【高考突破方案】第十四章 第1讲波粒二象性 -强化训练（解析版）高考物理一轮复习

第十四章 原子与原子核
第1讲 波粒二象性　
1.实物粒子和光都具有波粒二象性.下列事实中不能体现波动性的是(　　)
A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样
B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构
D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
【解析】 B　电子束通过双缝产生干涉图样，体现的是波动性，A不符题意；β射线在云室中留下清晰的径迹，不能体现波动性，B符合题意；衍射体现的是波动性，C不符合题意；电子显微镜利用了电子束波长短的特性，D不符题意.
　2.如图为研究光电效应的电路图，测得遏止电压为Uc，已知电子的电荷量为e，则下列说法正确的是(　　)
A.光电子的最大初动能为eUc
B.测量遏止电压时，开关S应与b连接
C.光电管两端电压为零时，光电流也为零
D.开关S接b，调节滑动变阻器，电压表示数增大时，电流表示数一定增大
【解析】 A　当光电管两端电压达到遏止电压Uc时，从阴极K射出的具有最大初动能Ekm的光电子恰好不能到达阳极，根据动能定理有0－Ekm＝－eUc，解得Ekm＝eUc，故A正确；测量遏止电压时，应使光电管阴极与电源正极相连，阳极与电源负极相连，故开关S应与a连接，故B错误；光电管两端电压为零时，若光电子能够到达阳极，则光电流就不为零，故C错误；开关S接b，调节滑动变阻器，电压表示数增大时，若此时光电流已经达到饱和值，则电流表示数不再增大，故D错误.
　3.在探究光电效应现象时，某小组的同学使用频率为ν的单色光照射某金属时，逸出的光电子最大初动能为Ek，已知普朗克常量用h表示，则(　　)
A.用频率为的单色光照射该金属时有可能发生光电效应
B.用频率为2ν的单色光照射该金属时逸出的光电子最大初动能等于2Ek
C.该金属的逸出功为hν
D.若增加该光的强度，则逸出的光电子最大初动能增大
【解析】 A　因为使用频率为ν的单色光照射某金属时能发生光电效应，则用频率为的单色光照射该金属时有可能发生光电效应，选项A正确；根据光电效应方程，用频率为ν的单色光照射时Ek＝hν－W0，用频率为2ν的单色光照射该金属时：Ek′＝2hν－W0可知用频率为2ν的单色光照射该金属时，逸出的光电子最大初动能不等于2Ek，选项B错误；根据Ek＝hν－W0可知，该金属的逸出功小于hν，选项C错误；逸出光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光强无关，选项D错误.
　4.表面沾有流感病毒的口罩，可使用波长为253.7 nm的紫外线－C照射，破坏病毒的脱氧核糖核酸(DNA)及核糖核酸(RNA)结构，达到消灭病毒的效果.若以强度为6600 μW/cm2的紫外线－C垂直照射口罩表面2.0 s，则2 s内每平方厘米
的紫外线－C光子数约为(普朗克常数h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108
m/s)(　　)
A.2.4×1013 B.6.4×1014
C.8.4×1015 D.1.7×1016
【解析】 D　2 s内每平方厘米的紫外线－C总能量Pt＝nhν，则光子的个数n＝，而频率ν＝，联立可得n＝≈1.7×1016个，故D正确.
　5.某实验小组用同一光电管完成了光电效应实验，得到了光电流与对应电压之间的关系图像甲、乙、丙，如图所示.则下列说法正确的是(　　)
A.甲光的频率大于乙光的频率
B.乙光的波长大于丙光的波长
C.甲光的光强大于丙光的光强
D.甲光和丙光产生的光电子的最大初动能不相等
【解析】 C　根据eUc＝Ek＝hν－W0，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大.甲光的遏止电压小于乙光，所以甲光频率小于乙光的频率，故A错误；丙光的遏止电压小于乙光的遏止电压，所以丙光的频率小于乙光的频率，则乙光的波长小于丙光的波长，故B错误；由于甲光的饱和光电流大于丙光饱和光电流，两光频率相等，所以甲光的强度高于丙光的强度，故C正确；甲光的遏止电压等于丙光的遏止电压，由Ek＝e·Uc可知，甲光对应的光电子最大初动能等于丙光的光电子最大初动能，故D错误.
　6.(多选)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像如图所示.则由图像可知(　　)
A.该金属的逸出功等于hν0
B.遏止电压是确定的，与入射光的频率无关
C.入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0
D.入射光的频率为3ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0
【解析】 AC　当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0＝hν0，故选项A正确；根据光电效应方程Ek＝hν－W0和－eUc＝0－Ek得，Uc＝ν－，可知当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，故选项B错误；从图像上可知，逸出功W0＝hν0，根据光电效应方程Ek＝h·2ν0－W0＝hν0，故选项C正确；Ek＝h·3ν0－W0＝2hν0，故选项D错误.
　7.(多选)某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，E、ν0为已知量，由图线信息可知(　　)
A.逸出功W0＝E
B.图像的斜率表示普朗克常量的倒数
C.图中E与ν0的值与入射光的强度、频率均无关
D.若入射光频率为3ν0，则光电子的最大初动能为3E
【解析】 AC　根据光电效应方程有Ek＝hν－W0，根据数学函数知图像与纵坐标的交点表示逸出功，所以逸出功W0＝E，图像的斜率表示普朗克常量，故A正确，故B错误；逸出功和极限频率的大小与入射光的强度、频率均无关，由金属本身决定，故C正确；根据光电效应方程：Ek＝hν－W0，当入射光频率为3ν0，则光电子的最大初动能为2E，故D错误.
8.(多选)用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA.移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表G的读数为0.则(　　)　
A.光电管阴极的逸出功为1.8 eV
B.开关S断开后，没有电流流过电流表G
C.光电子的最大初动能为0.7 eV
D.改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流通过，但电流较小
【解析】 AC　该装置所加的电压为反向电压，由当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表的读数为0，可知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程Ek＝hν－W0，可得W0＝1.8 eV，故A、C正确；开关S断开后，用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时会发生光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误；改用能量为1.5 eV的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故D错误.