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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)38 波粒二象性（含解析） 一、單項(xiàng)選擇題 1．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的(　　) A．頻率 B．強(qiáng)度 C．照射時(shí)間 D．光子數(shù)目 解析：由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，Ek只與頻率ν有關(guān)，A正確． 答案：A 2．關(guān)于光的本性，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，這是互相矛盾和對(duì)立的 B．光的波動(dòng)性類(lèi)似于機(jī)械波，光的粒子性類(lèi)似于質(zhì)點(diǎn) C．大量光子才具有波動(dòng)性，個(gè)別光子只具有粒子性 D．由于光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，無(wú)法只用其中一種去說(shuō)明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性 解析：光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，但不同于宏觀的機(jī)械波和機(jī)械粒子，波動(dòng)性和粒子性是光在不同的情況下的不同表現(xiàn)，是同一客體的兩個(gè)不同的側(cè)面、不同屬性，只能認(rèn)為光具有波粒二象性，A、B、C錯(cuò)誤，D正確． 答案：D 3．如圖所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長(zhǎng)為λ0的光照射到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則(　　) A．若換用波長(zhǎng)為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流 B．若換用波長(zhǎng)為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流 C．增加電路中電源兩極電壓，電路中光電流一定增大 D．若將電源極性反接，電路中一定沒(méi)有光電流產(chǎn)生 解析：當(dāng)用波長(zhǎng)為λ0的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，只有換用頻率更大，也就是波長(zhǎng)比λ0小的光照射陰極K時(shí)才一定有光電流，換用波長(zhǎng)比λ0大的光時(shí)情況不確定，A錯(cuò)誤，B正確．電路中光電流由光電子數(shù)目決定，與光的強(qiáng)度有關(guān)，與電路中電源兩極電壓無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤．若將電源極性反接，光電子做減速運(yùn)動(dòng)，若接近A板時(shí)還沒(méi)有減速到零，電路中就可能有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤． 答案：B 4．現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長(zhǎng)關(guān)系為λaλbλc＝123.當(dāng)用a光束照射某種金屬板時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek，若改用b光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek，當(dāng)改用c光束照射該金屬板時(shí)(　　) A．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek B．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek C．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek D．由于c光束光子能量較小，該金屬板不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng) 解析：對(duì)a、b、c三束光由光電效應(yīng)方程有：－W＝Ek，－W＝Ek，由以上兩式可得＝Ek，W＝Ek.當(dāng)改用c光束照射該金屬板時(shí)－W＝Ek－Ek＝Ek，故B正確． 答案：B 5．某光波射到一逸出功為W的光電材料表面，所產(chǎn)生的光電子在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑為r，設(shè)電子的質(zhì)量為m，帶電量為e，普朗克常量為h，則該光波的頻率為(　　) A. B. C．W/h＋ D．W/h－ 解析：由evB＝mv2/r可得所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝mv2＝.由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，Ek＝hν－W，解得ν＝W/h＋，選項(xiàng)C正確． 答案：C 二、多項(xiàng)選擇題 6．三種不同的入射光線甲、乙、丙分別照射在三種不同的金屬a、b、c上，均恰能使金屬中逸出光電子．已知三種光線的波長(zhǎng)λ甲>λ乙>λ丙，則(　　) A．用入射光甲照射金屬b，可能發(fā)生光電效應(yīng) B．用入射光丙照射金屬b，一定發(fā)生光電效應(yīng) C．用入射光甲和乙同時(shí)照射金屬c，可能發(fā)生光電效應(yīng) D．用入射光乙和丙同時(shí)照射金屬a，一定發(fā)生光電效應(yīng) 解析：由λ＝，λ甲>λ乙>λ丙可知，ν甲<ν乙<ν丙．