第6章 波粒二象性（Word版含答案）

第6章波粒二象性
一、选择题（共15题）
1．单色光B的频率为单色光A的两倍，用单色光A照射到某金属表面时，从金属表面逸出的光电子最大初动能为E1。用单色光B照射该金属表面时，逸出的光电子最大初动能为E2，则该金属的逸出功为（　　）
A．E2－E1 B．E2－2E1 C．2E1－E2 D．
2．下列说法正确的是（　　）
A．在光电效应中，金属每吸收一个光子就可放出多个光电子
B．10个某元素的原子核，经过一个半衰期之后，一定还剩5个未衰变
C．在月球表面同一高度处同时释放重锤和羽毛，两者同时落地
D．一切爆炸过程都遵循动量守恒，但不遵循能量守恒
3．如图所示，用频率为 的光照射阴极K，发生光电效应，现加上反向电压U（即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在 之间就形成了使光电子减速的电场），逐渐增大U，光电流会逐渐减小，当光电流恰好减小到零，此时的电压为遏止电压。若逸出功为W，遏止电压为 ，电子的电荷量为e，普朗克常量为h，则（　　）
A．改用频率小于 的光照射一定不能发生光电效应
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
D．遏止电压 等于
4．从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压Uc与入射光的频率v的关系，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法我们利用图1所示的装置进行实验，得到了某金属的Uc-v图像如图2所示。下列说法正确的是（　　）
A．该金属的截止频率约为
B．该金属的截止频率约为
C．该图像的斜率为普朗克常量
D．该图像的斜率为这种金属的逸出功
5．甲、乙光子的能量之比为2 ：1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E1、E2。该金属的逸出功为(　　)
A．E1＋E2 B．E1－E2 C．E1＋2E2 D．E1－2E2
6．如图为研究光电效应现象实验装置，用光子能量为4. 10eV的紫外线照射到光电管上阴极K，发生了光电效应。调节滑片P，当电压表的示数为1. 81V时，电流计的示数恰好为零。则在该实验中（　　）
A．光电子的最大初动能为2. 29eV
B．电流计示数恰好为零时，若增大光强电流计有示数
C．若增大入射光的频率，要使电流计的示数为零，滑片P应向右调节
D．若断开开关S，电流计仍无示数
7．关于光电效应，下列说法正确的是（　　）
A．光电效应说明光具有粒子性
B．光电效应说明光具有波动性
C．金属的逸出功和入射光的频率有关
D．入射光越强，单位时间内产生的光电子数越少
8．图甲所示为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则（　　）
A．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K发生光电效应
B．改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K发生光电效应
C．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变
D．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大
9．关于原子、原子核的相关知识，下列说法正确的是（　　）
A．当发生光电效应时，光电子的最大初动能随着入射光强度的增大而增大
B．当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝5的能级时，辐射出光子
C．核反应 方程中的X是中子
D．轻核聚变的过程质量增大，重核裂变的过程质量亏损
10．用一种红光照射某种金属，发生了光电效应。现改用紫色照射该金属，下列说法正确的是（　　）
A．若紫光强度较小，可能不会产生光电子
B．用红光照射时，该金属的逸出功小，用紫光照射时该金属的逸出功大
C．用紫光照射时，光电子的最大初动能更大
D．两种光比较，用红光照射产生的光电子的动能都比用紫光照射产生的光电子的功能小
11．近代最伟大的物理学家——爱因斯坦在物理学的多个方面为人类做出了杰出的贡献，其中1905年提出的光量子概念成功解释了光电效应。下列说法正确的是（　　）
A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B．钠发生光电效应的极限波长为 ，若改用波长 的光照射钠仍会发生光电效应现象
C．光电效应说明了光具有粒子性
D．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属
12．图甲为某种光电烟雾探测器的装置示意图，光源S发出频率为 的光束，当有烟雾进入该探测器时，光束会被烟雾散射进入光电管C，当光照射到光电管中的金属钠表面时会产生光电子，进而在光电管中形成光电流，当光电流大于临界值时，便会触发报警系统报警。用如图乙所示的电路（光电管K极是金属钠）研究光电效应规律，可得钠的遏止电压 与入射光频率v之间的关系如图丙所示，元电荷为e。下列说法正确的是（　　）
A．由图丙知，金属钠的极限频率为
B．由图丙知，普朗克常量为
C．图乙中，a端为负极
D．图甲中，光源S发出的光束越强，光电烟雾探测器的灵敏度越低
13．下列说法正确的是（　　）
A．光电效应实验中，入射光的频率增大时，光电子的最大初动能减小
B．若某材料的逸出功是W，则它的极限频率 (h为普朗克常量)
C．大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性
D．在光电效应现象中，增大入射光的频率一定能增大光电流
14．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。下列说法正确的是
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．甲光的强度大于乙光的强度
C．甲光照射时产生的光电子初动能均为eUc
D．乙光的频率为
15．在光电效应实验中，先用光强较强的黄光照射光电管，发生光电效应，现在改用光强较弱的紫光照射光电管，下列叙述正确的是（　　）
A．光电子的最大初动能变大 B．不发生光电效应
C．饱和电流一定变小 D．遏止电压变大
二、填空题
16．在电光效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示，则可以判断出它们的光强关系为：甲　 　乙　 　丙；频率关系为甲　 　乙　 　丙（填>、=、<号）。
17．在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为 ，该金属的逸出功为　 　。若用波长为 （ < ）单色光做实验，则其遏止电压为　 　。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e，c和h。
18．在某次光电效应实验中，得到的遏止电压UC与入射光的频率 的关系如图所示。若该直线的斜率和纵截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则所用材料的逸出功可表示为　 　，普朗克常量可表示为　 　。
19．用图1所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图像如图2所示．则光电子的最大初动能为　 　J，金属的逸出功为　 　J．
三、综合题
20．已知氢原子的基态能量为E1（E1<0），量子数为n的激发态的能量为 ．现有一群氢原子处于n=3的能级，在向低能级跃迁过程中，其中从n=2能级向n=1能级跃迁辐射出的光照射某金属的表面恰能发生光电效应，求：
①该金属的极限频率；
②能从该金属表面逸出的光电子的最大初动能．
21．用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19J，已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，真空中的光速为3.00×108m/s，求能使锌产生光电效应的单色光的最低频率。(保留1位小数)
22．分别用波长为λ和 λ的单色光照射同一金属，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属的逸出功是多大？
23．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线．由图求出：
①这种金属发生光电效应的极限频率；
②普朗克常量．
答案部分
1．B
2．C
3．C
4．A
5．D
6．C
7．A
8．A
9．C
10．C
11．C
12．A
13．B,C
14．B,D
15．A,C,D
16．>；>；=；<
17．；
18．-eb；ek
19．3.2×10 19J；4.8×10 19J
20．解：①因 ，所以
②氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁辐射出的光子能量最大，此时从金属表面逸出的光电子的最大初动能为Ekm
=
21．入射光照射到锌板上，发生光电效应，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，其中ν＝ ，代入数据可知，逸出功W0＝5.35×10－19 J
能使锌产生光电效应的单色光的最低频率ν0＝ ≈8.1×1014 Hz
22．解：设此金属的逸出功为W0，根据光电效应方程
当用波长为λ的光照射时
当用波长为 λ的光照射时：
又因为
联立得
23．解：根据爱因斯坦光电效应方程 ， 图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为： ．
根据光电效应方程得 ，当入射光的频率为 时，最大初动能为： ．当入射光的频率为 时，光电子的最大初动能为0．则： ，即： ，联立两式解得：