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2019-2020学年高中物理单元检测AB卷
选修3-5第十七章 波粒二象性-B卷提高篇（原卷版）
（时间：90分钟，满分：100分）
第I卷 选择题
一、单项选择题 (每题3分，8小题，共24分)
1.在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象．则下列说法正确的是( )
A．T1>T2
B．T1C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低
D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动
2．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时( )
A．锌板带正电，指针带负电
B．锌板带正电，指针带正电
C．锌板带负电，指针带负电
D．锌板带负电，指针带正电
3.如图所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B，A球的质量大于B球的质量．开始时A球以一定的速度向右运动，B球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰撞前A球的德布罗意波的波长为λ1，碰撞后A、B两球的德布罗意波的波长分别为λ2和λ3，则下列关系正确的是( )
A．λ1＝λ2＝λ3 B．λ1＝λ2＋λ3
C．λ1＝ D．λ1＝
4．关于康普顿效应，下列说法正确的是( )
A．康普顿效应证明光具有波动性
B．康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变短了
C．康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变长了
D．康普顿效应可用经典电磁理论进行解释
5．紫外线光子的动量为p＝。一个静止的O3吸收了一个紫外线光子后( )
A．仍然静止
B．沿着光子原来运动的方向运动
C．沿光子运动相反方向运动
D．可能向任何方向运动
6.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )
A．2.3×10－18 W B．3.8×10－19 W
C．7.0×10－10 W D．1.2×10－18 W
7.如图所示,一个粒子源产生某种粒子,在其正前方安装只有两条狭缝的挡板,粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光,那么在荧光屏上将会看到( )
A.只有两条亮纹
B.有许多条明、暗相间的条纹
C.没有亮纹
D.只有一条亮纹
8用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E 随入射光频率ν变化的E ?ν图象。已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个E ?ν坐标中，用实线表示钨、虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是图中的( )
二、多项选择题（每题5分,共6小题，选不全得3分，有错误选项不得分，共30分）
9.人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如图所示的四个示意图所表示的实验能说明光具有波动性的是( )
10.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光( )
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃棱镜时，a光的偏折程度大
11．近年来，数码相机家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点。现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因理解错误的是( )
A．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的
B．光的波动性是由大量光子之间的相互作用引起的
C．大量光子表现出粒子性
D．光具有波粒二象性，大量光子表现出波动性
12．一束平行光经玻璃三棱镜折射后，分解为互相分离的三束光，分别照在相同的金属板a、b、c上，如图所示，已知金属板b有光电子放出，则可知( )
A．板a可能放出光电子 B．板a一定能放出光电子
C．板c一定不放出光电子 D．板c一定能放出光电子
13.如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，由图象可知( )
A．该金属的逸出功等于E
B．该金属的逸出功等于hν0
C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为3E
D．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E
14．美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压U0与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h.电子电量用e表示，下列说法正确的是( )
图甲 图乙
A．入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片P应向M端移动
B．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大
C．由UC ?ν图象可知，这种金属的截止频率为νc
D．由UC ?ν图象可求普朗克常量表达式为h＝
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（每空3分，共9分）
15.如图所示是使用光电管的原理图，当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。
(1)当变阻器的滑动端P向________滑动时(填“左”或”右”)，通过电流表的电流将会增大。
(2)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为________(已知电子电荷量为e)。
(3)如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将________(填“增加”、“减小”或“不变”)。
四、计算题（共3个小题，共37分。）
16．(12分)如图所示表示黑体辐射强度随波长的变化图线。根据热辐射理论，辐射强度的极大值所对应的波长λm与热力学温度之间存在如下关系：λmT ＝2.90×10－3m·K。求：
(1)T＝15000K所对应的波长；
(2)用T＝15000K所对应波长的光照射逸出功为W0＝4.54eV的金属钨，能否发生光电效应？若能，逸出光电子的最大初动能是多少？
17．(12分)如图所示装置，阴极K用极限波长λ0＝0.66 μm的金属制成．若闭合开关S，用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极，调整两个极板电压，使电流表示数最大为0.64 μA，求：
(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；
(2)如果将照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．
18．(13分)具有波长λ＝0.71的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知rB＝1.88×10－4m·T，试求：
(1)光电子的最大初动能；
(2)金属的逸出功；
(3)该电子的物质波的波长是多少？
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2019-2020学年高中物理单元检测AB卷
选修3-5第十七章 波粒二象性-B卷提高篇（解析版）
（时间：90分钟，满分：100分）
第I卷 选择题
一、单项选择题 (每题3分，8小题，共24分)
1.在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象．则下列说法正确的是( )
A．T1>T2
B．T1C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低
D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动
【答案】A
【解析】一般材料的物体辐射能的多少决定于物体的温度(T)、辐射波的波长、时间的长短和发射的面积，而黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体，黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关．实验表明，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．从图中可以看出，λ1<λ2，T1>T2，本题正确选项为A.
