高考物理一轮复习课时跟踪检测（四十三）波粒二象性（普通高中）

课时跟踪检测（四十三）波粒二象性(一)普通高中适用作业[A级——基础小题练熟练快]★1．(2018·茂名一模)用一束紫外线照射某金属时不能发生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是()A．改用红光照射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：选B根据光电效应发生的条件ν＞ν0，必须用能量更大，即频率更高的粒子。能否发生光电效应与光的强度和照射时间无关。X射线的频率大于紫外线的频率，故A、C、D错误，B正确。★2．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是()A．发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内从金属内逸出的光电子数目增多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10－7sD．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生解析：选A发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内打到金属上的光子个数增加，则从金属内逸出的光电子数目增多，选项A正确；光电子的最大初动能跟入射光强度无关，随入射光的频率增大而增大，选项B错误；发生光电效应的反应时间一般都不超过10－9s，选项C错误；只有入射光的频率大于该金属的极限频率时，即入射光的波长小于该金属的极限波长时，光电效应才能发生，选项D错误。★3．[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。★4．[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。5．(2018·日照模拟)现用某一光电管进行光电效应实验，当用频率为ν的光照射时，有光电流产生。下列说法正确的是()A．光照时间越长，光电流就越大B．减小入射光的强度，光电流消失C．用频率小于ν的光照射，光电效应现象消失D．用频率为2ν的光照射，光电子的最大初动能变大解析：选D光电流的大小与入射光的时间无关，入射光的强度越大，饱和光电流越大，故A错误；能否发生光电效应与入射光的强度无关，减小入射光的强度，光电流不能消失，故B错误；用频率为ν的光照射时，有光电流产生，用频率小于ν的光照射，光电效应现象不一定消失，还要看入射光的频率是否小于极限频率，故C错误；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，故D正确。6．(2017·北京高考)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100nm(1nm＝10－9m)附近连续可调的世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h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)()A．10－21J B．10－18JC．10－15J D．10－12J解析：选B光子的能量E＝hν，c＝λν，联立解得E≈2×10－18J，B项正确。7．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100nm，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。8．(2018·湖北八校联考)下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压Uc和入射光的频率ν的几组数据。Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878ν/1014Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上数据应用Excel描点连线，可得直线方程，如图所示。则这种金属的截止频率约为()A．3.5×1014Hz B．4.3×1014HzC．5.5×1014Hz D．6.0×1014Hz解析：选B遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率，根据方程Uc＝0.3973eq\f(ν,1014)－1.7024，当Uc＝0解得ν＝4.3×1014Hz，B正确。9．(2018·泰安质检)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0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λ1(λ1>λ0)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λ2(λ2＜λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流解析：选D光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，增加电路中电源电压，光电流可能会增加，当达到饱和光电流后，再增大电压，则光电流不会增大，故A错误；将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A极的数目会减少，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B错误；若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光，其频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故C错误；若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光，其频率一定大于极限频率，电路中一定有光电流，故D正确。[B级——中档题目练通抓牢]10.[多选](2018·淮北一中模拟)用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示。已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0，遏止电压为Uc，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是()A．甲光的强度大于乙光的强度B．甲光的频率大于乙光的频率C．甲光照射时产生的光电子初动能均为eUcD．乙光的频率为eq\f(W0＋eUc,h)解析：选AD根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大，选项A正确；由光电效应方程eq\f(1,2)mv2＝hν－W0，eq\f(1,2)mv2＝Uce，由题图可知，甲、乙的截止电压相同，故甲、乙的频率相同，选项B错误；甲光照射时产生的光电子的最大初动能均为eUc，选项C错误；根据eq\f(1,2)mv2＝hν－W0＝Uce，可得ν＝eq\f(Uce＋W0,h)，选项D正确。11．(2018·南平检测)用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是()A．普朗克常量为h＝eq\f(a,b)B．断开开关S后，电流表G的示数不为零C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变解析：选B由hν＝W0＋Ek，变形得Ek＝hν－W0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h＝eq\f(b,a)，故A错误；断开开关S后，初动能大的光电子，也可能达到阳极，所以电流表G的示数不为零，故B正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表G的示数要减小，故D错误。[C级——难度题目自主选做]12．[多选]研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生。由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动。光电流i由图中电流计测出，反向电压U由电压表测出。当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向遏止电压Uc，在下图所表示光电效应实验规律的图像中，正确的是()解析：选ACD当反向电压U与入射光频率ν一定时，光电流i与光强成正比，所以A图正确；频率为ν的入射光照射阴极所发射出的光电子的最大初动能为eq\f(1,2)mevmax2＝hν－W0，而截止电压Uc与最大初动能的关系为eUc＝eq\f(1,2)mvmax2，所以截止电压Uc与入射光频率ν的关系是eUc＝hν－W0，其函数图像不过原点，所以B图错误；当光强与入射光频率一定时，单位时间内单位面积上逸出的光电子数及其最大初动能是一定的，所形成的光电流强度会随反向电压的增大而减少，所以C图正确；根据光电效应的瞬时性规律，不难确定D图是正确的。13．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34J·s。结合图像，求：(结果保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能。(2)该阴极材料的极限波长。解析：(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个