1、課時跟蹤檢測五十四波粒二象性【基礎過關】1. （多選）光電效應實驗中，下列表述正確的是（）A. 光照時間越長光電流越大B. 入射光足夠強就可以有光電流C. 遏止電壓與入射光的頻率有關D. 入射光頻率大于極限頻率才能產生光電子解析：光電流的大小只與單位時間流過單位面積的光電子數目有關，而與光照時間的長短無關，選項 A 錯誤；無論光強多強，光照時間多長，只要光的頻率小于極限頻率就不能產 生光電效應，故選項 B 錯誤；遏止電壓即反向截止電壓，eU= hv W,與入射光的頻率有IL I*關，超過極限頻率的入射光頻率越高，所產生的光電子的最大初動能就越大，則遏止電壓越大，故選項 C 正確；無論光強多弱，

2、光照時間多短，只要光的頻率大于極限頻率就能產生光 電效應，故選項 D 正確.答案：CD2.用同一光電管研究a、b兩種單色光產生的光電效應，得到光電流I與光電管兩極間A 所加電壓u的關系如圖.下列說法中正確的是（）A.a光光子的頻率大于b光光子的頻率，a光的強度小于b光的強度B.a光光子的頻率小于b光光子的頻率，a光的強度小于b光的強度C.如果使b光的強度減半，則在任何電壓下，b光產生的光電流強度一定比a光產生的光電流強度小D.另一個光電管加一定的正向電壓，如果a光能使該光電管產生光電流，則b光一定r Z f 能使該光電管產生光電流解析：由圖象可得b光照射光電管時反向截止電壓大，使其逸出的光電子

3、最大初動能大，所以b光的頻率大，光子的能量大.由圖象可知，a光的飽和光電流大于b光，故a光的光強大于b光，故 A、B 錯誤；如果使b光的強度減半，則只是b光的飽和光電流減半，在特 定的電壓下，b光產生的光電流強度不一定比a光產生的光電流強度小，選項 C 錯誤；因b光的頻率大于a光，故另一個光電管加一定的正向電壓，如果a光能使該光電管產生光電流，2則b光一定能使該光電管產生光電流，選項 D 正確.答案：D3.（多選）已知鈣和鉀的截止頻率分別為 7.73X1014Hz 和5.44X1014Hz，在某種單色 光的照射下兩種金屬均發生光電效應，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子， 鉀逸3出的光電

4、子具有較大的（）A.波長B.頻率C.能量D.動量解析：根據愛因斯坦光電效應方程得：Ek=hvW,又W0=hvc；聯立得Ek=hvhvc,據題鈣的截止頻率比鉀的截止頻率大，由上式可知：從鉀表面逸出的光電子最大初動能較大，由P=.2mE，可知鉀光電子的動量較大，根據入=可知， 波長較小, 錯誤，B、C D 正確.答案：BCD4.用同一光電管研究a、b兩種單色光產生的光電效應，得到光電流12解析：由光電效應方程qUC=2 口點=hvW,由題圖可得b光照射光電管時使其逸出的光電子最大初動能大，b光的頻率大，波長小，故 A 錯誤；b光的頻率大，在玻璃中的折射ry/v1 、率nb大，由C= arcsin

5、可知：從同種玻璃射入空氣發生全反射時，b光的臨界角小，a光大，/nL故 B 錯誤；發生雙縫干涉時，x=入，b光波長小，相鄰條紋間距b光小，a光大，故 Cd正確；在玻璃中的折射率nbna,b光的偏折程度大，故 D 錯誤.答案：C5.在中子衍射技術中，常利用熱中子研究晶體的結構，因為熱中子的德布羅意波長與一 27一 34晶體中原子間距相近.已知中子質量m= 1.67X10kg，普朗克常量h= 6.63X10 J s,可以估算德布羅意波長入=1.82X1010m 的熱中子動能的數量級為（）B. 1019Jc. io21J24則頻率較大，-* I與光所加電壓U的關系如圖所示.則這兩種光（）A.B.C.