2．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时( )
A．锌板带正电，指针带负电
B．锌板带正电，指针带正电
C．锌板带负电，指针带负电
D．锌板带负电，指针带正电
【答案】B
【解析】发生光电效应时有电子从锌板上跑出来，使锌板及验电器的指针都带正电，B正确。
3.如图所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B，A球的质量大于B球的质量．开始时A球以一定的速度向右运动，B球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰撞前A球的德布罗意波的波长为λ1，碰撞后A、B两球的德布罗意波的波长分别为λ2和λ3，则下列关系正确的是( )
A．λ1＝λ2＝λ3 B．λ1＝λ2＋λ3
C．λ1＝ D．λ1＝
【解析】球A、B碰撞过程中满足动量守恒，得p′B－0＝pA－p′A；由λ＝，可得p＝，所以动量守恒表达式也可写成：＝－，
所以λ1＝，故选项D正确．
【答案】D
4．关于康普顿效应，下列说法正确的是( )
A．康普顿效应证明光具有波动性
B．康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变短了
C．康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变长了
D．康普顿效应可用经典电磁理论进行解释
【答案】C
【解析】康普顿效应揭示了光具有粒子性，故A错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝，知波长变长，故B错误，C正确；光电效应和康普顿效应都无法用经典电磁理论进行解释，D错误；故选C。
5．紫外线光子的动量为p＝。一个静止的O3吸收了一个紫外线光子后( )
A．仍然静止
B．沿着光子原来运动的方向运动
C．沿光子运动相反方向运动
D．可能向任何方向运动
【答案】 B
【解析】 由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的O3分子与光子原来运动方向相同。故正确选项为B。
6.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )
A．2.3×10－18 W B．3.8×10－19 W
C．7.0×10－10 W D．1.2×10－18 W
【答案】A
【解析】 每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收到最小功率为
P＝＝ W≈2.3×10－18 W。
7.如图所示,一个粒子源产生某种粒子,在其正前方安装只有两条狭缝的挡板,粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光,那么在荧光屏上将会看到( )
A.只有两条亮纹
B.有许多条明、暗相间的条纹
C.没有亮纹
D.只有一条亮纹
【解析】任何运动的粒子都具有波粒二象性,那么离子源产生的大量粒子透过双缝就应该表现出波动性,即形成明、暗相间的多条干涉条纹,故B项正确。
【答案】B
8用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E 随入射光频率ν变化的E ?ν图象。已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个E ?ν坐标中，用实线表示钨、虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是图中的( )
【答案】B
【解析】选B 图象斜率表示普朗克常量h，因此两条线应平行；横截距代表了极限频率ν0，ν0＝，因此钨的ν0大些。B正确。
二、多项选择题（每题5分,共6小题，选不全得3分，有错误选项不得分，共30分）
9.人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如图所示的四个示意图所表示的实验能说明光具有波动性的是( )
【答案】ABD
【解析】 A为单缝衍射、B为双孔干涉、D为薄膜干涉，这三个实验均说明光具有波动性；C为光电效应，说明光具有粒子性。
10.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光( )
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃棱镜时，a光的偏折程度大
【解析】 由爱因斯坦光电效应方程可知|eUc|＝mv2＝hν－W0，由图象可知|Uc2|>|Uc1|，两种光的频率νa<νb，选项A错误；由两种光的频率关系得λa>λb，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝·λ可知，a光的相邻条纹间距大，选项C正确；同理可知naCb，选项B正确．
【答案】 BC
11．近年来，数码相机家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点。现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因理解错误的是( )
A．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的
B．光的波动性是由大量光子之间的相互作用引起的
C．大量光子表现出粒子性
D．光具有波粒二象性，大量光子表现出波动性
【答案】 ABC
【解析】 由题意知像素越高，形成照片的光子数越多，表现出的波动性越强，照片越清晰，故D正确，A、B、C错误。
12．一束平行光经玻璃三棱镜折射后，分解为互相分离的三束光，分别照在相同的金属板a、b、c上，如图所示，已知金属板b有光电子放出，则可知( )
A．板a可能放出光电子 B．板a一定能放出光电子
C．板c一定不放出光电子 D．板c一定能放出光电子
【答案】AD
【解析】从棱镜对光的色散可知，光的频率越大，在同一介质的折射率越大，由题意：νa<νb<νc，同种材料极限频率相同。由b板有光电子，则发生光电效应，则c一定可放出光电子，所以选项C错误，A、D正确，但射到a板上的光的频率不能确定是否大于极限频率，所以不能判断是否发生光电效应，所以选项B错误。
13.如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，由图象可知( )
A．该金属的逸出功等于E
B．该金属的逸出功等于hν0
C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为3E
D．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E
