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1、光电效应 波粒二象性基础巩固题组(20分钟，50分)1用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图所示，该实验表明()A光的本质是波B光的本质是粒子C光的能量在胶片上分布不均匀D光到达胶片上不同位置的概率相同解析：选C.用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A、B错误；时间越长，明暗条纹越明显，说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C正确，D错误2(2017高考北京卷)2017年年初，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm109 m)附近连续可调的世
2、界上最强的极紫外激光脉冲“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h6.61034 Js，真空光速c3108 m/s)()A1021 JB1018 JC1015 J D1012 J解析：选B.由Eh，可得Eh6.61034 J21018 J，数量级为1018，所以选项B正确3(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为c，则()A当用频率为2c的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B当用频率为2c的单色光照射该金属时，所产
3、生的光电子的最大初动能为hcC当照射光的频率大于c时，若增大，则逸出功增大D当照射光的频率大于c时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：选AB.该金属的截止频率为c，则可知逸出功W0hc，逸出功由金属自身性质决定，与照射光的频率无关，因此C错误；由光电效应的实验规律可知A正确；由光电效应方程EkhW0，将W0hc代入可知B正确，D错误4用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则()A逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D光的强度减弱到某一数值，就没有光电
4、子逸出了解析：选A.光的频率不变，表示光子能量不变，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A正确5(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现光子除了具有能量之外还具有动量，被电子散射的X光子与入射的X光子相比()A速度减小 B频率减小C波长减小 D能量减小解析：选BD.光速不变，A错误；光子将一部分能量转移到电子，其能量减小，随之光子的频率减小、波长变长，B、D正确，C错误6(多选)如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是()A入射光太弱B入射光波长太长C光照时间
5、短D电源正、负极接反解析：选BD.入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故选项B正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，即使该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D正确7(多选)甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图中的a、b所示下列判断正确的是()A图线a与b不一定平行B乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率C改变入射光强度不会对图线产生任何影响D图线的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关解析：选BCD.根据光电效应方程EkhW0hh0知，图线的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量，因此a与b一定平行，且两斜
6、率是固定值，与入射光和金属材料皆无关系，A错误，D正确；横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，由图可知乙金属的极限频率大，故B正确；纵截距对应0的时候，此时纵截距的绝对值就是逸出功的大小，根据W0h0可求出，与入射光强度无关，C正确能力提升题组(25分钟，50分)1(多选)下列关于波粒二象性的说法正确的是()A光电效应揭示了光的波动性B使光子一个一个地通过单缝，若时间足够长，底片上也会出现衍射图样C黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性解析：选BCD.光电效应揭示了光的粒子性，A错误；单个光子通过单缝后在底片上呈
7、现出随机性，但大量光子通过单缝后在底片上呈现出波动性，B正确；黑体辐射的实验规律说明了电磁辐射是量子化的，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射可用光的粒子性来解释，C正确；热中子束射在晶体上产生衍射图样，是由于运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，D正确2一个德布罗意波长为1的中子和另一个德布罗意波长为2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为()A. BC. D解析：选A.中子的动量p1，氘核的动量p2，同向正碰后形成的氚核的动量p3p2p1，所以氚核的德布罗意波长3，A正确3某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料
8、的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料()材料钠铜铂极限波长(nm)541268196A.仅钠能产生光电子B仅钠、铜能产生光电子C仅铜、铂能产生光电子D都能产生光电子解析：选D.根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长有的小于100 nm，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D正确，A、B、C错误4如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别用锌板和铜板制成(锌板和铜板的截止频率分别为1和2，且12)，极板的面积为S，间距为d.锌板与灵敏静电计相连，锌板和铜板原来都不带电现用频率为(12)的单色光持续照射两板内表面，假
9、设光电子全部到达另一极板，则电容器的最终带电荷量Q正比于()A.(1) B(12)C. D(1)解析：选D.现用频率为(12)的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，知该单色光照射锌板能发生光电效应，照射铜板不能发生光电效应通过光电效应方程知，光电子的最大初动能Ekmhh1.临界状态是电子减速到负极板时速度刚好为零根据动能定理有eUEkmhh1.平行板电容器的电容C，而QCU，所以Q(1)，故D正确5如图甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60
10、 V时，电流表读数为零把电路改为图乙，当电压表读数为2 V时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为()A1.5 eV0.6 eV B1.7 eV1.9 eVC1.9 eV2.6 eV D3.1 eV4.5 eV解析：选C.光子能量h2.5 eV的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生光电效应，当电压表读数大于或等于0.6 V时，电流表读数为零，则电子不能到达阳极，由动能定理eUmv知，最大初动能EkmeU0.6 eV，由光电效应方程hEkmW0知W01.9 eV，对图乙，当电压表读数为2 V时，电子到达阳极的最大动能EkmEkmeU0.6 eV2 eV2.6 eV.故C正确6研究光电效应的电路
11、如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流则在如图所示的光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是()解析：选C.光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此在入射光频率相同的情况下，遏止电压相同，在能发生光电效应的前提下，光电流随着光照强度增大而增大，C正确A、B表示入射光频率相同的情况下，遏止电压不相同，均错误D表示在发生光电效应时，光电流随着光照强度增大而减小，D错误7(多选)如图所示，是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象由图象可知()A该金属的逸出功等于EB该金属的逸出功等于hcC入射光的频率为2c时，产生的光电子的最大初动能为ED入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为解析：选ABC.由爱因斯坦的光电效应方程可得EkhW0，对应图线可得，该金属的逸出功W0Ehc，A、B均正确；若入射光的频率为2c，则产生的光电子的最大初动能Ek2hcW0hcE，故C正确；入射光的频率为时，该金属不发生光电效应，D错误