課時跟蹤檢測（三十八）光電效應(yīng)波粒二象性

1.普朗克在研究黑體輻射的基礎(chǔ)上，提出了量子理論。下列關(guān)于黑體輻射強(qiáng)度與波長

關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是（）

1700K

\1300K

解析：D溫度升高，黑體輻射強(qiáng)度增大，黑體輻射強(qiáng)度峰值隨溫度的升高向短波段移

動，所以符合黑體輻射實驗規(guī)律的是圖D。

2.人眼對綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時，只要所接收

到的功率不低于2.3X10F8w,眼睛就能察覺。已知普朗克常量為6.63X10-34J-s,光

速為3X108菸，人眼能察覺到綠光時，每秒至少接收到的綠光光子數(shù)為（）

A.6B.60

C.600D.6000

cPt

解析：A綠光光子能量E=hv=^3.8X10-'9J,所以每秒內(nèi)最少接收光子數(shù)

23X1（「18x1

=[0乂“「9個個,A正確，B、C,D錯誤。

JLU

3.（2019?天津高考）如圖為“、氏c三種光在同一光電效應(yīng)裝置中測一一.

得的光電流和電壓的關(guān)系。由。、仄c組成的復(fù)色光通過三棱鏡時，下//二二，

述光路圖中正確的是（）《￡口0U

解析：C由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=/?v-Wo和動能定理一e〃=0—Ek得e“=/jv

-Wo知，遏止電壓大，則光的頻率大，vh>vc>va,由光的色散現(xiàn)象知頻率越大，折射率越大,

光的偏折角越大。選項C正確。

4.（2020?浙江7月選考）下列說法正確的是（）

A.質(zhì)子的德布羅意波長與其動能成正比

B.天然放射的三種射線中穿透能力最強(qiáng)的是a射線

C.光電效應(yīng)實驗中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)

D.電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動性

解析：D由德布羅意波長公式2=，可知，質(zhì)子的波長與動量成反比，而動量與動能

關(guān)系為。=麻瓦，所以A項錯誤；天然放射的三種射線中穿透能力最強(qiáng)的是y射線，B

項錯誤；光電效應(yīng)實驗中的截止頻率是指使金屬恰好發(fā)生光電效應(yīng)時入射光的頻率，即

=做，只與金屬的逸出功Wo有關(guān)，C項錯誤；衍射是波的特性，所以電子束穿過鋁箔的衍

射圖樣說明電子具有波動性，D項正確。

5.（多選）關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法正確的是（）

A.不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動的微粒都具有波粒二象性

B.運(yùn)動的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個小孔時，都沒有特定的運(yùn)動軌道

C.波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運(yùn)動的現(xiàn)象中是

統(tǒng)一的

D.實物的運(yùn)動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性

解析：ABC德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎(chǔ)上提出了物質(zhì)波的概念，認(rèn)為一切運(yùn)

動的物體都具有波粒二象性，故A正確；運(yùn)動的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個小

孔時，沒有特定的運(yùn)動軌道，故B正確；波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立

的，但在微觀高速運(yùn)動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的，故C正確；宏觀物體的德布羅意波的波長太小，

實際很難觀察到波動性，不是不具有波粒二象性，故D錯誤。

6.一個德布羅意波波長為九的中子和另一個德布羅意波波長為的笊核同向正碰后結(jié)

合成一個晁核，該晁核的德布羅意波波長為（）

4一&

^1+^2用一久2

22

解析：A中子的動量0=2,笊核的動量P2=g,同向正碰后形成的瓶核的動量P3=

pi+px,所以氟核的德布羅意波波長為=2=竟管，A正確。

7.如圖所示，分別用頻率為人2v的光照射某光電管，對應(yīng)的

遏止電壓之比為1:3,普朗克常量用h表示，貝！］（）

A.用頻率為上的光照射該光電管時有光電子逸出

B.該光電管的逸出功為，“

C.用2V的光照射時逸出光電子的初動能一定大

D.加正向電壓時，用2V的光照射時飽和光電流一定大

解析：B根據(jù)光電效應(yīng)方程eUcl=hv-Wn,eUC2=h-2v-Wn,泉=；,聯(lián)立解得Wn

vc23

=\hv,頻率為%的單色光光子能量h^v<W0,故用頻率為上的光照射該光電管時不能發(fā)

生光電效應(yīng)，則無光電子逸出，故A錯誤，B正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程&=/”一印?？芍?，

光子頻率越大，光電子的最大初動能越大，但是逸出光電子的初動能小于等于最大初動能，

所以用2V的光照射時逸出光電子的最大初動能一定大，但初動能不一定大，故C錯誤；在

發(fā)生光電效應(yīng)的前提下，飽和光電流的強(qiáng)度只與光照強(qiáng)度有關(guān)，電壓只是增加光電子的動

能，增大電流，到達(dá)一定程度之后肯定要受到光電子數(shù)量的約束，電流不再增大，故D錯

誤。

8.如圖所示，有一束單色光入射到極限頻率為先的金屬板K上，

具有最大初動能的某出射電子，沿垂直于平行板電容器極板的方向，從

左側(cè)極板上的小孔入射到兩極板間的勻強(qiáng)電場后，到達(dá)右側(cè)極板時速度〃

剛好為零。已知電容器的電容為C,帶電荷量為Q,極板間距為d,普"弋一'—1二

朗克常量為心電子電荷量的絕對值為e,不計電子的重力。關(guān)于電容器右側(cè)極板的帶電情

況和入射光的頻率v,以下判斷正確的是（）

QeQe

A.帶正電，%+而B.帶正電，

QeQe

C.帶負(fù)電，%+而D.帶負(fù)電，％+王應(yīng)

