2019年高中物理暑假作业光电效应与光的波粒二象性新人教版选修3-5.doc

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1、1光电效应与光的波粒二象性光电效应与光的波粒二象性一、单选题1频率为的光子，具有的动量为，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光h c子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射散射后的光子( )A虽改变原来的运动方向，但频率保持不变B光子将从电子处获得能量，因而频率将增大C散射后光子的能量减小，因而光子的速度减小D由于电子受到碰撞，散射后的光子频率低于入射光的频率2粒子源产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光那么在荧光屏上将看到( )A只有两条亮纹 B有多条明暗相间的条纹C没有亮纹 D只有一条亮纹3.从衍射的规律可以知道,狭缝越窄,屏上中央

2、亮条纹就越宽,由不确定性关系式4hx p 判断下列说法正确的是( )A.入射的粒子有确定的动量,射到屏上粒子就有准确的位置B.狭缝的宽度变小了,因此粒子的不确定性也变小了C.更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置,但粒子动量的不确定性却更大了D.可以同时确定粒子的位置和动量4.如图所示是光电管的原理图,已知当有波长为0的光照到阴极K上时,电路中有光电流,则( )A.若增加电路中电源电压,电路中光电流一定增大B.若将电源极性反接,电路中一定没有光电流产生C.若换用波长为110 的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流D.若换用波长为220的光照射阴极K时,电路中一定有光电流25.关于光电效应的规律,

3、下列说法中正确的是( )A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长,光电效应才能产生B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C.发生光电效应的反应时间一般都大于710 sD.发生光电效应时,单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比6.频率为 的光子,具有的能量为h,动量为h c,将这个光子打在处于静止状态的电子上,光子将偏离原来的运动方向,这种现象称为光的散射.散射后的光子( )A.改变原来的运动方向,但频率保持不变B.光子将从电子处获得能量,因而频率将增大C.散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上,但方向相反D.由于电子受到碰撞时会吸收光子的一部分能量,散射后的光子频率低

4、于入射前光子的频率7.以下关于光子说的基本内容,不正确的说法是( )A.光子的能量跟它的频率有关B.紫光光子的能量比红光光子的能量大C.光子是具有质量、能量和体积的实物微粒D.在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫一个光子8.下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法不正确的是( )A.图(甲):普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一B.图(乙):玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的C.图(丙):卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果,发现了质子和中子D.图(丁):根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有波动性9.下列关于波粒二

5、象性的说法不正确的是( )3A.光电效应揭示了光的波动性,光的衍射和干涉揭示了光的粒子性B.随着电磁波频率的增大其波动性越不显著,粒子性越显著C.大量光子的行为显示波动性,个别光子的行为显示粒子性D.不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性10.分别用波长为 和3 4 的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为12,以 h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为( )A. 2hc B. 2 3hc C. 3 4hcD. 4 5h c11根据爱因斯坦的“光子说”可知( )A “光子说”的本质就是牛顿的“微粒说”B光的波长越长，光子的能量越小C一束单色

6、光的能量可以连续变化D只有光子数很多时，光才具有粒子性12.研究光电效应的电路如图所示.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.下列光电流I与A、K之间的电压AKU的关系图像中,正确的是( )A. B.4C. D.二、多选题13.产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能kE,下列说法中正确的是( )A.对于同种金属, kE与照射光的强度无关B.对于同种金属, kE与光照射的时间成正比C.对于同种金属, kE与照射光的频率球线性关系D.对于不同种金属,若照射光频率不变, kE与金属的逸出功成线性关系14.下图是某金属在

7、光的照射下产生的光电子的最大初动能kE与入射光频率v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0hvC.入射光的频率为02v时,产生的光电子的最大初动能为ED.入射光的频率为0 2v时,产生的光电子的最大初动能为/ 2E15.下列几种说法中有一种是错误的,它是( )A.大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波B.光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒C.光子与光电子是同一种粒子,它们对应的波也都是概率波D.核力是一种强相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略16.下列说法正确的是( )5A.德布罗意指出微

8、观粒子的动量越大,其对应的波长就越长B.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律C.康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量D.卢瑟福根据 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型17、在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是( )A使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样B单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C光子通过狭缝的运动路线是直线D光的波动性是大量光子运动的规律18、为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是( )A使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双

