2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理初步 第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性學(xué)案

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1、2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理初步 第1講 光電效應(yīng) 波粒二象性學(xué)案 一、光電效應(yīng)及其規(guī)律 1.光電效應(yīng)現(xiàn)象 在光的照射下，金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象，發(fā)射出來(lái)的電子叫光電子. 2.光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件 入射光的頻率大于等于金屬的極限頻率. 3.光電效應(yīng)規(guī)律 (1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于等于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng). (2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大. (3)光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)10－9 s. (4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流的大小與入射光的強(qiáng)度成正比. 自

2、測(cè)1　教材P36第2題改編(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大 B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C.改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng) D.改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大 答案　AD 解析　增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)增加，則光電流增大，故選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于入射光的頻率，而與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的光照射時(shí)，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C

3、錯(cuò)誤；根據(jù)hν－W逸＝Ek可知，增大入射光頻率，光電子的最大初動(dòng)能也增大，故選項(xiàng)D正確. 二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程 1.光子說(shuō)：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能量ε＝hν. 2.逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的最小值. 3.最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值. 4.光電效應(yīng)方程 (1)表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0. (2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來(lái)克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動(dòng)能. 自測(cè)2

4、　(多選)如圖1是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象.由圖象可知(　　) 圖1 A.該金屬的逸出功等于E B.該金屬的逸出功等于hν0 C.入射光的頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的電子的最大初動(dòng)能為E D.入射光的頻率為時(shí)，產(chǎn)生的電子的最大初動(dòng)能為 答案　ABC 三、光的波粒二象性與物質(zhì)波 1.光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性. (2)光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性. (3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性. 2.物質(zhì)波 (1)概率波：光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)

5、概率大的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波. (2)物質(zhì)波：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子，大到宏觀物體，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)λ＝，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量. 自測(cè)3　(多選)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.光的波粒二象性學(xué)說(shuō)徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說(shuō) B.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，暗條紋的地方是光子永遠(yuǎn)不能到達(dá)的地方 C.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，大量光子打在光屏上的落點(diǎn)是有規(guī)律的，暗紋處落下光子的概率小 D.單個(gè)光子具有粒子性，大量光子具有波動(dòng)性 答案　CD 命題點(diǎn)一　光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 1.四點(diǎn)提醒 (1)能

6、否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率. (2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光. (3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無(wú)關(guān). (4)光電子不是光子，而是電子. 2.兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系 (1)光強(qiáng)大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大； (2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大. 3.三個(gè)關(guān)系式 (1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0. (2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc. (3)逸出功與極限頻率的關(guān)系W0＝hνc. 例1　(多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生.下列說(shuō)法正確的是(

7、　　) A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)度變大，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(dòng)能變大 D.保持入射光的光強(qiáng)度不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生 答案　AC 解析　在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，飽和光電流大小由光照強(qiáng)度來(lái)決定，與頻率無(wú)關(guān)，光照強(qiáng)度越大飽和光電流越大，因此A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)Ek＝hν－W0可知，對(duì)于同一光電管，逸出功W0不變，入射光頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能Ek變大，因此C正確；由光電效應(yīng)規(guī)律可知，當(dāng)頻率低于截止頻率時(shí)無(wú)論光照強(qiáng)度多大，都不會(huì)有光電流產(chǎn)生，因此D錯(cuò)誤. 例2　(多選)(2017·全國(guó)

8、卷Ⅲ·19)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub，光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.若νa＞νb，則一定有Ua＜Ub B.若νa＞νb，則一定有Eka＞Ekb C.若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb D.若νa＞νb，則一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb 答案　BC 解析　由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得，Ekm＝hν－W0，由動(dòng)能定理得，Ekm＝eU，若用a、b單色光照射同種金屬時(shí)，逸出功W0相同.當(dāng)νa＞νb時(shí)，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B

