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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)38 波粒二象性（含解析） 一、單項選擇題 1．在光電效應(yīng)實驗中，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能取決于入射光的(　　) A．頻率 B．強(qiáng)度 C．照射時間 D．光子數(shù)目 解析：由愛因斯坦光電效應(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，下列說法正確的是(　　) A．光既具有波動性，又具有粒子性，這是互相矛盾和對立的 B．光的波動性類似于機(jī)械波，光的粒子性類似于質(zhì)點 C．大量光子才具有波動性，個別光子只具有粒子性 D．由于光既具有波動性，又具有粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，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)有波長為λ0的光照射到陰極K上時，電路中有光電流，則(　　) A．若換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流 B．若換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時，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，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生 解析：當(dāng)用波長為λ0的光照射陰極K時，電路中有光電流，只有換用頻率更大，也就是波長比λ0小的光照射陰極K時才一定有光電流，換用波長比λ0大的光時情況不確定，A錯誤，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關(guān)，C錯誤．若將電源極性反接，光電子做減速運動，若接近A板時還沒有減速到零，電路中就可能有光電流產(chǎn)生，D錯誤． 答案：B 4．現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為λaλbλc＝123.當(dāng)用a光束照射某種金屬板時能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為Ek，若改用b光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動能為Ek，當(dāng)改用c光束照射該金屬板時(　　) A．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為Ek B．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為Ek C．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為Ek D．由于c光束光子能量較小，該金屬板不會發(fā)生光電效應(yīng) 解析：對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－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)磁場中做圓周運動的最大半徑為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能Ek＝mv2＝.由愛因斯坦光電效應(yīng)方程，Ek＝hν－W，解得ν＝W/h＋，選項C正確． 答案：C 二、多項選擇題 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錯誤，B、D正確． 答案：BD 7．用波長為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．波長超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．波長超過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＝.光的波長小于或等于3λ時方能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D項正確． 答案：AD 8．如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率變化的圖線(直線與橫軸的交點坐標(biāo)4.27，與縱軸交點坐標(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錯誤． 答案：AC 三、非選擇題 9. 如圖所示，當(dāng)電鍵S斷開時，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)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于1.6 V時，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，電流表讀數(shù)為零． (1)求此時光電子的最大初動能的大??； (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，光電子的最大初動能為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，具有最大初動能的光電子恰好達(dá)不到陽極，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驗電路研究光電效應(yīng)，用某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象．閉合開關(guān)S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)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，此時電壓的示數(shù)U稱為反向 遏止電壓．根據(jù)反向遏止電壓，可以計算出光電子的最大初動能．現(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測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，由于陽極A和陰極K之間所加電壓為反向電壓，根據(jù)動能定理得－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，任何一個運動著的物體，都有一種波與它對應(yīng)，波長是λ＝，式中p是運動物體的動量，h是普朗克常量．已知某種紫光的波長是440 nm，若將電子加速，使它的德布羅意波長是這種紫光波長的10－4倍．求： (1)電子的動量大?。? (2)試推導(dǎo)加速電壓跟德布羅意波長的關(guān)系，并計算加速電壓的大?。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