1、第十七章波粒二象性测试卷(时间：90分钟满分：100分)第卷(选择题共42分)一、选择题 (第110题为单选题，第1114题为多选题，每小题3分，选对但不全得2分，共42分)12019潍坊市调研关于光电效应，下列说法正确的是()A只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应B光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应C照射时间越长光电子的最大初动能越大D光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比解析：决定光电效应是否发生的决定因素是入射光的频率，不是光强，A错误；由EkhW0可知，hW0时，可以发生光电效应，且光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，不是正比关系，B正确，D错误；
2、决定光电子的初动能的因素是光的频率，C错误答案：B2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：弧光灯发生的光经一狭缝后，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，证明了光具有粒子性，故该实验证明了光具有波粒二象性，D正确答案：D3爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示
3、，其中0为极限频率从图中可以确定的是()A逸出功与有关BEkm与入射光强度成正比C当0时，会逸出光电子D图中直线的斜率与普朗克常量有关解析：逸出功是由金属自身决定的，与无关，A错误；Ekm随入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关，B错误；当2，则U1U2B根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率C用波长为1的单色光照射时，光电子的最大初动能为eU1D入射光的波长与光电子的最大初动能成正比解析：由爱因斯坦光电效应方程有Ek1h1W，Ek2h2W，由动能定理有Ek1eU1，Ek2eU2，又1，2，解得eU1W，eU2W，由此可知，若12，则U2U1，A错误；由eU1W，eU2W，可解得W和h，又
4、Wh0，可以计算出阴极K金属的极限频率0，B错误；由Ek1h1W，Ek1eU1，用波长为1的单色光照射时，光电子的最大初动能为eU1，C正确；由EkW，可知入射光的波长与光电子的最大初动能不是成正比，D错误答案：C72019武汉市部分学校调研用频率为的紫外线分别照射甲、乙两块金属，均可发生光电效应，此时金属甲的遏止电压为U，金属乙的遏止电压为U.若金属甲的截止频率为甲，金属乙的截止频率为乙，则甲：乙为()A2：3 B3：4C4：3 D3：2解析：设金属甲的功为W甲，逸出的光电子的最大初动能为Ek甲，金属乙的逸出功为W乙，逸出的光电子的最大初动能为Ek乙，由爱因斯坦光电效应方程，对金属甲，Ek甲
5、hW甲又Ek甲eU，W甲h甲，甲；对金属乙，Ek乙hW乙，而Ek乙eU，W乙h乙，解得甲：乙4：3，C正确答案：C82019福州市质检研究光电效应现象的实验装置如图(a)所示，用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K时，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，产生的光电流I随光电管两端电压U的变化规律如图(b)所示已知电子的质量为m，电荷量为e，黄光和蓝光的频率分别为1和2，且1U2B图(b)中的乙线对应黄光照射C根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率D用蓝光照射时，逸出的光电子的最大初动能为eU2解析：根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0和动能定理eUcEk，结合题意12，可得U1U2，A错误；由
6、于遏止电压U1a，bbcBa、b、c的频率关系为acbC用三束单色光照射光电管时，a光使其逸出的光电子最大初动能大D用三束单色光照射光电管时，b光使其逸出的光电子最大初动能大解析：由题图可知a、c光的遏止电压相同，且小于b光的遏止电压，由公式mvqUc，可知b光照射时光电子的最大初动能大，C错误，D正确；又由爱因斯坦光电效应方程有hmvW0，最大初动能大的光频率高，则单色光的频率关系应为acb，A错误，B正确答案：BD第卷(非选择题共58分)二、填空题(本题共2小题，共12分请将答案写在题中的橫线上)15(4分)光电效应实验中，用波长为0的单色光A照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出当波
7、长为的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能为_，A、B两种光子的动量之比为_(已知普朗克常量为h、光速为c)解析：由题意可知，hW0，则当波长为的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能Ek2hW0h；由p知，光子的动量与其波长成反比，所以两种光子的动量之比为1：2.答案：1：216(8分)小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示已知普朗克常量h6.631034 Js.(1)图甲中电极A为光电管的_(选填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率c_Hz，逸出功W0_J；(3)如果实验中入射光的频率
8、7.001014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_J.解析：(1)题图甲为利用光电管产生光电流的实验电路，光电子从K极发射出来，故K为光电管的阴极，A为光电管的阳极(2)遏止电压对光电子做负功，根据爱因斯坦光电效应方程有eUcEkhW0，结合题图乙可知，当Uc0时，5.151014 Hz，故铷的截止频率c5.151014 Hz，逸出功W0h03.411019 J.(3)若入射光的频率7.001014 Hz，则产生的光电子的最大初动能EkhW01.231019 J.答案：(1)阳极(2)5.1510143.411019(3)1.231019三、计算题(本题有4小题，共46分解答应写出必要文
9、字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)172019江苏卷(8分)在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长6.4107 m，每个激光脉冲的能量E1.5102 J求每个脉冲中的光子数目(已知普朗克常量h6.631034 Js，光速c3108 m/s.计算结果保留一位有效数字)解析：该激光光子的能量h6.631034 J3.11019 J每个脉冲中的光子数n个51016个答案：51016个18(8分)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，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，且h6.61034 Js.已知
10、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万分之一(1)求电子的动量的大小(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)解析：(1)由得，电子的动量p kgm/s1.51023 kgm/s(2)电子在电场中加速，有eUmv2，U773 V.答案：(1)1.51023 kgm/s(2)见解析19(14分)如图所示是光电效应实验示意图当用光子能量为h3.1 eV的光照射K极时，产生光电流若K的电势高于A的电势，且电势差为0.9 V时，电路中刚好无光电流那么，当A的电势高于K的电势，
11、且电势差也为0.9 V时，光电子到达A极时的最大动能是多大？此金属的逸出功是多大？解析：设光电子逸出时最大初动能为Ek，到达A极的最大动能为Ek当A、K间所加反向电压为U0.9 V时，由动能定理有eUEk，得Ek0.9 eV当A、K间所加正向电压为U0.9 V时，由动能定理有eUEkEk，得Ek1.8 eV由光电效应方程有EkhW0，得W02.2 eV.答案：1.8 eV2.2 eV20(16分)波长为0. 071 nm的伦琴射线能使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做匀速圆周运动的最大半径为r.已知rB 1.88104 Tm，普朗克常量h6.6261034 Js，电子电荷量e1.61019 C，电子的质量me9.11031 kg.试求：(1)光电子的最大初动能；(2)金箔的逸出功；(3)该电子的物质波的波长解析：(1)电子在磁场中做匀速圆周运动的半径最大时对应的初动能最大此时由洛伦兹力提供向心力，有Bevmme，Ekmev，解得Ek3.1103 eV.(2)由爱因斯坦光电效应方程可得EkhW0，又解得W01.44104 eV.(3)由德布罗意波长公式可得，又pmevmeBr解得2.21011 m.答案：(1)3.1103 eV(2)1.44104 eV(3)2.21011 m