課時檢測(七十二)波粒二象性(雙基落實課)1．如圖所示，當弧光燈射出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角，則該實驗()A．只能證明光具有波動性B．只能證明光具有粒子性C．只能證明光能夠發(fā)生衍射D．證明光具有波粒二象性解析：選D弧光燈射出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射，證明了光具有波動性；驗電器鋁箔有張角，說明鋅板發(fā)生了光電效應，則證明了光具有粒子性，所以該實驗證明了光具有波粒二象性，D正確。2．下表給出了一些金屬材料的逸出功。現(xiàn)用波長為400nm的單色光照射這些材料，能產生光電效應的材料最多有幾種(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3×108材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功(×10－19J)A．2種 B．3種C．4種 D．5種解析：選A光電效應發(fā)生的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，入射光的能量大于金屬的逸出功，單色光的能量為ε＝hν＝heq\f(c,λ)，解得ε＝6.6×10－34×eq\f(3×108,400×10－9)J＝4.95×10－19J，由表中材料可知光子能量大于逸出功的金屬有2種，所以A項正確，B、C、D項錯誤。3．兩束能量相同的色光，都垂直地照射到物體表面，第一束光在某段時間內打到物體表面的光子數(shù)與第二束光在相同時間內打到物體表面的光子數(shù)之比為5∶4，則這兩束光的光子能量和波長之比分別為()A．4∶54∶5 B．5∶44∶5C．5∶45∶4 D．4∶55∶4解析：選D兩束能量相同的色光，都垂直地照射到物體表面，在相同時間內打到物體表面的光子數(shù)之比為5∶4，根據(jù)E＝NE0可得光子能量之比為4∶5，再根據(jù)E0＝hν＝heq\f(c,λ)，可知光子能量與波長成反比，故光子波長之比為5∶4。故D正確。4．(2017·北京高考)2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100nm(1nm＝10－9m)附近連續(xù)可調的世界上最強的極紫外激光脈沖。“大連光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的研究中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×10A．10－21J B．10－18JC．10－15J D．10－12J解析：選B光子的能量E＝hν，c＝λν，聯(lián)立解得E≈2×10－18J，B項正確。5.如圖所示，兩平行金屬板A、B板間電壓恒為U，一束波長為λ的入射光射到金屬板B上，使B板發(fā)生了光電效應，已知該金屬板的逸出功為W，電子的質量為m，電荷量為e，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說法中不正確的是()A．該入射光的能量為heq\f(c,λ)B．到達A板的光電子的最大動能為heq\f(c,λ)－W＋eUC．若增大兩板間電壓，B板沒有光電子逸出D．若減小入射光的波長，一定會有光電子逸出解析：選C根據(jù)E＝hν，而ν＝eq\f(c,λ)，則該入射光的能量為heq\f(c,λ)，故A正確；逸出光電子的最大動能Ekm＝heq\f(c,λ)－W，根據(jù)動能定理，eU＝Ekm′－Ekm，則到達A板的光電子的最大動能為Ekm′＝heq\f(c,λ)－W＋eU，故B正確；若增大兩板間電壓，不會影響光電效應現(xiàn)象，仍有光電子逸出，故C錯誤；若減小入射光的波長，那么入射光的頻率增大，一定會有光電子逸出，故D正確。6.(多選)某同學在研究某金屬的光電效應現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)該金屬逸出光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系如圖所示。若圖線在橫、縱坐標軸上的截距分別為a和－b，已知電子所帶電荷量為e，由圖像可以得到()A．該金屬的逸出功為零B．普朗克常量為eq\f(b,a)，單位為J·HzC．當入射光的頻率為2a時，逸出光電子的最大初動能為D．當入射光的頻率為3a時，遏止電壓為eq\f(2b,e)解析：選CD根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0，可知Ek-ν圖線的斜率表示普朗克常量h，即h＝eq\f(ΔEk,Δν)＝eq\f(b,a)，單位為J/Hz，圖線與縱軸截距的絕對值表示金屬的逸出功W0，由題圖知W0＝b，選項A、B錯誤；當入射光的頻率ν＝2a時，由Ek＝hν－W0，可得光電子的最大初動能Ek＝eq\f(b,a)·2a－b＝b，當入射光的頻率為3a時，光電子的最大初動能為Ek＝2b，由最大初動能Ek與遏止電壓的關系式Ek＝eUc可知，遏止電壓為Uc＝eq\f(2b,e)，選項C、D正確。7．(多選)在光電效應實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示。則可判斷出()A．甲光的頻率大于乙光的頻率B．乙光的波長大于丙光的波長C．乙光的截止頻率大于丙光的截止頻率D．甲光的光電子最大初動能小于丙光的光電子最大初動能解析：選BD因光電管不變，所以逸出功不變。由圖像知甲光、乙光對應的遏止電壓相等，且小于丙光對應的遏止電壓，所以甲光和乙光的光電子最大初動能相等且小于丙光的光電子最大初動能，故D正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0知甲光和乙光的頻率相等，且小于丙光的頻率，光的頻率越大，波長越小，故A錯誤，B正確；截止頻率是由金屬決定的，與入射光無關，故C錯誤。8．(多選)美國物理學家密立根利用如圖甲所示的電路研究金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系，描繪出如圖乙所示的圖像，由此算出普朗克常量h，電子電荷量用e表示，下列說法正確的是()A．入射光的頻率增大，測遏止電壓時，應使滑動變阻器的滑片P向M端移動B．增大入射光的強度，光電子的最大初動能也增大C．由Ucν圖像可知，這種金屬截止頻率為νcD．由Ucν圖像可求普朗克常量表達式為h＝eq\f(U1e,ν1－νc)解析：選CD入射光的頻率增大，光電子的最大初動能增大，則遏止電壓增大，測遏止電壓時，應使滑動變阻器的滑片P向N端移動，故A錯誤；根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0知，光電子的最大初動能與入射光的強度無關，故B錯誤；根據(jù)Ekm＝hν－W0＝eUc，解得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(hνc,e)，圖線的斜率k＝eq\f(h,e)＝eq\f(U1,ν1－νc)，則h＝eq\f(U1e,ν1－νc)，當遏止電壓為零時，ν＝νc，故C、D正確。9．(多選)分別用波長為λ和2λ的光照射同一種金屬，產生的速度最快的光電子速度之比為2∶1，普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示，下列說法正確的有()A．該種金屬的逸出功為eq\f(hc,3λ)B．該種金屬的逸出功為eq\f(hc,λ)C．波長超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應D．波長超過4λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應解析：選AD由hν＝W0＋Ek知heq\f(c,λ)＝W0＋eq\f(1,2)mv12，heq\f(c,2λ)＝W0＋eq\f(1,2)mv22，又v1＝2v2，解得W0＝eq\f(hc,3λ)，故選項A正確，B錯誤；光的波長小于或等于3λ時才能發(fā)生光電效應，故選項C錯誤，D正確。10．(多選)在光的雙縫干涉實驗中，光屏前放上照相底片并設法減弱光子流的強度，盡可能使光子一個一個地通過狹縫，對于曝光時間不長和曝光時間足夠長的兩種情況，以下說法正確的是()A．若曝光時間不長，則底片上出現(xiàn)一些無規(guī)則的點B．若曝光