波粒二象性一、選擇題(每小題5分，共40分)1有關(guān)光的本性的說法正確的是()A關(guān)于光的本性，牛頓提出“微粒說”，惠更斯提出“波動說”，愛因斯坦提出“光子說”，它們都說明了光的本性B光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成微觀概念上的粒子C光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，光電效應(yīng)說明光具有粒子性D在光的雙縫干涉實驗中，如果光通過雙縫則顯出波動性，如果光只通過一個縫則顯出粒子性解析C牛頓主張的“微粒說”中的微粒與實物粒子一樣，惠更斯主張的“波動說”中的波動與宏觀機械波等同，這兩種觀點是相互對立的，都不能說明光的本性，所以A、B錯，C正確；雙縫干涉出現(xiàn)明暗相間的條紋，單縫衍射出現(xiàn)中央亮而寬、周圍暗而窄的條紋，都說明光的波動性當讓光子一個一個地通過單縫時，曝光時間短時表現(xiàn)出粒子性，曝光時間長時顯出波動性，因此D錯誤2用綠光照射一光電管，能產(chǎn)生光電流，則下列一定可以使該光電管產(chǎn)生光電效應(yīng)的有()A紅外線 B黃光C藍光 D紫外線解析CD按頻率從小到大的順序排列：紅外、紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫、紫外光的能量與光的頻率成正比，大于綠光頻率的光都可以發(fā)生光電效應(yīng)，選項C、D正確3光電效應(yīng)實驗中，下列表述正確的是()A光照時間越長光電流越大B入射光足夠強就可以有光電流C遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子解析CD只有當入射光頻率大于極限頻率時才能發(fā)生光電效應(yīng)，如果入射光頻率小于等于極限頻率，不論光多么強也不會產(chǎn)生光電流，B項錯誤、D項正確；光電流的大小只與單位時間流過單位截面積的光電子數(shù)目有關(guān)，而與光照時間的長短無關(guān)，選項A錯誤；遏止電壓即反向截止電壓，eUEkm，EkmhW，故eUhW，與入射光的頻率有關(guān)，當改變?nèi)肷涔忸l率時，遏止電壓也會變化，C項正確4用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是()A改用頻率更小的紫外線照射B改用X射線照射C改用強度更大的原紫外線照射D延長原紫外線的照射時間解析B金屬發(fā)生光電效應(yīng)必須使光的頻率大于極限頻率，X射線的頻率大于紫外線的頻率5物理學家做了一個有趣的實驗：在光屏處放上照相用的底片若減弱光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點；如果曝光時間足夠長，底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋對這個實驗結(jié)果有下列認識()A曝光時間不太長時，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點，表現(xiàn)出光的波動性B單個光子通過雙縫后的落點可以預(yù)測C只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性D干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方解析D少數(shù)光子落點不確定，到達某點的概率受波動規(guī)律支配，體現(xiàn)了粒子性大量光子的行為符合統(tǒng)計規(guī)律，受波動規(guī)律支配，體現(xiàn)了波動性，故只有D正確6100多年前的1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了3篇具有劃時代意義的論文，其中關(guān)于光量子的理論成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A當入射光的頻率低于極限頻率時，不能發(fā)生光電效應(yīng)B光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比C光電子的最大初動能與入射光的強度成正比D某單色光照射一金屬時不發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長較短的光照射該金屬，可能發(fā)生光電效應(yīng)解析AD根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實驗規(guī)律，只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D正確根據(jù)光電