解析：C電子在電容器里做減速運(yùn)動，所以受到向左的電場力的作用，所以場強(qiáng)方向

向右，電容器右側(cè)極板帶負(fù)電。一束單色光入射到極限頻率為外的金屬板K上，射出電子

的最大初動能為Ek,則hv-Wn=Ek,hve=Wn,電子在電容器中減速運(yùn)動，由動能定理得

-eU=O-Ek,電容器兩極板間的電勢差為U=葭，根據(jù)以上各式，解得v=%+Qe

故選

Ch

項C正確，A、B、D錯誤。

--~

9.（多選）如圖甲所示，在光電效應(yīng)實驗中，某同學(xué)用相同頻率的單色光，分別照射陰

極材料為鋅和銅的兩個不同的光電管，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)。圖乙為其中一個光電管的

遏止電壓“隨入射光頻率v變化的函數(shù)關(guān)系圖像。對于這兩個光電管，下列判斷正確的是

A.因為材料不同，逸出功不同，所以遏止電壓，不同

B.光電子的最大初動能不同

C.因為光強(qiáng)不確定，所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流也可能相同

D.兩個光電管的Uc-v圖線的斜率可能不同

解析：ABC單色光頻率相同，陰極材料的逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=Av—

版和eUc=&得出，遏止電壓不同，光電子的最大初動能也不同，A、B正確；雖然光的

頻率相同，但光強(qiáng)不確定，所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流可能相同，

C正確；由〃=乎一學(xué)知圖線的斜率為%即只與〃和e有關(guān)，為常數(shù)，一定相同，D錯

誤。

10.（多選）圖甲是光電效應(yīng)的實驗裝置圖，圖乙是通過改變電源極性得到的光電流與加

在陰極K和陽極A上的電壓的關(guān)系圖像，下列說法正確的有（）

A.由圖甲可知，閉合開關(guān)，電子飛到陽極A的動能比其逸出陰極K表面時的動能小

B.由圖甲可知，閉合開關(guān)，向右移動滑動變阻器滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)增大到某一值后,

電流表的讀數(shù)將不再增大

C.由圖乙可知，③光子的頻率小于①光子的頻率

D.由圖乙可知，①②是同種顏色的光，①的光強(qiáng)比②的大

解析：BD題圖甲所示光電管中的電場方向水平向右，電子從金屬板逸出后，受到的

電場力水平向左，電子做加速運(yùn)動，所以電子飛到陽極A的動能比其逸出陰極K表面時的

動能大，A錯誤；向右移動滑動變阻器滑片，光電管中電壓增大，當(dāng)光電管中的電流達(dá)到

飽和光電流時，電流表示數(shù)將不再增大，B正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程〃v=Wo+Ek,結(jié)合遏

止電壓eUc=Ek,整理得詈，③遏止電壓大于①的遏止電壓，所以③光子的頻率

大于①光子的頻率，C錯誤；①②遏止電壓相同，①②光的頻率相同，所以①②是同種顏

色的光，①的飽和光電流大于②的飽和光電流，①的光強(qiáng)比②的大，D正確。

11.（多選）某同學(xué)在研究某金屬的光電效應(yīng)現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)該金屬逸出光t￡k

電子的最大初動能Ek與入射光頻率V的關(guān)系如圖所示。若圖線在橫、縱坐J/

標(biāo)軸上的截距分別為a和一人已知電子所帶電荷量為e,由圖線可以得到Y(jié)/a

A.該金屬的逸出功為零

B.普朗克常量卷，單位為J?Hz

C.當(dāng)入射光的頻率為2a時，逸出光電子的最大初動能為8

D.當(dāng)入射光的頻率為3a時，遏止電壓為多

解析：CD根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hv-W0,橫截距表示該金屬的截止頻率，縱軸截

距的絕對值表示金屬的逸出功，可知該金屬的逸出功不為零，故A錯誤；題中圖線的

斜率左=!表示普朗克常量，單位為J/Hz,故B錯誤；由題圖可知Wo=b,/?a=Wo,則

當(dāng)入射光的頻率為2a時，逸出光電子的最大初動能為&=萬2°—用尸從故C正確；當(dāng)入

射光的頻率為3a時，則Ek=/r3a-Wo=2A,由eq=Ek可得“?=§,故D正確。

12.（多選）研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗裝置如圖所示，用頻率為v的光照

射光電管陰極K時，有光電子產(chǎn)生。由于光電管K、A間加的是反向電壓，A

光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A做減速運(yùn)動。光電流i由圖中電流計G勺，定AJ

測出，反向電壓U由電壓表V測出，當(dāng)電流計的示數(shù)恰好為零時，電壓表,____@一

的示數(shù)為遏止電壓Uc,在下列表示光電效應(yīng)實驗規(guī)律的圖像中，正確的是.工一

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