高中物理人教版选修3-5假期作业：第十七章+波粒二象性+综合测评（二）+Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-5假期作业：第十七章+波粒二象性+综合测评（二）+Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 127.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-05-30 12:55:47 | ||
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文档简介
综合测评(二)
(时间：90分钟 分值：100分)
命题报告
考查知识点
简单
中等
较难
光电效应方程及应用
2、5、6
10、12、13
16
光的波动性
3、4
7
14
光的波粒二象性
1、8
11
不确定关系
9
15
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分；第1～6小题，每小题只有一个选项符合要求，第7～10小题，每小题有多个选项符合要求)
1．下列实验中，能证实光具有粒子性的是( )
A．光电效应实验 B．光的双缝干涉实验
C．光的圆孔衍射实验 D．泊松亮斑实验
【解析】 光的双缝干涉实验，光的圆孔衍射实验，泊松亮斑实验都证明光具有波动性．光电效应实验证明光具有粒子性，故选A.
【答案】 A
2．下列关于光电效应的说法正确的是( )
A．只要入射光的强度足够大，就可以发生光电效应
B．只要入射光照射的时间足够长，就可以发生光电效应，与入射光的强度和频率无关
C．入射光的频率高于极限频率时，光的频率越大，产生的光电子的最大初动能越大
D．入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，产生的光电子的最大初动能越大
【解析】 只有当入射光的频率高于极限频率时，才发生光电效应，与入射光的强弱和照射时间无关，根据Ek＝hν－W0，可知，入射光频率越大，产生的光电子的最大初动能越大，只有C项正确．
【答案】 C
3．已知α粒子的质量mα＝6.64×10－27 kg，速度v＝3×107 m/s，要观察到α粒子明显的衍射现象，障碍物的尺寸约为( )
A．3.3×10－10 m B．3.3×10－12 m
C．3.3×10－15 m D．3.3×10－18 m
【解析】 根据德布罗意假说
λ＝＝＝m≈3.3×10－15m.
要观察到明显的衍射现象，障碍物的尺寸应与波长差不多，C正确，A、B、D错误．
【答案】 C
4．影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低，使用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它利用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图象．已知波长比孔的尺寸越大越易发生衍射．下列说法中正确的是( )
A．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强
B．加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显
C．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强
D．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱
【解析】 设加速电压为U，电子电荷量为e，质量为m，则有Ek＝mv2＝eU＝，又p＝，故eU＝，可得λ＝.对电子来说，加速电压越高，λ越小，衍射现象越不明显，故选项A、B都不对．电子与质子比较，因质子质量比电子质量大得多，可知质子加速后的波长要小得多，衍射现象不明显，分辨本领强，故选项C对，D错．
【答案】 C
5．(·沙坪坝高二检测)频率为ν的光照到某金属材料时，产生光电子的最大初动能为Ekm，若改用频率为2ν的光照射同一金属材料，则所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)( )
A．Ekm＋hν B．2Ekm
C．Ekm－hν D．Ekm＋2hν
【解析】 由光电效应方程得频率为ν的光照射金属材料时Ekm＝hν－W0，改用频率为2ν的光照射同一金属材料时Ekm′＝h·2ν－W0，解得Ekm′＝Ekm＋hν，故A正确．
【答案】 A
6．研究光电效应规律的实验装置如图1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截止电压Uc，在下图所表示光电效应实验规律的图象中，错误的是( )
图1
【解析】 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mev＝hν－W0，而截止电压Uc与最大初动能的关系为eUc＝mv，所以截止电压Uc与入射光频率ν的关系是eUc＝hν－W0，其函数图象不过原点，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．
【答案】 B
7．(·北京重点中学联考)关于物质波，下列认识中错误的是( )
A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波
B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
D．宏观物体尽管可以看作物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象
【解析】 据德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A选项是正确的；由于X射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性，即B选项错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C选项是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的，无规律的，但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子的波动性，干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故选项D错误．
【答案】 BD
8．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是( )
A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置
B．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道
C．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的
D．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置
【解析】 微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述，C、D正确．
【答案】 CD
9．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是( )
A．单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx大，动量不确定量Δp小，可以忽略
B．当能发生衍射现象时，动量不确定量Δp可以忽略
C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大
D．以上解释都是不对的
【解析】 光在传播过程中的位置和动量的不确定性关系为ΔxΔp≥.发生衍射时Δx>0，所以，Δp不能忽略，故选项B错误；缝越宽，Δp越小，缝越窄，Δp越大，所以，选项A、C正确．
【答案】 AC
图2
10．(·河北正定中学期末检测)用如图2所示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 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，但电流较小
【解析】 由题知Uc＝0.7 V，故Ek＝eUc＝0.7 eV，C项正确；由Ek＝hν－W0，可得W0＝1.8 eV，A项正确，D项错误；开关S断开，仍会发生光电效应，有光电子逸出，光电管与 仍可构成闭合回路，电路中会有电流流过 ，B项错误．
【答案】 AC
二、填空题(本题共3小题，共20分)
11．(4分)“嫦娥二号”进入地月转移轨道时的速度约为11 km/s.已知“嫦娥二号”卫星的质量为2 480 kg，则与卫星奔月过程对应的物质波波长大小为________m.
