课时作业52 波粒二象性
时间：45分钟
1．物理学家金斯说过：“虽然h的数值很小，但是我们应当承认它是关系到保证宇宙的存在的．如果说h严格地等于0，那么宇宙间的物质能量将在十亿分之一秒的时间内全部变为辐射．”其中h是普朗克常量．关于h的单位，用国际单位制的基本单位表示，正确的是( C )
A．J·s C．kg·m·s
2
－1
B．J/s D．kg·m·s
2
3
解析：光子的能量可以由普朗克常量得出，即ε＝hν＝，所以h＝
2
－2
hcλελ，能量的单位c是J,1 J＝1 N·m＝1 kg·m·s，波长的单位是m，光速的单位是m·s，所以h的单位用国际单位制的基本单位表示是kg·m·s，选项C正确，A、B、D均错误．
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( C )
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，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 C．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
D．若增加入射光的强度，逸出的光电子最大初动能相应增加
解析：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，可知红光和蓝光的频率都大于该金属的截止频率，金属的逸出功与照射光的频率无关，故A错误；发生光电效应的时间极短，即逸出光电子在瞬间完成，小于10 s，与光的频率无关，故B错误；根据Ekm＝hν－W0，金属的逸出功不变，红光的频率小，蓝光的频率大，则蓝光照射时逸出的光电子最大初动能大，与光照强度无关，故C正确，D错误．
3．(多选)现用一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是( AC )
A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B．入射光的频率变高，饱和光电流变大 C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
－9
2
－1
－1
解析：根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项A正确；由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关，选项B错误，C正确；保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产生，选项D错误．
4.如图所示，当开关K断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为( A )
A．1.9 eV C．2.5 eV
B．0.6 eV D．3.1 eV
解析：由题意知光电子的最大初动能为Ek＝eUc＝0.60 eV，所以根据光电效应方程Ek＝hν－W0可得W0＝hν－Ek＝(2.5－0.60) eV＝1.9 eV.
5.爱因斯坦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年的诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是( D )
A．逸出功与ν有关 B．Ekm与入射光强度成正比 C．ν<ν0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：金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小W＝hν0，故A错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W，可知光电子的最大初动能Ekm与入射光的强度无关，只要入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变，故B错误；要有光电子逸出，则光电子的最大初动能Ekm>0，即只有入射光的频率大于金属的极限频率即ν>ν0时才会有光
ΔEkm
电子逸出，故C错误；根据方程Ekm＝hν－W，可知＝h，故D正确．
Δν6．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定相同的是( B )
A．遏止电压
C．光电子的最大初动能
B．饱和光电流 D．逸出功
解析：同一种单色光照射不同的金属，入射光的频率和光子能量一定相同，金属逸出功不同，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一种单色光照射，入射光的强度相同，所以饱和光电流相同．故选项B正确．
7．(多选)用绿光照射一光电管，能产生光电效应．现在用如图所示的电路测定遏止电压，则( BD )
A．改用红光照射，遏止电压会增大 B．改用紫光照射，遏止电压会增大 C．延长绿光照射时间，遏止电压会增大 D．增加绿光照射强度，遏止电压不变
解析：红光到紫光频率升高，由光电效应方程Ekm＝hν－W及eUc＝Ekm知遏止电压Uc与光电子最大初动能有关，由入射光的频率和金属材料决定，与入射光的强度无关，故B、D正确．
8．(多选)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)(b)(c)所示的图象，则( ABD )
A．图象(a)表明光具有粒子性 B．图象(c)表明光具有波动性 C．用紫外光观察不到类似的图象 D．实验表明光是一种概率波
解析：图象(a)只有分散的亮点，表明光具有粒子性；图象(c)呈现干涉条纹，表明光具有波动性；用紫外光也可以观察到类似的图象，实验表明光是一种概率波，选项A、B、D正确．
9.在如图所示的光电效应实验装置中，光电管阴极K的极限频率为ν0，现用频率为
ν(ν>ν0)的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，
则下列判断错误的是( D )
A．阴极材料的逸出功等于hν0
B．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为eU C．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为hν－hν0 D．无光电子逸出，因为光电流为零
解析：阴极材料的逸出功等于hν0，选项A正确；因光的频率大于极限频率，则有光电子逸出，因在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，根据能量关系可知，12
光电子的最大初动能等于mvm＝hν－hν0＝eU，选项B、C正确，D错误．本题选判断错误的，
2故选D.
10．(多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量．下列说法正确的是( BC )
A．若νa>νb，则一定有Ua D．若νa>νb，则一定有hνa－Eka>hνb－Ekb 解析：本题考查光电效应方程、对遏止电压的理解．光照射到同种金属上，同种金属的逸出功相同．若νa>νb，据Ek＝hν－W0可知，Eka>Ekb，则B项正确；由Ek＝eU，可知Ua>Ub，则A项错误；若Ua 11．(多选)如图所示，一光电管的阴极用极限波长为λ0的钠制成．用波长为λ的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U时，饱和光电流为I，电子电荷量为e，则( BC ) A．若入射光强度增到原来的三倍，但光子的能量不变，从阴极K发射的光电子的最大初动能可能增大 B．若改用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子 C．每秒钟内由阴极K发射的光电子数目为 Ie?11?D．发射的光电子到达阳极A时的动能最大值为hc?－? ?λλ0? 解析：从阴极K发射的光电子的最大初动能Ek＝hν－W0，只与入射光频率有关，与入射光强度无关，故A错误；蓝光的频率比紫外线的频率小，可知用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子，也可能不逸出光电子，故B正确；t时间内由K极发射的光电子数目为n＝＝，则每秒钟内由K极发射的光电子数目为，故C正确；发射的电子到达阳极A时的动能最大值为Ek＝－ QIteeIehchc?11?＋Ue＝hc?－?＋Ue，故D错误． λλ0?λλ0? 12．利用如图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压Uc 与入射频率ν之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e＝1.6×10 －19 C，则( B ) A．普朗克常量为 eν1 U1 B．该金属的逸出功为eU1 C．电源的右端为正极 D．若电流表的示数为10 μA，则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为6.25×10 解析：由爱因斯坦光电效应方程可知，Uc＝朗克常量h＝12 hνW0U1h－，知题图乙图线的斜率＝，则普eeν1eeU1 ，该金属的逸出功为W0＝hν1＝eU1，选项A错误，B正确；电源左端为正极，ν1 －6 －5 右端为负极，选项C错误；每秒内发出的光电子的电荷量为q＝It＝10×10×1 C＝10 C，
2021届高考物理一轮复习课时作业52波粒二象性含解析鲁科版