6、D.照射該光電管時a光使其逸出的光電子最大初動能大從同種玻璃射入空氣發生全反射時，b光的臨界角大通過同一裝置發生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大通過同一玻璃三棱鏡時，a光的偏折程度大A. 1017JD. 1024J4解析：德布羅意波長入=h/p,p=h/入，p是 3.6X10 kg m/s（只說大概數量級），動能E=p2/2 m= 3.9X1021J .所以選 C.答案：C【提升過關】一、單項選擇題1.下列有關光的波粒二象性的說法中，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. 大量光子的行為往往顯示出

7、粒子性解析：光具有波粒二象性，故 A 錯誤；電子是組成原子的基本粒子，有確定的靜止質量，是一種物質實體，速度可以低于光速；光子代表著一份能量，沒有靜止質量，速度永遠是光速，故 B 錯誤；光的波長越長，波動性越明顯，波長越短，其粒子性越顯著，故C 正確；大量光子運動的規律表現出光的波動性，故D 錯誤.答案：C2. （2015 年上海卷）某光源發出的光由不同波長的光組成，不同波長的光的強度如圖所示，表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發出的光照射表中材料（）010()200 3W 400 A (nrn)材料鈉銅鉑極限波長（nm）541268196A. 僅鈉能產生光電子B. 僅鈉、銅能產生光電子C

8、. 僅銅、鉑能產生光電子D. 都能產生光電子解析：根據愛因斯坦光電效應方程可知，只有光源的波長小于某金屬的極限波長，就有光電子逸出，該光源發出的光的波長小于100 nm,小于鈉、銅、鉑三個的極限波長，都能產生光電子，故 D 正確，A、B C 錯誤.答案：D二、多項選擇題3.某同學采用如圖所示的實驗裝置來研究光電效應現象.當用某單色光照射光電管的陰5極 K 時，會發生光電效應現象.閉合開關S,在陽極 A 和陰極 K 之間加上反向電壓，通過調節滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此電壓表的電壓值U稱為遏止電壓，根據遏止電壓，可以計算出光電子的最大初動能Ern.現分別用頻率為V1和

9、V2的單色光照射陰極，測量到遏止電壓分別為U和U,設電子質量為m電荷量為e,則下列關系式中正確的是（）6A. 用頻率為vi的光照射時，光電子的最大初速度B. 陰極 K 金屬的逸出功W=hv1eUUv2U2v1C.陰極 K 金屬的極限頻率vc=U “e UUD. 普朗克常數 h=-v2 v1解析：光電子在電場中做減速運動，根據動能定理得-12eU= 0 qmw，則得光電子的最大初速度Vm 1=2eU一，故 A 正確；根據愛因斯坦光電效應方程得m=elfc+W，由得：金屬的逸出功旦- Jhv1=eU+W，hv2W=hv1eU.聯立得h=e UU，故 B 正確,v1 v2hv1eUW e U12D

10、錯誤，陰極 K 金屬的極限頻率v o=hv1 v2hv1eUv1 v2,e UU-，故 C 錯誤./答案：AB4.現用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產生.下列說法正確的是（）A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大白光入B飽和光電流變大率C. 入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大D. 保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產生E. 遏止電壓的大小與入射光的頻率有關，與入射光的光強無關解析：根據光電效應實驗得出的結論：保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽 和光電流變大，故 A 正確，B 錯誤；根據愛因斯坦光電效應方程得：