【解析】根据光电效应方程，有Ek＝hν－W0，其中W0＝hν0为金属的逸出功．所以有Ek＝hν－hν0，由此结合图象可知，该金属的逸出功为E，或者W0＝hν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故A、B、D正确，C错误．
【答案】ABD
14．美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压U0与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h.电子电量用e表示，下列说法正确的是( )
图甲 图乙
A．入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片P应向M端移动
B．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大
C．由UC ?ν图象可知，这种金属的截止频率为νc
D．由UC ?ν图象可求普朗克常量表达式为h＝
【解析】入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动，A错误；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，B错误；根据Ekm＝hν－W0＝eUC，解得UC＝－，则h＝；当遏止电压为0时，ν＝νc，C、D正确．
【答案】CD
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（每空3分，共9分）
15.如图所示是使用光电管的原理图，当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。
(1)当变阻器的滑动端P向________滑动时(填“左”或”右”)，通过电流表的电流将会增大。
(2)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为________(已知电子电荷量为e)。
(3)如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将________(填“增加”、“减小”或“不变”)。
【答案】左 eU 不变
【解析】(1)当变阻器的滑动端P向左移动，反向电压减小，光电子到达右端的速度变大，则通过电流表的电流变大；
(2)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，根据动能定理得，eU＝mv，则光电子的最大初动能为eU；
(3)根据光电效应方程知，Ekm＝hν－W0，知入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变。
四、计算题（共3个小题，共37分。）
16．(12分)如图所示表示黑体辐射强度随波长的变化图线。根据热辐射理论，辐射强度的极大值所对应的波长λm与热力学温度之间存在如下关系：λmT ＝2.90×10－3m·K。求：
(1)T＝15000K所对应的波长；
(2)用T＝15000K所对应波长的光照射逸出功为W0＝4.54eV的金属钨，能否发生光电效应？若能，逸出光电子的最大初动能是多少？
【答案】(1)1.93×10－7m (2)能 1.90eV
【解析】(1)由公式λmT＝2.90×10－3m·K得
λm＝＝m≈1.93×10－7m
(2)波长λm＝1.93×10－7m的光子能量
E＝hν＝＝eV≈6.44eV
因E>W0，故能发生光电效应。由光电效应方程Ek＝hν－W0，得Ek＝(6.44－4.54)eV＝1.90eV。
17．(12分)如图所示装置，阴极K用极限波长λ0＝0.66 μm的金属制成．若闭合开关S，用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极，调整两个极板电压，使电流表示数最大为0.64 μA，求：
(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；
(2)如果将照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．
【解析】(1)阴极每秒钟发射的光电子个数：
n＝＝个＝4.0×1012个．
根据光电效应方程，光电子的最大初动能应为：
Ek＝hν－W0＝h－h.
代入数据可得：Ek＝9.6×10－20 J.
(2)如果照射光的频率不变，光强加倍，则每秒钟发射的光电子数也加倍，饱和光电流也增大为原来的2倍．根据光电效应实验规律可得阴极每秒钟发射的光电子个数为
n′＝2n＝8.0×1012个．
光子子的最大初动能仍然为：
Ek＝hν－W0＝9.6×10－20 J.
【答案】(1)4.0×1012个 9.6×10－20 J
(2)8.0×1012个 9.6×10－20 J
18．(13分)具有波长λ＝0.71的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知rB＝1.88×10－4m·T，试求：
(1)光电子的最大初动能；
(2)金属的逸出功；
(3)该电子的物质波的波长是多少？
【答案】(1)3.1×103eV (2)1.44×104eV
(3)2.2×10－11m
【解析】(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力m＝evB，所以v＝
电子的最大初动能Ek＝mv2＝
＝J
＝4.97×10－16J＝3.1×103eV
(2)入射光子的能量
E＝hν＝h＝eV＝1.75×104eV
根据爱因斯坦光电效应方程得逸出功
W＝hν－Ek＝1.44×104eV
(3)物质波的波长为
λ＝＝＝m＝2.2×10－11m
2019-2020学年高中物理单元检测AB卷
选修3-5第十七章 波粒二象性-B卷提高篇（解析版）
（时间：90分钟，满分：100分）
第I卷 选择题
一、单项选择题 (每题3分，8小题，共24分)
1.在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象．则下列说法正确的是( )
A．T1>T2
B．T1C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低
D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动
【答案】A
【解析】一般材料的物体辐射能的多少决定于物体的温度(T)、辐射波的波长、时间的长短和发射的面积，而黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体，黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关．实验表明，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．从图中可以看出，λ1<λ2，T1>T2，本题正确选项为A.
