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2019年高考物理大一輪復習 第十二章 波粒二象性 原子結構與原子核 第32講 波粒二象性實戰(zhàn)演練
1．(xx北京卷)xx年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強的極紫外激光脈沖．大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的研究中發(fā)揮重要作用．
一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎．據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.610－34 Js，真空光速c＝3108 m/s)( B )
A．10－21 J B．10－18 J
C．10－15 J D．10－12 J
解析 由題意知，電離一個分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝h＝210－18 J，故選項B正確．
2．(xx全國卷Ⅲ)(多選)在光電效應實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量．下列說法正確的是( BC )
A．若νa>νb，則一定有Ua
νb，則一定有Eka>Ekb
C．若Uaνb，則一定有hνa－Eka>hνb－Ekb
解析 光照射到同種金屬上，同種金屬的逸出功相同．若νa＞νb，據(jù)hν－W0＝Ek，得Eka＞Ekb，則選項B正確；由hν－W0＝Ek＝eU，可知當νa＞νb時Ua＞Ub，則選項A錯誤；若Ua＞Ub說明Eka＞Ekb，則選項C正確；由hν－Ek＝W0，而同一種金屬W0相同，則選項D錯誤．
3．(多選)現(xiàn)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(chǎn)生．下列說法正確的是( ACE )
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
B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大
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(chǎn)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(jù)光電效應規(guī)律，保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，則飽和光電流變大，選項A正確；由愛因斯坦光電效應方程知，入射光的頻率變高，產(chǎn)生的光電子最大初動能變大，而飽和光電流與入射光的頻率和光強都有關，選項B錯誤，C正確；保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，當入射光的頻率小于極限頻率時，就不能發(fā)生光電效應，沒有光電流產(chǎn)生，選項D錯誤；遏止電壓與產(chǎn)生的光電子的最大初動能有關，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的光強無關，選項E正確．
4．(多選)實物粒子和光都具有波粒二象性．下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是( ACD )
A．電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣
B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡
C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構
D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結構
E．光電效應實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關
解析 電子束具有波動性，通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，選項A正確；β射線在云室中高速運動時，徑跡又細又直，表現(xiàn)出粒子性，選項B錯誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構，體現(xiàn)出波動性，選項C正確；電子顯微鏡是利用電子束工作的，體現(xiàn)了波動性，選項D正確；光電效應實驗，體現(xiàn)的是波的粒子性，選項E錯誤．
5．以往我們認識的光電效應是單光子光電效應，即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出．強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應的認識，用強激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應，這已被實驗證實．光電效應實驗裝置示意如圖．用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應．換同樣頻率為ν的強激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場．逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U的表達式可能正確的是(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電荷量)( B )
A．U＝－ B．U＝－
C．U＝2hν－W D．U＝－
解析 由光電效應方程可知nhν＝W＋mv2(n＝2,3,4…) ①
在減速電場中由動能定理得－eU＝0－mv2 ②
聯(lián)立①②得U＝－(n＝2,3,4…)，選項B正確．
6．在某次光電效應實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關系如圖所示．若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為__ek__，所用材料的逸出功可表示為__－eb__．
解析 根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0及Ekm＝eUc得Uc＝－，故＝k，b＝－，得h＝ek，W0＝－eb．
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