用入射光甲、乙、丙照射金屬a、b、c均恰好發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明a金屬極限頻率最小，c金屬的極限頻率最大，結(jié)合光電效應(yīng)發(fā)生條件可知，A、C錯(cuò)誤，B、D正確． 答案：BD 7．用波長(zhǎng)為λ和2λ的光照射同一種金屬，分別產(chǎn)生的速度最快的光電子速度之比為21，普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示，那么下列說(shuō)法正確的有(　　) A．該種金屬的逸出功為hc/3λ B．該種金屬的逸出功為hc/λ C．波長(zhǎng)超過(guò)2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．波長(zhǎng)超過(guò)4λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 解析：由hν＝W＋Ek知h＝W＋mv，h＝W＋mv，又v1＝2v2，所以W＝.光的波長(zhǎng)小于或等于3λ時(shí)方能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D項(xiàng)正確． 答案：AD 8．如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率變化的圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)．由圖可知(　　) A．該金屬的截止頻率為4.271014 Hz B．該金屬的截止頻率為5.51014 Hz C．該圖線的斜率表示普朗克常量 D．該金屬的逸出功為0.5 eV 解析：圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯(cuò)誤； 由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0， 可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確； 金屬的逸出功為W0＝hν0＝ eV＝1.77 eV，D錯(cuò)誤． 答案：AC 三、非選擇題 9. 如圖所示，當(dāng)電鍵S斷開(kāi)時(shí)，用光子能量為3.6 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于1.6 V時(shí)，電流表的讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表的讀數(shù)大于或等于1.6 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零． (1)求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大小； (2)求該陰極材料的逸出功． 解析：(1)設(shè)用光子能量為3.6 eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ekm，陰極材料逸出功為W0.當(dāng)反向電壓達(dá)到U＝1.6 V以后，具有最大初動(dòng)能的光電子恰好達(dá)不到陽(yáng)極，因此eU＝Ekm，解得Ekm＝1.6 eV (2)由光電效應(yīng)方程得Ekm＝hν－W0 解得W0＝2.0 eV. 答案：(1)1.6 eV　(2)2.0 eV 10. 某同學(xué)采用如右圖所示的實(shí)驗(yàn)電路研究光電效應(yīng)，用某單色光照射光電管的陰極K時(shí)，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象．閉合開(kāi)關(guān)S，在陽(yáng)極A和陰極K之間加上反向電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計(jì)中電流恰為零，此時(shí)電壓的示數(shù)U稱(chēng)為反向 遏止電壓．根據(jù)反向遏止電壓，可以計(jì)算出光電子的最大初動(dòng)能．現(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測(cè)量到反向遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子的比荷為，求： (1)陰極K所用金屬的極限頻率； (2)用題目中所給條件表示普朗克常量h. 解析：(1)設(shè)陰極所用金屬的逸出功為W0，極限頻率為νc，由于陽(yáng)極A和陰極K之間所加電壓為反向電壓，根據(jù)動(dòng)能定理得－eU1＝0－mv －eU2＝0－mv 根據(jù)光電效應(yīng)方程得mv＝hν1－W0 mv＝hν2－W0 其中W0＝hνc 解以上各式得νc＝ (2)由以上各式得eU1＝hν1－W0 eU2＝hν2－W0 解得h＝. 答案：(1)　(2) 11．德布羅意認(rèn)為，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，波長(zhǎng)是λ＝，式中p是運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h是普朗克常量．已知某種紫光的波長(zhǎng)是440 nm，若將電子加速，使它的德布羅意波長(zhǎng)是這種紫光波長(zhǎng)的10－4倍．求： (1)電子的動(dòng)量大小． (2)試推導(dǎo)加速電壓跟德布羅意波長(zhǎng)的關(guān)系，并計(jì)算加速電壓的大?。娮淤|(zhì)量m＝9.110－31 kg，電子電荷量e＝1.610－19 C，普朗克常量h＝6.610－34 Js，加速電壓的計(jì)算結(jié)果取一位有效數(shù)字． 解析：(1)由λ＝ 得p＝＝ kgm/s ＝1.510－23 kgm/s； (2)eU＝Ek＝，又λ＝ 聯(lián)立解得U＝，代入數(shù)據(jù)解得U＝8102 V. 答案：(1)1.510－23 kgm/s　(2)U＝　8102 V