高中物理-波粒二象性高考真题链接

波粒二象性高考真题链接

1．(全国卷Ⅱ)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为 1.28×10－19J．已知普朗克常量为 6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()

A．1×1014 Hz B．8×1014 Hz

C．2×1015 Hz D．8×1015 Hz

解析：选B根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0＝h c

λ－hν0，代入数据

解得ν0≈8×1014 Hz，B正确．

2．(北京卷)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上首个最强的极紫外激光脉冲，“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)() A．10－21 J B．10－18 J

C．10－15 J D．10－12 J

解析：选B能够电离一个分子的能量即为一个极紫外波段的光子所具有的能量

E＝hν＝h c

λ＝6.6×10－

34×

3×108

100×10－9

J≈2×10－18 J，B选项正确．

3．(上海卷)光子的能量与其()

A．频率成正比B．波长成正比C．速度成正比D．速度平方成正比

解析：选A由E＝hν、c＝λν得E＝hν＝h c

λ，可见光子的能量与其频率成正

比、与其波长成反比，A正确，B错误；由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的，故C、D错误．

4．(北京卷)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了6次实验的结果.

A．两组实验采用了不同频率的入射光

B．两组实验所用的金属板材质不同

C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eV

D．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大

解析：选B由于光子的能量E＝hν，又入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，A项正确；由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋E k，可求出两组实验的逸出功均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B项错误；由hν＝W ＋E k，逸出功W＝3.1 eV可知，若入射光子能量为5.0 eV，则逸出光电子的最大动能为1.9 eV，C项正确；相对光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，D项正确．

5．(多选)(广东卷)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()

A．增大入射光的强度，光电流增大

B．减小入射光的强度，光电效应现象消失

C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应

D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大

解析：选AD增大入射光强度，使单位时间内逸出的光电子数增加，因此光电流增大，选项A正确；能否发生光电效应与照射光的频率有关，与光的强度无关，选项B错误；当照射光的频率小于ν，但仍大于极限频率时发生光电效应，选项C错误；由E km＝hν－W，增加照射光的频率，光电子的最大初动能变

大，选项D正确．

6．(北京卷)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．

光电效应实验装置示意如图．用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应．换用同样频率ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电荷量)()

A．U＝hν

e－

W

e B．U＝

2hν

e－

W

e

C．U＝2hν－W D．U＝5hν

2e－

W

e

解析：选B同频率的光照射阴极K，普通光不能使其发生光电效应，而强激光能使其发生光电效应，说明一个电子吸收了多个光子．设吸收的光子个数为n，光电子逸出的最大初动能为E k，由光电效应方程知：E k＝nhν－W(n≥2)；光

电子逸出后克服电场力做功，由动能定理知E k＝eU，联立上述两式得U＝nhνe－

W

e，当n＝2时，即为B选项，其他选项均不可能．

7．(江苏卷)光电效应实验中，用波长为λ0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．当波长为λ0

2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：逸出功W 0＝hνc ＝hc λ0

，根据爱因斯坦光电效应方程E km ＝hν－W 0＝2hc

λ

－hc λ0＝hc λ0，再由p ＝h λ，可得p A p B

＝h

λA h λB

＝12.

答案：hc

λ0

1∶2

8．(江苏卷)质子(11H)和α粒子(24He)被加速到相同动能时，质子的动量________(选填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波长之比为________．

解析：根据p ＝2mE k ，因为质子质量小于α粒子质量，所以质子动量小于α粒子动量；根据λ＝h

p ，且p H ∶p α＝1∶2，则λH ∶λα＝2∶1.

答案：小于 2∶1

9．(全国卷Ⅰ)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示．若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．