高考物理复习 高效学习方略 142 波粒二象性练习.doc

第十四章 第2讲 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共40分)1有关光的本性的说法正确的是()a关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性b光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子c光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性d在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝则显出波动性，如果光只通过一个缝则显出粒子性解析c牛顿主张的“微粒说”中的微粒与实物粒子一样，惠更斯主张的“波动说”中的波动与宏观机械波等同，这两种观点是相互对立的，都不能说明光的本性，所以a、b错，c正确；双缝干涉出现明暗相间的条纹，单缝衍射出现中央亮而宽、周围暗而窄的条纹，都说明光的波动性当让光子一个一个地通过单缝时，曝光时间短时表现出粒子性，曝光时间长时显出波动性，因此d错误2用绿光照射一光电管，能产生光电流，则下列一定可以使该光电管产生光电效应的有()a红外线 b黄光c蓝光 d紫外线解析cd按频率从小到大的顺序排列：红外、红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、紫外光的能量与光的频率成正比，大于绿光频率的光都可以发生光电效应，选项c、d正确3(2011广东理综)光电效应实验中，下列表述正确的是()a光照时间越长光电流越大b入射光足够强就可以有光电流c遏止电压与入射光的频率有关d入射光频率大于极限频率才能产生光电子解析cd只有当入射光频率大于极限频率时才能发生光电效应，如果入射光频率小于等于极限频率，不论光多么强也不会产生光电流，b项错误、d项正确；光电流的大小只与单位时间流过单位截面积的光电子数目有关，而与光照时间的长短无关，选项a错误；遏止电压即反向截止电压，euekm，ekmhw，故euhw，与入射光的频率有关，当改变入射光频率时，遏止电压也会变化，c项正确4(2011上海单科)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是()a改用频率更小的紫外线照射b改用x射线照射c改用强度更大的原紫外线照射d延长原紫外线的照射时间解析b金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率，x射线的频率大于紫外线的频率5物理学家做了一个有趣的实验：在光屏处放上照相用的底片若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹对这个实验结果有下列认识()a曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点，表现出光的波动性b单个光子通过双缝后的落点可以预测c只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性d干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方解析d少数光子落点不确定，到达某点的概率受波动规律支配，体现了粒子性大量光子的行为符合统计规律，受波动规律支配，体现了波动性，故只有d正确6100多年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了3篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象关于光电效应，下列说法正确的是()a当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应b光电子的最大初动能与入射光的频率成正比c光电子的最大初动能与入射光的强度成正比d某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属，可能发生光电效应解析ad根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故a、d正确根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，b错根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，c错7已知电磁波的波长从小到大依次排列，其顺序为：射线、x射线、紫外线、可见光(紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红)、红外线、无线电波当用绿光照射某金属表面时，能产生光电效应现象，为了增大光电子的最大初动能()a可选用紫外线照射b可选用红光照射c可增强绿光照射强度d可延长绿光的照射时间解析a当入射光的频率增加时，光电子的最大初动能增大8.在做光电效应实验时，某种金属在光的照射下发生了光电效应实验过程中测得光电子的最大初动能ek与照射光的频率的关系如图所示，由实验图象可以求出()a该金属的极限频率和极限波长b该金属的逸出功c普朗克常量d单位时间逸出的光电子个数解析abc由光电效应方程ekhw，则ek图线应为一条倾斜的直线，图线在纵轴上的截距的绝对值是金属逸出功w，图线与横轴的交点横坐标表示金属的极限频率，由可求出极限波长，图线的斜率为普朗克常量h.光电效应的产生几乎是瞬时的，不能求出单位时间逸出的光电子个数二、非选择题(共60分)9(12分)用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌片和银片，都能产生光电效应，在这两个过程中，对于下列四个量，一定相同的是_，可能相同的是_，一定不同的是_a光子的能量 b光电子的逸出功c光电子动能 d光电子初动能解析光子的能量由光的频率决定，同一束单色光频率相同，因而光子能量相同逸出功等于电子脱离原子核束缚需要做的最少的功，因此只由材料决定锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功一定不相同由ekhw0，照射光子能量h相同，逸出功w0不同，则电子最大初动能也不同由于光电子吸收光子后到达金属表面的路径不同，途中损失的能量也不同，因而脱离金属时的动能可能分布在零到最大初动能之间所以，两个不同光电效应的光电子中，有时初动能是可能相等的【答案】acdb10(12分)如图所示，一验电器与锌板相连，在a处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将_(选填“增大”“减小”或“不变”)(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针_(选填“有”或“无”)偏转(3)实验室用功率p1 500 w的紫外灯演示光电效应紫外线波长253 nm，阴极离光源距离d0.5 m，原子半径取r0.51010 m，则阴极表面每个原子每秒钟接收到的光子数约为_(已知h6.631034 js)解析(1)用紫外线照射锌板时发生光电效应，锌板因有光电子逸出而带正电，当用带负电的金属小球接触时中和了一部分正电荷，使验电器的带电荷量减小，指针偏角减小(2)用黄光照射锌板不能发生光电效应，说明黄光的频率低于锌板的极限频率，而红外线的频率比黄光的频率还低，所以用红外线照射锌板时，验电器的指针无偏转(3)因为紫外灯发光的能量分布在半径为d的球面上，所以由能量守恒有：r2nh，解得n4.775.【答案】(1)减小(2)无 (3)511(18分)“神光”装置是我国规模最大、国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 j、波长为0.35 m的紫外激光已知普朗克常量h6.631034 js，则该紫外激光所含光子数为多少个？(结果取2位有效数字)解析每个光子的能量e0h.故所含的光子数