PAGEPAGE5第1節光電效應波粒二象性1.我國科學家潘建偉院士預言十年左右量子通信將“飛”入千家萬戶.在通往量子論的道路上,一大批物理學家做出了卓越的貢獻,下列有關說法正確的是(B)A.玻爾在1900年把能量子引入物理學,破除了“能量連續改變”的傳統觀念B.愛因斯坦最早相識到了能量子的意義,提出光子說,并勝利地說明白光電效應現象C.德布羅意第一次將量子觀念引入原子領域,提出了定態和躍遷的概念D.普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子,預言實物粒子也具有波動性解析:普朗克在1900年把能量子引入物理學,破除了“能量連續改變”的傳統觀念,故A錯誤;愛因斯坦最早相識到了能量子的意義,為說明光電效應的試驗規律提出了光子說,并勝利地說明白光電效應現象,故B正確;玻爾第一次將量子觀念引入原子領域,提出了定態和躍遷的概念,故C錯誤;德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子,預言實物粒子也具有波動性,故D錯誤.2.如圖所示,把一塊不帶電的鋅板連接在驗電器上.當用紫外線照耀鋅板時,發覺驗電器指針偏轉肯定角度,則(B)A.鋅板帶正電,驗電器帶負電B.若改用強度更小的紫外線照耀鋅板,驗電器的指針也會偏轉C.若改用紅外線照耀鋅板,驗電器的指針仍舊會發生偏轉D.這個現象可以說明光具有波動性解析:用紫外線照耀鋅板,鋅板失去電子帶正電,驗電器與鋅板相連,則驗電器的金屬指針帶正電,故A錯誤;依據光電效應的條件可知發生光電效應與光的強度無關,若改用強度更小的紫外線照耀鋅板,驗電器的指針也會偏轉,故B正確;依據光電效應的條件可知若改用紅外線照耀鋅板,不肯定能發生光電效應,所以驗電器的指針不肯定會發生偏轉,故C錯誤;光電效應說明光具有粒子性,故D錯誤.3.圖示為光電管的工作電路,要使電路中形成較強的光電流,須在A,K兩電極間加始終流電壓,則(A)A.電源正極應接在P點,光電子從電極K發出B.電源正極應接在Q點,光電子從電極K發出C.電源正極應接在P點,光電子從電極A發出D.電源正極應接在Q點,光電子從電極A發出解析:光照耀到陰極K,產生光電子,需加速到達陽極,則A點接正極,即電源的正極接在P點.故A正確,B,C,D錯誤.4.(2024·內蒙古赤峰模擬)以下是有關近代物理內容的若干敘述,其中正確的是(B)A.α粒子散射試驗揭示了原子核內部的困難性B.光電效應現象揭示了光具有粒子性C.紫外線照耀到金屬鋅板表面時能產生光電效應,則當增大紫外線的照耀強度時,從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大D.處于基態的氫原子最不穩定解析:盧瑟福的α粒子散射試驗,讓α粒子穿越原子,少數α粒子發生偏轉,極少數α粒子發生大角度偏轉,揭示了原子的核式結構,故A錯誤;光電效應現象揭示了光具有粒子性,故B正確;紫外線照耀到金屬鋅板表面時能產生光電效應,則當增大紫外線的照耀強度時,從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能不變,故C錯誤;處于基態的氫原子最穩定,故D錯誤.5.(2024·江西南昌模擬)用某種單色光照耀某金屬表面,沒有發生光電效應,下列做法中有可能發生光電效應的是(D)A.增加照耀時間B.改用波長更長的單色光照耀C.改用光強更大的單色光照耀D.改用頻率更高的單色光照耀解析:發生光電效應的條件是入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率,與增加光的照耀時間和增大光的強度都無關,故A,C錯誤.改用波長更長的光照耀時,其頻率小于原光的頻率,則不行能發生光電效應,而當改用頻率更高的光時,可能發生光電效應,所以B錯誤,D正確.6.(2024·陜西漢中模擬)現用某一光電管進行光電效應試驗,當用某一頻率的光照耀時有光電流產生.下列說法正確的是(A)A.保持入射光的頻率不變,入射光的光強變大,飽和電流變大B.入射光的頻率變高,飽和電流變大C.入射光的頻率變高,光電子的最大初動能變小D.保持入射光的光強不變,不斷減小入射光的頻率,始終有光電流產生解析:保持入射光的頻率不變,入射光的光強變大,飽和電流變大,故A正確;飽和電流與入射光的頻率無關,故B錯誤;依據光電效應的規律,光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大,所以入射光的頻率變高,光電子的最大初動能變大,故C錯誤;假如入射光的頻率小于極限頻率將不會發生光電效應,不會有光電流產生,故D錯誤.7.(2024·福建泉州模擬)對愛因斯坦光電效應方程Ek=hν-W0,下面的理解正確的有(C)A.用相同頻率的光照耀同一金屬,逸出的全部光電子都具有相同的初動能EkB.遏止電壓與逸出功的關系是eUc=W0C.逸出功W0和極限頻率νc之間滿意關系式W0=hνcD.光電子的最大初動能和入射光的頻率成正比解析:依據光電效應方程Ek=hν-W0知,同種頻率的光照耀同一種金屬,光電子從金屬中逸出的狀況不肯定相同,則光電子的初動能不肯定相同,故A錯誤;依據eUc=Ek=hν-W0可知eUc≠W0,故B錯誤;依據光電效應方程Ek=hν-W0知,當最大初動能為零時,入射頻率即為極限頻率,則有W0=hνc,故C正確;依據光電效應方程Ek=hν-W0知,最大初動能與入射光的頻率成一次函數關系,不是正比關系,故D錯誤.8.