【解析】 与嫦娥二号卫星奔月过程对应的物质波波长为λ＝＝＝ m＝2.43×10－41 m.
【答案】 2.43×10－41
图3
12．(6分)太阳能直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳能转换成电能．如图3所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．
(1)标出电源和电流表的正负极；
(2)入射光应照在________极上．
(3)电流表读数是10 μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是________个．
【解析】 (1)加正向电压，应该是在光电管中电子由B向A运动，即电流是由左向右．因此电源左端是正极，右端是负极，电流表上端是正极，下端是负极．
(2)光应照在B极上．
(3)设电子个数为n，则I＝ne，
所以n＝＝6.25×1013(个)．
【答案】 (1)电源左端是正极，右端是负极；电流表上端是正极，下端是负极 (2)B (3)6.25×1013
13．(10分)深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道．如图4所示是一个航标灯自动控制电路的示意图．电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属．下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长，又知可见光的波长在400～770 nm(1 nm＝10－9m)．
图4
各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：
金属
铯
钠
锌
银
铂
极限频率(Hz)
4.545×1014
6.000×1014
8.065×1014
1.153×1015
1.529×1015
极限波长(μm)
0.660 0
0.500 0
0.372 0
0.260 0
0.196 2
根据图和所给出的数据，你认为：
(1)光电管阴极K上应涂有金属________；
(2)控制电路中的开关S应和________(填“a”和“b”)接触；
(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤事故．如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机，这时电路中开关S应和________接触，这样，当工人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即动作，使机床停止工作，避免事故发生．
【解析】 (1)依题意知，可见光的波长范围为
400×10－9～770×10－9m
而金属铯的极限波长为λ＝0.660 0×10－6m＝660×10－9m，
因此，光电管阴极K上应涂金属铯．
(2)深沉的夜色中，线圈中无电流，衔铁与b接触，船舶依靠航标灯指引航道，所以控制电路中的开关S应和b接触．
(3)若将上述控制电路中的电灯换成电机，在手遮住光线之前，电机应是正常工作的，此时衔铁与a接触，所以电路中的开关S应和a接触．
【答案】 (1)铯 (2)b (3)a
三、计算题(本题共3小题，共40分)
14．(12分)已知：功率为100 W的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c＝3.0×108 m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，假定所发出的可见光的波长都是560 nm，计算灯泡每秒内发出的光子数．
【解析】 波长为λ的光子能量为：E＝
设灯泡每秒内发出的光子数为n，灯泡电功率为P，
则n＝
式中，k＝5%是灯泡的发光效率．
得：光子数n＝，
代入题给数据得：n＝1.4×1019(个)．
【答案】 1.4×1019个
15．(12分)原子核的半径为10－15 m，估计核内质子的动量不确定范围．如果电子被限制在核内，其动量不确定范围又是多少？
【解析】 设质子的位置不确定范围等于原子核的直径，即Δx＝2×10－15 m，由不确定关系公式ΔxΔp≥，得Δp≥＝2.6×10－20 kg·m/s.同理，电子被限制在核内，动量的不确定范围与质子一样，为：Δp≥2.6×10－20 kg·m/s.
【答案】 均为大于或等于2.6×10－20 kg·m/s
16．(16分)用波长为4×10－7 m的紫光照射某金属，发出的光电子垂直进入3×10－4 T的匀强磁场中，光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2 cm(电子电荷量e＝1.6×10－19 C，其质量m＝9.1×10－31 kg)．求：
(1)紫光光子的能量；
(2)光电子的最大初动能；
(3)该金属发生光电效应的极限频率．
【解析】 (1)光子的能量ε＝hν＝h＝6.63×10－34× J＝4.98×10－19 J.
(2)光电子进入磁场后，受到的洛伦兹力等于做匀速圆周运动的向心力，qvB＝m，v＝，光电子的最大初动能：Ek＝mv2＝
＝ J
＝1.82×10－19 J.
(3)金属的极限频率满足W＝hν0
由爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W＝hν－hν0
ν0＝＝ Hz
＝4.77×1014 Hz.