2．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时( )
A．锌板带正电，指针带负电
B．锌板带正电，指针带正电
C．锌板带负电，指针带负电
D．锌板带负电，指针带正电
【答案】B
【解析】发生光电效应时有电子从锌板上跑出来，使锌板及验电器的指针都带正电，B正确。
3.如图所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B，A球的质量大于B球的质量．开始时A球以一定的速度向右运动，B球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰撞前A球的德布罗意波的波长为λ1，碰撞后A、B两球的德布罗意波的波长分别为λ2和λ3，则下列关系正确的是( )
A．λ1＝λ2＝λ3 B．λ1＝λ2＋λ3
C．λ1＝ D．λ1＝
【解析】球A、B碰撞过程中满足动量守恒，得p′B－0＝pA－p′A；由λ＝，可得p＝，所以动量守恒表达式也可写成：＝－，
所以λ1＝，故选项D正确．
【答案】D
4．关于康普顿效应，下列说法正确的是( )
A．康普顿效应证明光具有波动性
B．康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变短了
C．康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变长了
D．康普顿效应可用经典电磁理论进行解释
【答案】C
【解析】康普顿效应揭示了光具有粒子性，故A错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝，知波长变长，故B错误，C正确；光电效应和康普顿效应都无法用经典电磁理论进行解释，D错误；故选C。
5．紫外线光子的动量为p＝。一个静止的O3吸收了一个紫外线光子后( )
A．仍然静止
B．沿着光子原来运动的方向运动
C．沿光子运动相反方向运动
D．可能向任何方向运动
【答案】 B
【解析】 由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的O3分子与光子原来运动方向相同。故正确选项为B。
6.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )
A．2.3×10－18 W B．3.8×10－19 W
C．7.0×10－10 W D．1.2×10－18 W
【答案】A
【解析】 每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收到最小功率为
P＝＝ W≈2.3×10－18 W。
7.如图所示,一个粒子源产生某种粒子,在其正前方安装只有两条狭缝的挡板,粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光,那么在荧光屏上将会看到( )
A.只有两条亮纹
B.有许多条明、暗相间的条纹
C.没有亮纹
D.只有一条亮纹
【解析】任何运动的粒子都具有波粒二象性,那么离子源产生的大量粒子透过双缝就应该表现出波动性,即形成明、暗相间的多条干涉条纹,故B项正确。
【答案】B
8用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E 随入射光频率ν变化的E ?ν图象。已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个E ?ν坐标中，用实线表示钨、虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是图中的( )
【答案】B
【解析】选B 图象斜率表示普朗克常量h，因此两条线应平行；横截距代表了极限频率ν0，ν0＝，因此钨的ν0大些。B正确。
二、多项选择题（每题5分,共6小题，选不全得3分，有错误选项不得分，共30分）
9.人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如图所示的四个示意图所表示的实验能说明光具有波动性的是( )
【答案】ABD
【解析】 A为单缝衍射、B为双孔干涉、D为薄膜干涉，这三个实验均说明光具有波动性；C为光电效应，说明光具有粒子性。
10.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光( )
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃棱镜时，a光的偏折程度大
【解析】 由爱因斯坦光电效应方程可知|eUc|＝mv2＝hν－W0，由图象可知|Uc2|>|Uc1|，两种光的频率νa<νb，选项A错误；由两种光的频率关系得λa>λb，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝·λ可知，a光的相邻条纹间距大，选项C正确；同理可知naCb，选项B正确．
【答案】 BC
11．近年来，数码相机家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点。现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因理解错误的是( )
A．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的
B．光的波动性是由大量光子之间的相互作用引起的
C．大量光子表现出粒子性
D．光具有波粒二象性，大量光子表现出波动性
【答案】 ABC
【解析】 由题意知像素越高，形成照片的光子数越多，表现出的波动性越强，照片越清晰，故D正确，A、B、C错误。
12．一束平行光经玻璃三棱镜折射后，分解为互相分离的三束光，分别照在相同的金属板a、b、c上，如图所示，已知金属板b有光电子放出，则可知( )
A．板a可能放出光电子 B．板a一定能放出光电子
C．板c一定不放出光电子 D．板c一定能放出光电子
【答案】AD
【解析】从棱镜对光的色散可知，光的频率越大，在同一介质的折射率越大，由题意：νa<νb<νc，同种材料极限频率相同。由b板有光电子，则发生光电效应，则c一定可放出光电子，所以选项C错误，A、D正确，但射到a板上的光的频率不能确定是否大于极限频率，所以不能判断是否发生光电效应，所以选项B错误。