9、缝干涉图样B使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C大量光子的运动规律显示出光的波动性D个别光子的运动显示出光的粒子性三、计算题19.对某种金属用如图所示电路测定某种金属的遏止电压cU和入射光频率的关系,当入射光频率14 15.888 10 Hz时,遏止电压10.637CUV;当入射光频率14 26.303 10 Hz时,遏止电压20.809CUV。求普朗克常量h。20.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长 =0.50m 的绿光照射阴极 K,实验测得流过 G 表的电流 I 与 AK 之间的电势差 UAK满足如图乙所示规律,取 h=

10、6.6310-34 Js。结合图象,求:(以下所求结果均保留两位有效数字)6（1）.每秒钟阴极发射的光电子数;（2）.光电子飞出阴极 K 时的最大动能;（3）.该阴极材料的极限频率。参考答案一、单选题1、答案：D解析：由动量公式p，在康普顿效应中，当入射光子与电子碰撞时，要把一部分h 动量转移给电子，因而光子动量变小，波长变长，频率变小而光的传播速度不变2、答案：B解析：由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动规律支配，对大量粒子运动到达屏上某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹故选 B.3.答案：C7解析：由4hx p ,狭缝变小了,即x减小了, p变

11、大,即动量的不确定性变大,故 C对.4.答案：D5.答案：D解析：由chh知,当入射光波长小于极限波长时,发生光电效应,故选项 A 错误;由0kEhW知,最大初动能由入射光频率决定,与光强度无关,故选项 B 错误;发生光电效应的时间一般不超过910 s,故选项 C 错误.6.答案：D解析：由于电子的能量增加,光子的能量减少,所以光子的频率降低.7.答案：C8.答案：C9.答案：A10.答案：B11、答案：C解析：爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份的，是不连续的，它并不否定光的波动性，而牛顿的“微粒说”与波动说是对立的，因此 A 错误在爱因斯坦的“光子说”中光子的能量h，可知波长越长，光子的能

12、量越小，因此 B 正确某一单色光，hc 波长恒定，光子的能量也是恒定的，因此 C 错误大量光子表现为波动性，而少数光子才表现为粒子性，因此 D 错误12、答案：B解析：当照射光的频率大于钠的极限频率时,不管照射光强度大小,立即产生光电效应,同时有光电流,所以 A、B 选项错误;当产生光电效应后,强光照射下,产生更多的光电子,有更大的光电流,且刚产生光电子时,由于A极板与电源正极相接, A极板电势较高而K极板与电源负极相接电势较低,所以光电子向A极板集中, K极板逐渐带上正电荷,且正电荷也逐渐增多,导致K极板的电势由小变大,导致KA极板的电压由负向较大逐渐变小进而变成正向较大,所以 C 选项正确

13、。二、多选题13.答案：ACD8解析：根据爱因斯坦光电效应方程0kEhvW可得: kE与照射光的强度和照射时间无关,与照射光的频率成线性关系;对于不同种金属,金属的逸出功0W。不同,若照射光频率不变, kE与0W成线性关系.14.答案：BC15.答案：CD解析：所谓量子化是指数据是分立的,不连续的,物体的长度物理量的数值都可以取小数或分数,甚至取无理数也可以,因而是连续的,非量子化的,故选项 A 错误;根据光电效应方程知,0kmEhvW,最大初动能与入射光的强度无关,故 B 错误;比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢靠,原子核越稳定,故 C 正确;根据热力学第二定律可知,宏观自然过程自发进行

14、是有其方向性,能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性,故 D 正确.考点:量子化、光电效应、比结合能、能量的耗散；本题考查了量子化、光电效应、比结合能、能量的耗散相关知识.16.答案：BD17、答案：AD解析：个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性，如果时间足够长，通过狭缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，A、D 选项正确单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上也不会出现完整的衍射图样，B、C 选项错18、答案：ACD解析：单个光子运动具有不确定性，大量光子落点的概率分布遵循一定规律，显示出光的波动性使光子一个一个地通过双缝，如果时间足够长，底片上会出现明显的干涉图样，A、C 对，B 错；由光的波粒二象性知，个别光子的运动显示出光的粒子性，D 对三、计算题19.答案：00 11,ccWWhhUvvUeeee0 22,cWhvUee得21 14 210.8090.637 (6.3035.888) 10ccUUhV sevv154.14 10V s919151.6 104.14 10hJ s346.62 10J s.20.答案（1）.每秒发射光电子个数 n=Imt/e=4.01012个（2）.能量守恒 EKm=eU0=9.610-20J （3）.由光电方程:EKm=hc/-hv0 极限频率v0=4.61014Hz