定的初动能，且有上限，即光电子有最大初动能，选项C正确；电源反接后，当U>Uc后，I＝0，说明没有电子到达阳极，并不是没有电子从K极逸出，选项D错误．