1、课时作业38波粒二象性时间：45分钟一、单项选择题1如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验()A只能证明光具有波动性B只能证明光具有粒子性C只能证明光能够发生衍射D证明光具有波粒二象性解析：弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性；验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性；D正确答案：D2如图所示描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图象中，符合黑体辐射实验规律的是()解析：黑体辐射的强度随着温度的升高，一方面各种波长的辐射
2、强度都增加，另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，所以A正确答案：A3(2012上海高考)根据爱因斯坦的“光子说”可知()A“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B光的波长越大，光子的能量越小C一束单色光的能量可以连续变化D只有光子数很多时，光才具有粒子性解析：光子并非实物粒子，其能量是一份一份的，不连续变化，每个光子的能量hh，光的波长越大，光子能量越小，A、C错误，B正确；光子数越少，光表现出的粒子性越明显，D错误答案：B4用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属，均能使该金属发生光电效应下列判断正确的是()A用红光照射时，该金属的逸出功小，用蓝光照射时，该金属的逸出功大B用红光照射
3、时，该金属的截止频率低，用蓝光照射时，该金属的截止频率高C用红光照射时，逸出光电子所需时间长，用蓝光照射时，逸出光电子所需时间短D用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光照射时，逸出的光电子最大初动能大解析：由hWEkm，红Ekm红，D正确；金属的逸出功和截止频率与入射光频率无关，A、B错误；只要能发生光电效应，逸出光电子所需时间与光的频率无关，C错误答案：D5现有a、b、c三束单色光，其波长关系为abc123.当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek，若改用b光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为Ek，当改用c光束照射该金属板时()A能发生光电效应，飞出的
4、光电子最大动能为EkB能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为EkC能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为EkD由于c光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应解析：对a、b两束光由光电效应方程有W0Ek，W0Ek，联立解得Ek，W0Ek.当改用c光束照射该金属板时有W0EkEkEk，B正确答案：B二、多项选择题6关于光电效应实验，下列说法中正确的是()A光照时间越长，光电流越大B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关D入射光的频率大于金属的极限频率才能产生光电子解析：在光电效应中，若光照的频率小于金属的极限频率，无论光照时间多长、光照强度多大，都无光电流当入射光的频率大于金属的
5、极限频率时，立刻有光电子产生，A、B错误，D正确；由eU0Ek，EkhW，可知U，即遏止电压与入射光频率有关，C正确答案：CD7物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，正确的是()A曝光时间不长时，出现不规则的点子，表现出光的波动性B单个光子通过双缝后的落点无法预测C干涉条纹中明亮的部分是光子到达概率较大的地方D只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性解析：光波是一种概率波，单个光子的
6、落点无法预测，大量光子的分布服从统计规律，B、C正确；A中的现象说明了光的粒子性，大量光子的行为通常表现出波动性，A、D错误答案：BC8下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波的波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，由表中数据可知()质量/kg速度/(ms1)波长/m弹子球21021.01023.31030电子(100 eV)9.010315.01061.41010无线电波(1 MHz)3.01083.3102A.要检测弹子球的波动性几乎不可能B无线电波通常情况下表现出波动性C电子照射到金属晶体(大小约为1010 m)上能观察到波动性D只有可见光才有波动性解析：弹子球的波长相对太小，所
7、以检测其波动性几乎不可能，A正确；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B正确；电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C正确；由物质波理论知，D错误答案：ABC三、非选择题9德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长是，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量已知某种紫光的波长是440 nm，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的104倍求：(1)电子的动量大小；(2)试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小(电子质量m9. 11031 kg，电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.61034 Js，加速电压的计算
8、结果取一位有效数字)解析：(1)由得p kgm/s1.51023 kgm/s.(2)eUEk，又联立解得U8102 V.答案：(1)1.51023 kgm/s(2)U8102 V10普朗克常量h6.631034 Js，铝的逸出功W06.721019 J，现用波长200 nm的光照射铝的表面 (结果均保留三位有效数字)(1)求光电子的最大初动能Ek；(2)若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动，求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值(电子所受的重力不计)解析：(1)由光电效应方程得EkhW0hW0代入数据解得Ek3.231019 J.(2)系统增加的电势能来自系统损失的动
9、能，当两电子的速度相等时电势能最大，设光电子的初速度为v0，两电子的共同速度为v，质量为m，由动量守恒定律得mv02mvEkmv损失的动能Ekmv(2m)v21.621019 J所以电势能增加的最大值为1.621019 J.答案：(1)3.231019 J(2)1.621019 J11某同学采用如图所示的实验电路研究光电效应，用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压的示数U称为反向遏止电压根据反向遏止电压可以计算出光电子的最大初动能现分别用频率为1和2的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U1和U2，已知电子的比荷为，求：(1)阴极K所用金属的极限频率；(2)用题目中所给条件表示普朗克常量h.解析：(1)设阴极所用金属的逸出功为W0，极限频率为c，由于阳极A和阴极K之间所加电压为反向电压，根据动能定理得eU10mv，eU20mv根据光电效应方程得mvh1W0mvh2W0其中W0hc解以上各式得c.(2)由(1)中各式解得h.答案：(1)(2)