9、正確；若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb，故選項(xiàng)C正確；因逸出功相同，有W0＝hνa－Eka＝hνb－Ekb，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 變式1　(多選)(2017·山東濰坊中學(xué)一模)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能大 B.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，但原子的能量增大 C.光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率增大而增大 D.在光照條件不變的情況下，對(duì)發(fā)射出來(lái)的光電子加上正向電壓對(duì)光電子加速，所加電壓不斷增大，光電流也不斷增大 答案　BC 變式2　光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖2所示

10、.用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng).換用同樣頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽(yáng)極A接電源負(fù)極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng).逐漸增大U，光電流會(huì)逐漸減?。划?dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電荷量)(　　) 圖2 A.U＝－ B.U＝－ C.U＝2hν－W D.U＝－ 答案　B 解析　由題意知，一個(gè)電子吸收一個(gè)光子不能發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)，即吸收的光子能量為nhν(n＝2,3,4…) 由光電效

11、應(yīng)方程可知：nhν＝W＋mv2(n＝2,3,4…) ① 在減速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理得－eU＝0－mv2 ② 聯(lián)立①②得：U＝－(n＝2,3,4…)，選項(xiàng)B正確. 命題點(diǎn)二　光電效應(yīng)圖象 四類圖象 圖象名稱 圖線形狀 由圖線直接(間接)得到的物理量 最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線 ①極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc ②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：圖線的斜率k＝h 顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系 ①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn) ②飽和光電流Im：光電流的最大值 ③最大初動(dòng)能：Ek＝eU

12、c 顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系 ①遏止電壓Uc1、Uc2 ②飽和光電流 ③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線 ①極限頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn) ②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke.(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓) 例3　用如圖3甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流大小與照射光的強(qiáng)弱、頻率等物理量的關(guān)系.圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào)，電源的正負(fù)極也可以對(duì)調(diào).分別用a、b、c三束單色光照射，調(diào)節(jié)A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示.由圖

13、可知(　　) 圖3 A.單色光a和c的頻率相同，但a更強(qiáng)些 B.單色光a和c的頻率相同，但a更弱些 C.單色光b的頻率小于a的頻率 D.改變電源的極性不可能有光電流產(chǎn)生 答案　A 解析　由題圖乙知，a、c的遏止電壓相同，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知單色光a和c的頻率相同，但a產(chǎn)生的光電流大，說(shuō)明a光的強(qiáng)度大，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；b的遏止電壓大于a、c的遏止電壓，所以單色光b的頻率大于a的頻率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；只要光的頻率不變，改變電源的極性，仍可能有光電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 變式3　(多選)如圖4所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐

14、標(biāo)為4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5).由圖可知(　　) 圖4 A.該金屬的截止頻率為4.27×1014 Hz B.該金屬的截止頻率為5.5×1014 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 答案　AC 解析　圖線與橫軸的交點(diǎn)為截止頻率，A正確，B錯(cuò)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；該金屬的逸出功為：W0＝hνc＝ eV≈1.77 eV，D錯(cuò)誤. 變式4　(2015·全國(guó)卷Ⅰ·35(1))在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖5所示.若該直線的斜率和縱截距分別為k和b，電子電荷

15、量的絕對(duì)值為e，則普朗克常量可表示為________，所用材料的逸出功可表示為________. 圖5 答案　ek?。璭b 解析　光電效應(yīng)中，入射光子能量為hν，克服逸出功W0后多余的能量轉(zhuǎn)化為電子動(dòng)能，eUc＝hν－W0，整理得Uc＝ν－，斜率即＝k，所以普朗克常量h＝ek，截距為b，即eb＝－W0，所以逸出功W0＝－eb. 命題點(diǎn)三　光的波粒二象性和物質(zhì)波 1.從數(shù)量上看： 個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性. 2.從頻率上看： 頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)，越不容易看到光