效應(yīng)方程，最大初動能與入射光頻率為線性關(guān)系，但非正比關(guān)系，B錯根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實驗規(guī)律，光電子的最大初動能與入射光強度無關(guān)，C錯7已知電磁波的波長從小到大依次排列，其順序為：射線、X射線、紫外線、可見光(紫、靛、藍、綠、黃、橙、紅)、紅外線、無線電波當用綠光照射某金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，為了增大光電子的最大初動能()A可選用紫外線照射B可選用紅光照射C可增強綠光照射強度D可延長綠光的照射時間解析A當入射光的頻率增加時，光電子的最大初動能增大8.在做光電效應(yīng)實驗時，某種金屬在光的照射下發(fā)生了光電效應(yīng)實驗過程中測得光電子的最大初動能Ek與照射光的頻率的關(guān)系如圖所示，由實驗圖象可以求出()A該金屬的極限頻率和極限波長B該金屬的逸出功C普朗克常量D單位時間逸出的光電子個數(shù)解析ABC由光電效應(yīng)方程EkhW，則Ek圖線應(yīng)為一條傾斜的直線，圖線在縱軸上的截距的絕對值是金屬逸出功W，圖線與橫軸的交點橫坐標表示金屬的極限頻率，由可求出極限波長，圖線的斜率為普朗克常量h.光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎是瞬時的，不能求出單位時間逸出的光電子個數(shù)二、非選擇題(共60分)9(12分)用同一束單色光，在同一條件下先后照射鋅片和銀片，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，在這兩個過程中，對于下列四個量，一定相同的是_，可能相同的是_，一定不同的是_A光子的能量 B光電子的逸出功C光電子動能 D光電子初動能解析光子的能量由光的頻率決定，同一束單色光頻率相同，因而光子能量相同逸出功等于電子脫離原子核束縛需要做的最少的功，因此只由材料決定鋅片和銀片的光電效應(yīng)中，光電子的逸出功一定不相同由EkhW0，照射光子能量h相同，逸出功W0不同，則電子最大初動能也不同由于光電子吸收光子后到達金屬表面的路徑不同，途中損失的能量也不同，因而脫離金屬時的動能可能分布在零到最大初動能之間所以，兩個不同光電效應(yīng)的光電子中，有時初動能是可能相等的【答案】ACDB10(12分)如圖所示，一驗電器與鋅板相連，在A處用一紫外線燈照射鋅板，關(guān)燈后，指針保持一定偏角(1)現(xiàn)用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，則驗電器指針偏角將_(選填“增大”“減小”或“不變”)(2)使驗電器指針回到零，再用相同強度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉(zhuǎn)那么，若改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗電器指針_(選填“有”或“無”)偏轉(zhuǎn)(3)實驗室用功率P1 500 W的紫外燈演示光電效應(yīng)紫外線波長253 nm，陰極離光源距離d0.5 m，原子半徑取r0.51010 m，則陰極表面每個原子每秒鐘接收到的光子數(shù)約為_(已知h6.631034 Js)解析(1)用紫外線照射鋅板時發(fā)生光電效應(yīng)，鋅板因有光電子逸出而帶正電，當用帶負電的金屬小球接觸時中和了一部分正電荷，使驗電器的帶電荷量減小，指針偏角減小(2)用黃光照射鋅板不能發(fā)生光電效應(yīng)，說明黃光的頻率低于鋅板的極限頻率，而紅外線的頻率比黃光的頻率還低，所以用紅外線照射鋅板時，驗電器的指針無偏轉(zhuǎn)(3)因為紫外燈發(fā)光的能量分布在半徑為d的球面上，所以由能量守恒有：r2nh，解得n4.775.【答案】(1)減小(2)無 (3)511(18分)“神光”裝置是我國規(guī)模最大、國際上為數(shù)不多的高功率固體激光系統(tǒng)，利用它可獲得能量為2 400 J、波長為0.35 m的紫外激光已知普朗克常量h6.631034 Js，則該紫外激光所含光子數(shù)為多少個？(結(jié)果取2位有效數(shù)字)解析每個光子的能量E0h.故所含的光子數(shù)為n4.21021個【答案】4.21021個12(18分)已知金屬銫的逸出功為1.9 eV，在光電效應(yīng)實驗中，要使銫表面發(fā)出的光電子的最大初動能為1.0 eV，求入射光的波長應(yīng)為多少？解析根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0可得入射光的頻率為由c可得入射光的波長為 m4.3107 m.【答案】4.3107 m- 5 -