专题练习40 波粒二象性

专题练习40 波粒二象性

专题练习 (四十)　波粒二象性 ‎ ‎ ‎1．(2012·上海高考)根据爱因斯坦的“光子说”可知(　　)‎ A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”‎ B．光的波长越大，光子的能量越小 C．一束单色光的能量可以连续变化 D．只有光子数很多时，光才具有粒子性 ‎3．利用光子说对光电效应的解释，下列说法正确的是(　　)‎ A．金属表面的一个电子只能吸收一个光子 B．电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子 C．金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的能量才能从金属表面逸出 D．无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累了能量后，总能逸出成为光电子 解析：‎ 5‎ ‎ ‎ 根据光子说，金属的一个电子一次只能吸收一个光子，若所吸收的光子频率大于金属的极限频率，电子逃离金属表面，成为光电子，且光子的吸收是瞬时的，不需要时间的积累，若所吸收的光子能量小于逸出功(光子频率小于金属的极限频率)，则电子不能逃离金属表面，不能成为光电子．‎ 答案：A ‎4．(2011·上海高考)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是(　　)‎ A．改用频率更小的紫外线照射 B．改用X射线照射 C．改用强度更大的原紫外线照射 D．延长原紫外线的照射时间 解析：发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项A、C、D错误；X射线的频率大于紫外线的频率，可能使该金属发生光电效应，故选项B正确．‎ 答案：B ‎5．(2011·江苏高考)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是(　　)‎ 解析：黑体辐射的强度随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以A正确．‎ 答案：A ‎6．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ekν图象，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个Ekν坐标系中，如图所示中用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是(　　)‎ 5‎ ‎ ‎ 解析：依据光电效应方程Ek＝hν－W可知，Ekν图线的斜率代表普朗克常量h，因此钨和锌的Ekν图线应该平行．图线的横截距代表极限频率ν0，而ν0＝，因此钨的ν0小些．综上所述，A图正确．‎ 答案：A ‎7．在光电效应实验中，下列结果正确的是(　　)‎ A．当光照时间增大为原来的两倍时，光电流强度也增大为原来的两倍 B．当入射光频率增大为原来的两倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的两倍 C．当入射光的波长增大为原来的两倍时，可能不产生光电效应 D．当入射光的强度增大为原来的两倍时，单位时间内发射光电子的数量也增大为原来的两倍 解析：光电流强度决定于单位时间内的光电子数，与时间无关；由hν＝W0＋Ek知，光电子的最大初动能随频率的增大而增大，但是两者并不成正比例关系；入射光的波长增大为原来的两倍，则频率为原来的1/2，可能低于极限频率；光频率一定时，光的强度决定于单位时间内的光子数，所以单位时间内的光电子数(光电流)与光强成正比．‎ 答案：CD ‎8.用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是(　　)‎ A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小 B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电 C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长 D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的 5‎ ‎ ‎ ‎9.如图所示的实验电路，K为光电管的阴极，A为阳极．当用黄光照射光电管中的阴极K时，毫安表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向左移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U.‎ 若增加黄光的强度，则毫安表______(选填“有”或“无”)示数；若用几种能使光电管中的阴极K发生光电效应的不同频率ν的光照射到光电管的阴极K，分别测出能使毫安表的读数恰好减小到零时的不同的电压值U.通过U和ν的几组对应数据，就可作出Uν的图象，图象的斜率为k，则普朗克常量h＝______(电子的电荷量为e)．‎ 解析：发生光电效应时，光电子的最大初动能只由射入光的频率决定，而与入射光的强度无关，若仅增加黄光的强度，则毫安表仍无示数．当毫安表的读数恰好减小到零时，满足Ek＝Ue，由光电效应方程得Ek＝hν－W，联立得Ue＝hν－W，U＝ν－，可知Uν图象的斜率为k＝，则普朗克常量为h＝ke.‎ 答案：无　ke ‎10．(2011·新课标全国高考)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为__________．若用波长为λ(λ＜λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为__________．(已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h)‎ 解析：由爱因斯坦光电效应方程Ek＝h－W0得，W0＝h；由eUc＝h－W0＝h－h，‎ 解得Uc＝(λ0－λ)．‎ 5‎ ‎ ‎ 答案：h　(λ0－λ)‎ ‎11.如图所示为对光电管产生的光电子进行比荷测定的原理图，两块平行金属板间距离为d，其中N为锌板，受紫外光照射后将激发出沿不同方向运动的光电子，开关S闭合，电流表A有读数，若调节变阻器R，逐渐增大极板间的电压，A表读数逐渐减小，当电压表示数为U时，A表读数恰为零；断开S，在MN间加上垂直于纸面的匀强磁场，当磁感应强度为B时，A表读数也为零．求光电子的比荷e/m的表达式．‎ ‎12．普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，铝的逸出功W0＝6.72×10－19 J，现用波长λ＝200 nm的光照射铝的表面(结果保留三位有效数字)．‎ ‎(1)求光电子的最大初动能；‎ ‎(2)若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动，求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值(电子所受的重力不计)．‎ 解析：(1)由Ek＝hν－W0＝h－W0，代入数据解得Ek＝3.23×10－19 J.‎ ‎(2)增加的电势能来自系统损失的动能，当两电子的速度相等时电势能最大，由动量守恒mv0＝2mv 损失的动能：‎ ΔEk＝mv－(2m)v2＝1.62×10－19 J 所以，电势能增加的最大值为1.62×10－19 J.‎ 答案：(1)3.23×10－19 J　(2)1.62×10－19 J 。‎ 5‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 5‎ ‎ ‎