16、的干涉和衍射現(xiàn)象. 3.從傳播與作用上看： 光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性. 4.波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一： 由光子的能量E＝hν、光子的動(dòng)量表達(dá)式p＝也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長(zhǎng)λ. 例4　(多選)(2015·全國(guó)卷Ⅱ·35(1)改編)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性.下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是(　　) A.電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣 B.β射線在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡 C.人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu) D.人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的

17、微觀結(jié)構(gòu) 答案　ACD 解析　電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣，說(shuō)明電子是一種波，故A正確；β射線在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡，可以說(shuō)明β射線是一種粒子，故B錯(cuò)誤；人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射說(shuō)明中子是一種波，故C正確；人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子束的衍射現(xiàn)象，說(shuō)明電子束是一種波，故D正確. 變式5　下列各組現(xiàn)象能說(shuō)明光具有波粒二象性的是(　　) A.光的色散和光的干涉 B.光的干涉和光的衍射 C.泊松亮斑和光電效應(yīng) D.光的反射和光電效應(yīng) 答案　C 變式6　(多選)1927年戴維孫和湯姆孫分別完成了電子衍射實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的

18、重大近代物理實(shí)驗(yàn)之一.如圖6所示的是該實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)化圖，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A.亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方 B.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)波理論是正確的 C.該實(shí)驗(yàn)再次說(shuō)明光子具有波動(dòng)性 D.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性 答案　ABD 變式7　(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說(shuō)法正確的有(　　) A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性 B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性 C.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋 D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等 答案　AB 1.有一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使金

19、屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是(　　) A.改用頻率更小的紫外線照射 B.改用X射線照射 C.改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射 D.延長(zhǎng)原紫外線的照射時(shí)間 答案　B 2.(多選)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是(　　) A.光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大 B.入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流 C.遏止電壓與入射光的頻率有關(guān) D.入射光頻率大于極限頻率時(shí)一定能產(chǎn)生光電子 答案　CD 解析　光電流的大小只與單位時(shí)間流過(guò)單位面積的光電子數(shù)目有關(guān)，而與光照時(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；無(wú)論光照強(qiáng)度多強(qiáng)，光照時(shí)間多長(zhǎng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；遏止電壓即反向截止電壓，eUc＝h

20、ν－W0，與入射光的頻率有關(guān)，超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大，則遏止電壓越大，故選項(xiàng)C正確；無(wú)論光照強(qiáng)度多弱，光照時(shí)間多短，只要光的頻率大于極限頻率就能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)D正確. 3.下列有關(guān)光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的是(　　) A.有的光是波，有的光是粒子 B.光子與電子是同樣的一種粒子 C.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著 D.大量光子的行為往往顯示出粒子性 答案　C 解析　光具有波粒二象性，故A錯(cuò)誤；電子是組成原子的基本粒子，有確定的靜止質(zhì)量，是一種物質(zhì)實(shí)體，速度可以低于光速.光子代表著一份能量，沒有靜止質(zhì)量，速度

21、永遠(yuǎn)是光速，故B錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波動(dòng)性越明顯，波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著，故C正確；大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，故D錯(cuò)誤. 4.(多選)已知某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率為νc，則(　　) A.當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子 B.當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hνc C.當(dāng)照射光的頻率ν大于νc時(shí)，若ν增大，則逸出功增大 D.當(dāng)照射光的頻率ν大于νc時(shí)，若ν增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍 答案　AB 解析　該金屬的截止頻率為νc，則可知逸出功W0＝hνc，逸出功由金屬自身的性質(zhì)決定，與照射光的頻率無(wú)關(guān)，

22、因此C錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可知A正確；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，將W0＝hνc代入可知B正確，D錯(cuò)誤. 5.用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強(qiáng)度，則(　　) A.逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能不變 B.逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能減小 C.逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動(dòng)能減小 D.光的強(qiáng)度減弱到某一數(shù)值，就沒有光電子逸出了 答案　A 解析　光的頻率不變，表示光子能量不變，光的強(qiáng)度減弱，仍會(huì)有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動(dòng)能也不變；而減弱光的強(qiáng)度，逸出的光電子數(shù)就會(huì)減少，選項(xiàng)A正確. 6