【答案】 (1)4.98×10－19 J (2)1.82×10－19 J
(3)4.77×1014 Hz
(时间：90分钟 分值：100分)
命题报告
考查知识点
简单
中等
较难
光电效应方程及应用
2、5、6
10、12、13
16
光的波动性
3、4
7
14
光的波粒二象性
1、8
11
不确定关系
9
15
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分；第1～6小题，每小题只有一个选项符合要求，第7～10小题，每小题有多个选项符合要求)
1．下列实验中，能证实光具有粒子性的是( )
A．光电效应实验 B．光的双缝干涉实验
C．光的圆孔衍射实验 D．泊松亮斑实验
【解析】 光的双缝干涉实验，光的圆孔衍射实验，泊松亮斑实验都证明光具有波动性．光电效应实验证明光具有粒子性，故选A.
【答案】 A
2．下列关于光电效应的说法正确的是( )
A．只要入射光的强度足够大，就可以发生光电效应
B．只要入射光照射的时间足够长，就可以发生光电效应，与入射光的强度和频率无关
C．入射光的频率高于极限频率时，光的频率越大，产生的光电子的最大初动能越大
D．入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，产生的光电子的最大初动能越大
【解析】 只有当入射光的频率高于极限频率时，才发生光电效应，与入射光的强弱和照射时间无关，根据Ek＝hν－W0，可知，入射光频率越大，产生的光电子的最大初动能越大，只有C项正确．
【答案】 C
3．已知α粒子的质量mα＝6.64×10－27 kg，速度v＝3×107 m/s，要观察到α粒子明显的衍射现象，障碍物的尺寸约为( )
A．3.3×10－10 m B．3.3×10－12 m
C．3.3×10－15 m D．3.3×10－18 m
【解析】 根据德布罗意假说
λ＝＝＝m≈3.3×10－15m.
要观察到明显的衍射现象，障碍物的尺寸应与波长差不多，C正确，A、B、D错误．
【答案】 C
4．影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低，使用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它利用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图象．已知波长比孔的尺寸越大越易发生衍射．下列说法中正确的是( )
A．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强
B．加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显
C．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强
D．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱
【解析】 设加速电压为U，电子电荷量为e，质量为m，则有Ek＝mv2＝eU＝，又p＝，故eU＝，可得λ＝.对电子来说，加速电压越高，λ越小，衍射现象越不明显，故选项A、B都不对．电子与质子比较，因质子质量比电子质量大得多，可知质子加速后的波长要小得多，衍射现象不明显，分辨本领强，故选项C对，D错．
【答案】 C
5．(·沙坪坝高二检测)频率为ν的光照到某金属材料时，产生光电子的最大初动能为Ekm，若改用频率为2ν的光照射同一金属材料，则所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)( )
A．Ekm＋hν B．2Ekm
C．Ekm－hν D．Ekm＋2hν
【解析】 由光电效应方程得频率为ν的光照射金属材料时Ekm＝hν－W0，改用频率为2ν的光照射同一金属材料时Ekm′＝h·2ν－W0，解得Ekm′＝Ekm＋hν，故A正确．
【答案】 A
6．研究光电效应规律的实验装置如图1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截止电压Uc，在下图所表示光电效应实验规律的图象中，错误的是( )
图1
【解析】 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mev＝hν－W0，而截止电压Uc与最大初动能的关系为eUc＝mv，所以截止电压Uc与入射光频率ν的关系是eUc＝hν－W0，其函数图象不过原点，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．
【答案】 B
7．(·北京重点中学联考)关于物质波，下列认识中错误的是( )
A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波
B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
D．宏观物体尽管可以看作物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象
【解析】 据德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A选项是正确的；由于X射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性，即B选项错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C选项是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的，无规律的，但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子的波动性，干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故选项D错误．
【答案】 BD
8．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是( )
A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置
B．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道
C．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的
D．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置
【解析】 微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述，C、D正确．
【答案】 CD
9．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是( )
A．单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx大，动量不确定量Δp小，可以忽略
B．当能发生衍射现象时，动量不确定量Δp可以忽略
C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大
D．以上解释都是不对的
【解析】 光在传播过程中的位置和动量的不确定性关系为ΔxΔp≥.发生衍射时Δx>0，所以，Δp不能忽略，故选项B错误；缝越宽，Δp越小，缝越窄，Δp越大，所以，选项A、C正确．
【答案】 AC
图2
10．(·河北正定中学期末检测)用如图2所示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 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，但电流较小
【解析】 由题知Uc＝0.7 V，故Ek＝eUc＝0.7 eV，C项正确；由Ek＝hν－W0，可得W0＝1.8 eV，A项正确，D项错误；开关S断开，仍会发生光电效应，有光电子逸出，光电管与 仍可构成闭合回路，电路中会有电流流过 ，B项错误．
【答案】 AC
二、填空题(本题共3小题，共20分)
11．(4分)“嫦娥二号”进入地月转移轨道时的速度约为11 km/s.已知“嫦娥二号”卫星的质量为2 480 kg，则与卫星奔月过程对应的物质波波长大小为________m.