11、入射光的頻率變高，光 電子的最大初動能變大， 故 C 正確；遏止電壓的大小與入射光的頻率有關，與入射光的光強無關，保持入射光的光強不變，若低于遏止頻率，則沒有光電流產生，故D 錯誤，E 正確.答案：ACE5.現代物理學認為，光和實物粒子都具有波粒二象性.下列事實中突出體現波動性的78A. 定頻率的光照射到鋅板上，光的強度越大，單位時間內鋅板上發射的光電子就越 多B. 肥皂液是無色的，吹出的肥皂泡卻是彩色的C.質量為 103kg、速度為 102m/s 的小球，其德布羅意波長約為1028m,不過我們 能清晰地觀測到小球運動的軌跡D. 人們常利用熱中子研究晶體的結構，因為熱中子的德布羅意波長與晶體中

12、原子間距 大致相同解析：A 選項突出體現光的粒子性；B 選項中的現象是光的干涉現象，突出體現了光的波動性；C 選項宏觀物體的德布羅意波長太小，所以很難觀察到波動性；D 選項正確，人們之所以利用熱中子研究晶體的結構，就是因為熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距大致相同.答案：BD6. 在光電效應實驗中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面， 都能產生光電效應.對于這兩個過程.下列四個物理量中，一定不同的是（）A.遏制電壓B.飽和光電流C.光電子的最大初動能D.逸出功hv W解析：不同的金屬具有不同的逸出功，遏制電壓為 U=-,光電子的最大初動能為e& =hvW,飽和光電流由單位時間內的入

13、射光子數決定，綜上可知A、C D 正確.答案：ACD三、填空題7.通過如圖甲所示的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓U與入射光頻率v，作出U-v的圖象，由此算出普朗克常量h,圖中頻率v1、v2,遏止電壓UCi、UC2以及電子的電荷量e為已知，則：（1）普朗克常量h=_ .該金屬的截止頻率v0=_.12解析：（1）根據光電效應方程？mv=hvVW.12hvW根據動能定理得，eU=聯立兩式解得U=9B光的頻率.(填“大于”“等于”或者“小于”)解析:(1)A光照射后遏止電壓為-2 V,根據動能定理知-eU=如乩則光電子最大初動能為Ekm= 2 eV.1 /(2)根據光電效應方程知：Em=hvW,解得金屬

14、的逸出功為W0=hvEkm= 5 eV 2 eV=3 eV.由乙圖可知，B光照射后遏止電壓較大，則B光照射后光電子的最大初動能較大，逸出功相等，根據光電效應方程知，A光的頻率小于B光的頻率.答案：(1)2(2)3(3)小于9某光電管的陰極是用金屬鉀制成的，它的逸出功為 2.21 eV，用波長為2.5X107m3.0X108m/s，元電荷為 1.6X1019C，普朗克常19W 2.21X1.6X1014LI2 LL1h圖線的斜率k=-=-v2 v1e解得h=e U2一4e根據eUli=hv1W,eUk=hv2W0得,W0= V2U1 V心2因為W0=hv0,則v0=W=ehv2U1 v1UC2h

15、hv1 v2答案：e U2一U1ev2UC1一v1U2-v2 v1hv1 v2&利用如圖甲所示的實驗裝置研究光電效應現象.管上1當用不同的A、B兩種光照射到光電A光的光子能量為 5 eV,-圖乙(1)A光照射時射出的光電子的最大初動能為 f _eV.(2)金屬的逸出功為eV.A光的頻率的紫外線照射陰極，已知真空中的光速為一 34量為 6.63X10 J s.則鉀的極限頻率是Hz，該光電管發射的光電子的最大初動能是J .(保留兩位有效數字)解析：根據逸出功W=hV0,得:fi10v0=匚=34= 5.3X10 Hz.h6.63X10(2)根據光電效應方程：E=hvWO光速、波長、頻率之間關系為：V= f入由解得：Ek=4.4 X10一19J.1419答案：5.3X104.4X10四、計算題10.某單色光照射光電管陰極K,發生光電效應，測得電子的最大初動能為8.80 eV ,若此光是一群氫原子受激發后處于n=4 能級向低能級躍遷時產生的，則陰極K 的逸出功為多少電子