课时作业38 波粒二象性时间：45分钟一、单项选择题1．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( )A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目解析：由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek只与频率ν有关，A正确．答案：A2．关于光的本性，下列说法正确的是( )A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性解析：光既具有波动性，又具有粒子性，但不同于宏观的机械波和机械粒子，波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是同一客体的两个不同的侧面、不同属性，只能认为光具有波粒二象性，A、B、C错误，D正确．答案：D3．如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照射到阴极K上时，电路中有光电流，则( )A．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B．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C．增加电路中电源两极电压，电路中光电流一定增大D．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生6\n解析：当用波长为λ0的光照射阴极K时，电路中有光电流，只有换用频率更大，也就是波长比λ0小的光照射阴极K时才一定有光电流，换用波长比λ0大的光时情况不确定，A错误，B正确．电路中光电流由光电子数目决定，与光的强度有关，与电路中电源两极电压无关，C错误．若将电源极性反接，光电子做减速运动，若接近A板时还没有减速到零，电路中就可能有光电流产生，D错误．答案：B4．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λaλbλc＝123.当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek，若改用b光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为Ek，当改用c光束照射该金属板时( )A．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为EkB．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为EkC．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为EkD．由于c光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应解析：对a、b、c三束光由光电效应方程有：－W＝Ek，－W＝Ek，由以上两式可得＝Ek，W＝Ek.当改用c光束照射该金属板时－W＝Ek－Ek＝Ek，故B正确．答案：B5．某光波射到一逸出功为W的光电材料表面，所产生的光电子在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r，设电子的质量为m，带电量为e，普朗克常量为h，则该光波的频率为( )A.B.C．W/h＋D．W/h－解析：由evB＝mv2/r可得所产生的光电子的最大初动能Ek＝mv2＝.由爱因斯坦光电效应方程，Ek＝hν－W，解得ν＝W/h＋，选项C正确．答案：C二、多项选择题6．三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c6\n上，均恰能使金属中逸出光电子．已知三种光线的波长λ甲>λ乙>λ丙，则( )A．用入射光甲照射金属b，可能发生光电效应B．用入射光丙照射金属b，一定发生光电效应C．用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应D．用入射光乙和丙同时照射金属a，一定发生光电效应解析：由λ＝，λ甲>λ乙>λ丙可知，ν甲<ν乙<ν丙．用入射光甲、乙、丙照射金属a、b、c均恰好发生光电效应，说明a金属极限频率最小，c金属的极限频率最大，结合光电效应发生条件可知，A、C错误，B、D正确．答案：BD7．用波长为λ和2λ的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光电子速度之比为21，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有( )A．该种金属的逸出功为hc/3λB．该种金属的逸出功为hc/λC．波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应D．波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应解析：由hν＝W＋Ek知h＝W＋mv，h＝W＋mv，又v1＝2v2，所以W＝.光的波长小于或等于3λ时方能发生光电效应，故A、D项正确．答案：AD8．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变化的图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014HzB．该金属的截止频率为5.5×1014HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5eV解析：图线在横轴上的截距为截止频率，A正确，B错误；6\n由光电效应方程Ek＝hν－W0，可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为W0＝hν0＝eV＝1.77eV，D错误．答案：AC三、非选择题9.如图所示，当电键S断开时，用光子能量为3.6eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.6V时，电流表的读数仍不为零；当电压表的读数大于或等于1.6V时，电流表读数为零．(1)求此时光电子的最大初动能的大小；(2)求该阴极材料的逸出功．解析：(1)设用光子能量为3.6eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0.当反向电压达到U＝1.6V以后，具有最大初动能的光电子恰好达不到阳极，因此eU＝Ekm，解得Ekm＝1.6eV(2)由光电效应方程得Ekm＝hν－W0解得W0＝2.0eV.答案：(1)1.6eV (2)2.0eV10.6\n某同学采用如右图所示的实验电路研究光电效应，用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压的示数U称为反向遏止电压．根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U1和U2，设电子的比荷为，求：(1)阴极K所用金属的极限频率；(2)用题目中所给条件表示普朗克常量h.解析：(1)设阴极所用金属的逸出功为W0，极限频率为νc，由于阳极A和阴极K之间所加电压为反向电压，根据动能定理得－eU1＝0－mv－eU2＝0－mv根据光电效应方程得mv＝hν1－W0mv＝hν2－W0其中W0＝hνc解以上各式得νc＝(2)由以上各式得eU1＝hν1－W0eU2＝hν2－W0解得h＝.答案：(1) (2)11．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长是λ＝6\n，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量．已知某种紫光的波长是440nm，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10－4倍．求：(1)电子的动量大小．(2)试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小．电子质量m＝9.1×10－31kg，电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字．解析：(1)由λ＝得p＝＝kg·m/s＝1.5×10－23kg·m/s；(2)eU＝Ek＝，又λ＝联立解得U＝，代入数据解得U＝8×102V.答案：(1)1.5×10－23kg·m/s (2)U＝ 8×102V6