13.如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，由图象可知( )
A．该金属的逸出功等于E
B．该金属的逸出功等于hν0
C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为3E
D．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E
【解析】根据光电效应方程，有Ek＝hν－W0，其中W0＝hν0为金属的逸出功．所以有Ek＝hν－hν0，由此结合图象可知，该金属的逸出功为E，或者W0＝hν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故A、B、D正确，C错误．
【答案】ABD
14．美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压U0与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h.电子电量用e表示，下列说法正确的是( )
图甲 图乙
A．入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片P应向M端移动
B．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大
C．由UC ?ν图象可知，这种金属的截止频率为νc
D．由UC ?ν图象可求普朗克常量表达式为h＝
【解析】入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动，A错误；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，B错误；根据Ekm＝hν－W0＝eUC，解得UC＝－，则h＝；当遏止电压为0时，ν＝νc，C、D正确．
【答案】CD
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（每空3分，共9分）
15.如图所示是使用光电管的原理图，当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。
(1)当变阻器的滑动端P向________滑动时(填“左”或”右”)，通过电流表的电流将会增大。
(2)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为________(已知电子电荷量为e)。
(3)如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将________(填“增加”、“减小”或“不变”)。
【答案】左 eU 不变
【解析】(1)当变阻器的滑动端P向左移动，反向电压减小，光电子到达右端的速度变大，则通过电流表的电流变大；
(2)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，根据动能定理得，eU＝mv，则光电子的最大初动能为eU；
(3)根据光电效应方程知，Ekm＝hν－W0，知入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变。
四、计算题（共3个小题，共37分。）
16．(12分)如图所示表示黑体辐射强度随波长的变化图线。根据热辐射理论，辐射强度的极大值所对应的波长λm与热力学温度之间存在如下关系：λmT ＝2.90×10－3m·K。求：
(1)T＝15000K所对应的波长；
(2)用T＝15000K所对应波长的光照射逸出功为W0＝4.54eV的金属钨，能否发生光电效应？若能，逸出光电子的最大初动能是多少？
【答案】(1)1.93×10－7m (2)能 1.90eV
【解析】(1)由公式λmT＝2.90×10－3m·K得
λm＝＝m≈1.93×10－7m
(2)波长λm＝1.93×10－7m的光子能量
E＝hν＝＝eV≈6.44eV
因E>W0，故能发生光电效应。由光电效应方程Ek＝hν－W0，得Ek＝(6.44－4.54)eV＝1.90eV。
17．(12分)如图所示装置，阴极K用极限波长λ0＝0.66 μm的金属制成．若闭合开关S，用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极，调整两个极板电压，使电流表示数最大为0.64 μA，求：
(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；
(2)如果将照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．
【解析】(1)阴极每秒钟发射的光电子个数：
n＝＝个＝4.0×1012个．
根据光电效应方程，光电子的最大初动能应为：
Ek＝hν－W0＝h－h.
代入数据可得：Ek＝9.6×10－20 J.
(2)如果照射光的频率不变，光强加倍，则每秒钟发射的光电子数也加倍，饱和光电流也增大为原来的2倍．根据光电效应实验规律可得阴极每秒钟发射的光电子个数为
n′＝2n＝8.0×1012个．
光子子的最大初动能仍然为：
Ek＝hν－W0＝9.6×10－20 J.
【答案】(1)4.0×1012个 9.6×10－20 J
(2)8.0×1012个 9.6×10－20 J
18．(13分)具有波长λ＝0.71的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知rB＝1.88×10－4m·T，试求：
(1)光电子的最大初动能；
(2)金属的逸出功；
(3)该电子的物质波的波长是多少？
【答案】(1)3.1×103eV (2)1.44×104eV
(3)2.2×10－11m
【解析】(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力m＝evB，所以v＝
电子的最大初动能Ek＝mv2＝
＝J
＝4.97×10－16J＝3.1×103eV
(2)入射光子的能量
E＝hν＝h＝eV＝1.75×104eV
根据爱因斯坦光电效应方程得逸出功
W＝hν－Ek＝1.44×104eV
(3)物质波的波长为
λ＝＝＝m＝2.2×10－11m
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