23、.(多選)如圖1所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過(guò)，其原因可能是(　　) 圖1 A.入射光太弱 B.入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng) C.光照時(shí)間短 D.電源正、負(fù)極接反 答案　BD 解析　入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)，入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B正確；電路中電源反接，對(duì)光電管加了反向電壓，即使該電壓超過(guò)了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確. 7.用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，把入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在，如圖2所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片.這些照片說(shuō)明(　　) 圖2 A.光只有粒

24、子性沒有波動(dòng)性 B.光只有波動(dòng)性沒有粒子性 C.少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性 D.少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性 答案　D 解析　光具有波粒二象性，這些照片說(shuō)明少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，故D正確. 8.(多選)如圖3甲所示為實(shí)驗(yàn)小組利用100多個(gè)電子通過(guò)雙縫后的干涉圖樣，可以看出每一個(gè)電子都是一個(gè)點(diǎn)；如圖乙所示為該小組利用70 000多個(gè)電子通過(guò)雙縫后的干涉圖樣，為明暗相間的條紋.則對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解正確的是(　　) 圖3 A.圖甲體現(xiàn)了電子的粒子性 B.圖乙體現(xiàn)了電子的粒子性 C.單個(gè)電子運(yùn)動(dòng)軌道是確定的

25、 D.圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá)，只不過(guò)到達(dá)的概率小 答案　AD 解析　題圖甲中的每一個(gè)電子都是一個(gè)點(diǎn)，說(shuō)明少數(shù)電子體現(xiàn)粒子性.每個(gè)電子到達(dá)的位置不同，說(shuō)明單個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)軌道不確定，A正確，C錯(cuò)誤；題圖乙中明暗相間的條紋說(shuō)明大量的電子表現(xiàn)為波動(dòng)性，B錯(cuò)誤；題圖乙中暗條紋處仍有電子到達(dá)，只不過(guò)到達(dá)的概率小，D正確. 9.某光源發(fā)出的光由不同波長(zhǎng)的光組成，不同波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度如圖4所示，表中給出了一些材料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照射表中材料(　　) 圖4 材料 鈉 銅 鉑 極限波長(zhǎng)(nm) 541 268 196 A.僅鈉能產(chǎn)生光電子 B.僅鈉、銅能產(chǎn)生

26、光電子 C.僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D.都能產(chǎn)生光電子 答案　D 解析　根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只要光源的波長(zhǎng)小于某金屬的極限波長(zhǎng)，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)最小的小于100 nm，小于鈉、銅、鉑三個(gè)的極限波長(zhǎng)，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤. 10.(多選)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子，鉀逸出的光電子具有較大的(　　) A.波長(zhǎng) B.頻率 C.能量 D.動(dòng)量 答案　BCD 解析　根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：Ek＝hν－

27、W0，又W0＝hνc，聯(lián)立得Ek＝hν－h(huán)νc，據(jù)題鈣的截止頻率比鉀的截止頻率大，由上式可知：從鉀表面逸出的光電子最大初動(dòng)能較大，由p＝，可知鉀逸出的光電子的動(dòng)量較大，根據(jù)λ＝可知，鉀逸出的光電子的波長(zhǎng)較小，則頻率較大，故A錯(cuò)誤，B、C、D正確. 11.(2018·甘肅天水質(zhì)檢)用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖5所示.下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖5 A.a光光子的頻率大于b光光子的頻率，a光的強(qiáng)度小于b光的強(qiáng)度 B.a光光子的頻率小于b光光子的頻率，a光的強(qiáng)度小于b光的強(qiáng)度 C.如果使b光的強(qiáng)度減半，則在任何電壓下，

