2020版高考物理(浙江选考)一轮夯基作业：第29讲波粒二象性Word版含解析

第29讲波粒二象性
1.(多选)关于近代物理实验,下列说法正确的有( )
A.光电效应实验中,一定颜色的可以产生光电效应的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多
B.在光电效应实验中,入射光的频率大于截止频率时不发生光电效应
C.康普顿效应表明,光子除了具有能量之外还具有动量
D.一个电子和一个质子具有同样的动能时,质子的德布罗意波长更长
答案AC 入射光的强度越强,单位时间内射到金属上的光子数就越多,发射出光电子数就越多,A选项正确;发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,故B错误;康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量,C选项正确;相同动能的一个电子和一个
质子,由E
k
=可以知道,电子的动量小于质子的动量,又λ=ℎ,则电子的德布罗意波长比质子大,故D错误。

2.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
答案 D 同种金属的逸出功是相同的,A错误;同种金属的截止频率是相同的,B错误;只要
金属能发生光电效应,逸出光电子的时间一样,C错误;蓝光的频率比红光大,由E
k =hν-W
知,
用蓝光照射时逸出的光电子最大初动能大,D正确。

3.(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现光子除了具有能量之外还具有动量,被电子散射的X光子与入射的X光子相比( )
A.速度减小
B.频率减小
C.波长减小
D.能量减小
答案BD 光速不变,A错误;光子将一部分能量转移到电子,其能量减小,随之光子的频率减小、波长变长,B、D正确,C错误。

4.(多选)下列说法正确的是( )
A.用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率不变,而减弱光的强度,则逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变
B.X射线的衍射实验,证实了物质波假设是正确的
C.发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D.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,因此光子散射后波长变长
答案AD 根据光电效应方程可知,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,选项A正确;电子的衍射说明实物粒子具有波动性,证实了物质波的存在,选项B
错误;根据光电效应方程E
k =hν-W
,可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关,是线性
关系,不是成正比,选项C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=ℎ知波长变长,选项D正确。

5.(多选)分别用波长为λ和2λ的光照射同一种金属,产生的速度最快的光电子速度之比为2∶1,普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示,那么下列说法正确的有( )
A.该种金属的逸出功为ℎ
B.该种金属的逸出功为ℎ
C.波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应
D.波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应
答案AD 由hν=W
0+E
k
知h=W
+m,h=W
+m,又v
1
=2v
2
,得W
=ℎ,A正确,B错误;光的波
长小于或等于3λ时都能发生光电效应,C错误,D正确。

6.(多选)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.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大
答案BC 由图可知b光照射时对应遏止电压U
c2大于a光照射时的遏止电压U
c1。

因qU=mv2,
而hν=W+mv2,所以b光照射时光电子最大初动能大,A错,且可得ν
b >ν
a
,λ
b
<λ
a
,故D错,C
对。

b光折射率大于a光折射率,所以a光临界角大,B对。

7.(多选)如图为演示光电效应的装置,闭合开关S,当用某种频率的光照射光电管时,电流表A有示数,则下列说法中正确的是( )
A.断开开关S,则电流表示数为零
B.将滑动变阻器的滑片c向a端移动,电流表的示数减小
C.将电源反接,电流表的示数一定增大
D.增大照射光电管的光照强度,同时将滑动变阻器的滑片c向a端移动,电流表的示数一定增大
答案BC 当开关S断开时,有光电子飞出到达另一端,则电流表示数不为零,故A错误。

由题图可知,光电管两端所加的电压为反向电压,将滑动变阻器的滑片c向a端移动,反向电压增大,到达另一端的光电子数目变少,则电流表的示数减小,故B正确。

将电源反接,即加正向电压,单位时间内到达另一端的光电子数目变多,则电流表的示数一定增大,故C正确。

增大照射光电管的光照强度,单位时间内发出的光电子数目增多,由于反向电压增大,单位时间内到达另一端光电子数目不一定增多,则电流表示数不一定增大,故D错误。

8.(多选)研究光电效应规律的实验装置如图所示,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G测出,反向电压U由电压表V测出。

当电流计的示数恰好为零时,电压表的示数称为遏止电压U
c
,在选项图所表示的光电效应实验规律的图像中,正确的是( )
答案ACD 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m
e =hν-W
,而遏止电压
U
c 与最大初动能的关系为eU
c
=m,所以遏止电压U
c
与入射光频率ν的关系是eU
c
=hν-W
,
其函数图像不过原点,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,所形成的光电流大小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。