【解析】 与嫦娥二号卫星奔月过程对应的物质波波长为λ＝＝＝ m＝2.43×10－41 m.
【答案】 2.43×10－41
图3
12．(6分)太阳能直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳能转换成电能．如图3所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．
(1)标出电源和电流表的正负极；
(2)入射光应照在________极上．
(3)电流表读数是10 μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是________个．
【解析】 (1)加正向电压，应该是在光电管中电子由B向A运动，即电流是由左向右．因此电源左端是正极，右端是负极，电流表上端是正极，下端是负极．
(2)光应照在B极上．
(3)设电子个数为n，则I＝ne，
所以n＝＝6.25×1013(个)．
【答案】 (1)电源左端是正极，右端是负极；电流表上端是正极，下端是负极 (2)B (3)6.25×1013
13．(10分)深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道．如图4所示是一个航标灯自动控制电路的示意图．电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属．下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长，又知可见光的波长在400～770 nm(1 nm＝10－9m)．
图4
各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：
金属
铯
钠
锌
银
铂
极限频率(Hz)
4.545×1014
6.000×1014
8.065×1014
1.153×1015
1.529×1015
极限波长(μm)
0.660 0
0.500 0
0.372 0
0.260 0
0.196 2
根据图和所给出的数据，你认为：
(1)光电管阴极K上应涂有金属________；
(2)控制电路中的开关S应和________(填“a”和“b”)接触；
(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤事故．如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机，这时电路中开关S应和________接触，这样，当工人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即动作，使机床停止工作，避免事故发生．
【解析】 (1)依题意知，可见光的波长范围为
400×10－9～770×10－9m
而金属铯的极限波长为λ＝0.660 0×10－6m＝660×10－9m，
因此，光电管阴极K上应涂金属铯．
(2)深沉的夜色中，线圈中无电流，衔铁与b接触，船舶依靠航标灯指引航道，所以控制电路中的开关S应和b接触．
(3)若将上述控制电路中的电灯换成电机，在手遮住光线之前，电机应是正常工作的，此时衔铁与a接触，所以电路中的开关S应和a接触．
【答案】 (1)铯 (2)b (3)a
三、计算题(本题共3小题，共40分)
14．(12分)已知：功率为100 W的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c＝3.0×108 m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，假定所发出的可见光的波长都是560 nm，计算灯泡每秒内发出的光子数．
【解析】 波长为λ的光子能量为：E＝
设灯泡每秒内发出的光子数为n，灯泡电功率为P，
则n＝
式中，k＝5%是灯泡的发光效率．
得：光子数n＝，
代入题给数据得：n＝1.4×1019(个)．
【答案】 1.4×1019个
15．(12分)原子核的半径为10－15 m，估计核内质子的动量不确定范围．如果电子被限制在核内，其动量不确定范围又是多少？
【解析】 设质子的位置不确定范围等于原子核的直径，即Δx＝2×10－15 m，由不确定关系公式ΔxΔp≥，得Δp≥＝2.6×10－20 kg·m/s.同理，电子被限制在核内，动量的不确定范围与质子一样，为：Δp≥2.6×10－20 kg·m/s.
【答案】 均为大于或等于2.6×10－20 kg·m/s
16．(16分)用波长为4×10－7 m的紫光照射某金属，发出的光电子垂直进入3×10－4 T的匀强磁场中，光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2 cm(电子电荷量e＝1.6×10－19 C，其质量m＝9.1×10－31 kg)．求：
(1)紫光光子的能量；
(2)光电子的最大初动能；
(3)该金属发生光电效应的极限频率．
【解析】 (1)光子的能量ε＝hν＝h＝6.63×10－34× J＝4.98×10－19 J.
(2)光电子进入磁场后，受到的洛伦兹力等于做匀速圆周运动的向心力，qvB＝m，v＝，光电子的最大初动能：Ek＝mv2＝
＝ J
＝1.82×10－19 J.
(3)金属的极限频率满足W＝hν0
由爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W＝hν－hν0
ν0＝＝ Hz
＝4.77×1014 Hz.
【答案】 (1)4.98×10－19 J (2)1.82×10－19 J
(3)4.77×1014 Hz