28、b光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度一定比a光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度小 D.另一個(gè)光電管加一定的正向電壓，如果a光能使該光電管產(chǎn)生光電流，則b光一定能使該光電管產(chǎn)生光電流 答案　D 解析　由題圖可知b光照射光電管時(shí)遏止電壓大，使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大，所以b光的頻率大，產(chǎn)生的光子的能量大.a光的飽和光電流大于b光的飽和光電流，故a光的強(qiáng)度大于b光的強(qiáng)度，故A、B錯(cuò)誤；如果使b光的強(qiáng)度減半，則只是b光的飽和光電流減半，在特定的電壓下，b光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度不一定比a光產(chǎn)生的光電流強(qiáng)度小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因b光的頻率大于a光的頻率，故另一個(gè)光電管加一定的正向電壓，如果a光能使該光電管產(chǎn)生光電流，則b光一定能使該光電

29、管產(chǎn)生光電流，選項(xiàng)D正確. 12.用如圖6所示的光電管研究光電效應(yīng)，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么(　　) 圖6 A.a光的頻率不一定大于b光的頻率 B.只增加a光的強(qiáng)度可使通過(guò)電流計(jì)G的電流增大 C.增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D.用a光照射光電管陰極K時(shí)通過(guò)電流計(jì)G的電流是由d到c 答案　B 13.(多選)(2018·福建莆田調(diào)研)按如圖7的方式連接電路，當(dāng)用某種紫光照射光電管陰極K時(shí)，電路中的微安表有示數(shù).則下列敘述正確的是(　　) 圖7 A

30、.如果僅將紫光換成黃光，則微安表一定沒有示數(shù) B.如果僅將紫光換成紫外線，則微安表一定有示數(shù) C.僅將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，則微安表的示數(shù)一定增大 D.僅將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，則微安表的示數(shù)可能不變 答案　BD 解析　當(dāng)換用黃光后，入射光的頻率減小，但入射光的頻率可能仍大于金屬的極限頻率，仍能發(fā)生光電效應(yīng)，電路中可能有光電流，A錯(cuò)誤；當(dāng)換用紫外線后，入射光的頻率增大，一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則微安表一定有示數(shù)，B正確；滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，則光電管兩極間的電壓增大，但電路中的光電流可能已經(jīng)達(dá)到飽和值，保持不變，C錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，則光電管兩極間的電壓減小，但電

31、路中的光電流可能仍為飽和值，保持不變，D正確. 14.一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為λ1的中子和另一個(gè)德布羅意波長(zhǎng)為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個(gè)氚核，該氚核的德布羅意波長(zhǎng)為(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　中子的動(dòng)量p1＝，氘核的動(dòng)量p2＝，同向正碰后形成的氚核的動(dòng)量p3＝p2＋p1，所以氚核的德布羅意波長(zhǎng)λ3＝＝，A正確. 15.(多選)某同學(xué)采用如圖8所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)研究光電效應(yīng)現(xiàn)象.當(dāng)用某單色光照射光電管的陰極K時(shí)，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象.閉合開關(guān)S，在陽(yáng)極A和陰極K之間加上反向電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計(jì)中電流恰為零，此電壓表的電壓值U稱為遏

32、止電壓，根據(jù)遏止電壓，可以計(jì)算出光電子的最大初動(dòng)能Ek.現(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測(cè)量到遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e，則下列關(guān)系式中正確的是(　　) 圖8 A.用頻率為ν1的光照射時(shí)，光電子的最大初速度v＝ B.陰極K金屬的逸出功W0＝hν1－eU1 C.陰極K金屬的極限頻率νc＝ D.普朗克常量h＝ 答案　AB 解析　用頻率為ν的光照射時(shí)，光電子在電場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理得－eU1＝0－mv2，則得光電子的最大初速度v＝，故A正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得hν1＝eU1＋W0 ① hν2＝eU2＋W0 ② 由①得：金屬的逸出功W0＝hν1－eU1. 聯(lián)立①②得h＝，故B正確，D錯(cuò)誤； 陰極K金屬的極限頻率νc＝＝，故C錯(cuò)誤.