(2024·安徽皖南八校聯考)(多選)某同學探討光電效應的試驗電路如圖(甲)所示,用不同的光分別照耀密封真空管的鈉陰極(陰極K),鈉陰極放射出的光電子被陽極A汲取,在電路中形成光電流,試驗得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(為甲光、乙光、丙光),如圖(乙)所示,則以下說法正確的是(AB)A.甲光的強度大于乙光的強度B.乙光的頻率小于丙光的頻率C.乙光對應的截止頻率大于丙光對應的截止頻率D.甲光對應的光電子最大初動能大于乙光對應的光電子的最大初動能解析:由圖(乙)可知甲光和乙光對應的遏止電壓相等,且小于丙光的遏止電壓,因此甲、乙光頻率相等,小于丙光的頻率,B正確;在頻率相等時,光的強度越大,則飽和電流越大,A正確;截止頻率由金屬確定,與照耀光無關,C錯誤;由光電效應方程Ek=hν-W0可知甲光對應的光電子的最大初動能與乙光對應的光電子的最大初動能相等,D錯誤.9.(2024·湖南永州模擬)一個質量為m、電荷量為q的帶電粒子,由靜止起先經加速電場加速后(加速電壓為U),該粒子的德布羅意波長為(C)A.h2mqUC.h2mqU解析:加速后的速度為v,依據動能定理可得qU=12mv2,所以v=2由德布羅意波長公式可得λ=hp=hm210.(2024·浙江寧波模擬)一個德布羅意波長為λ1的中子和另一個德布羅意波長為λ2的氘核同向正碰后結合成一個氚核,該氚核的德布羅意波長為(A)A.λ1λ2λ1+解析:中子的動量p1=hλ1,氘核的動量p2=hλ2,同向正碰后形成的氚核的動量p3=p2+p1,所以氚核的德布羅意波長λ3=11.(2024·山西太原二模)(多選)如圖的試驗中,分別用波長為λ1,λ2的單色光照耀光電管的陰極K,測得相應的遏止電壓分別為U1和U2,設電子的質量為m,帶電荷量為e,真空中的光速為c,下列說法正確的是(BD)A.若λ1>λ2,則U1>U2B.用λ1照耀時,光電子的最大初動能為eU1C.普朗克常量等于eD.陰極K金屬的極限頻率為c解析:波長越大,頻率越小,遏止電壓應越小,故A錯誤;依據動能定理,用λ1照耀時有-eU1=0-Ekm,解得Ekm=eU1,B正確;依據愛因斯坦光電效應方程得hcλ1=eU1+W0,hcλ2=eU2+W0,聯立解得h=eλ2λ1(U1-12.(2024·湖北黃石模擬)下表是依據密立根的方法進行光電效應試驗時得到的某金屬的遏止電壓Uc和入射光的頻率ν的幾組數據.Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878ν/×1014Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上數據描點連線,可得直線方程Uc=0.3973ν1所示.則這種金屬的截止頻率約為(B)A.3.5×1014Hz B.4.3×1014HzC.5.5×1014Hz D.6.0×1014Hz解析:依據光電效應方程Ek=hν-W0有hν-hνc=eUc,解得Uc=heν-h與直線方程Uc=0.3973ν1比較可知,圖線的斜率為he=0同時hν聯立得νc≈4.3×1014Hz,故B正確,A,C,D錯誤.13.(2024·廣東汕頭模擬)用如圖所示的光電管探討光電效應的試驗中,用某種頻率的單色光a照耀光電管陰極K,電流表G的指針發生偏轉.而用另一頻率的單色光b照耀光電管陰極K時,電流表G的指針不發生偏轉,那么(D)A.a光的波長肯定大于b光的波長B.增加b光的強度可能使電流表G的指針發生偏轉C.用a光照耀光電管陰極K時通過電流表G的電流是由d到cD.只增加a光的強度可使通過電流表G的電流增大解析:用肯定頻率的a光照耀光電管時,電流表指針發生偏轉,知νa>νc,而b光不能使光電管發生光電效應,則a光的波長小于b光的波長,所以A錯誤;發生光電效應的條件是ν>νc,增加b光的強度不能使電流表G的指針發生偏轉,B錯誤;發生光電效應時,電子從光電管左端運動到右端,而電流的方向與電子定向移動的方向相反,所以流過電流表G的電流方向是c流向d,C錯誤;增加a光的強度可使通過電流表G的電流增大,故D正確.14.(2024·貴州黔東南二模)(多選)2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯的主要成就是獨創了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器.他們的獨創利用了愛因斯坦的光電效應原理.如圖所示電路可探討光電效應規律,圖中標有A和K的為光電管,其中K為陰極,A為陽極.志向電流計可檢測通過光電管的電流,志向電壓表用來指示光電管兩端的電壓.現接通電源,用光子能量為10.5eV的光照耀陰極K,電流計中有示數,若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動,電流計的讀數漸漸減小,當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零,讀出此時電壓表的示數為6.0V;現保持滑片P的位置不變,以下推斷正確的是(AC)A.光電管陰極材料的逸出功為4.5eVB.若增大入射光的強度,電流計的示數不為零C.若用光子能量為12eV的光照耀陰極K,光電子的最大初動能肯定變大D.若用光子能量為9.5eV的光照耀陰極K,同時把滑片P向左移動少許,電流計的讀數肯定不為零解析: