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第十四章第1讲 波粒二象性1(2017全国卷,19)(多选)在光电效应实验中,分别用频率为a,b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ab,则一定有Uab,则一定有EkaEkbC若UaUb,则一定有Ekab,则一定有haEkahbEkb解析设该金属的逸出功为W,根据爱因斯坦光电效应方程有EkhW,同种金属的W不变,则逸出光电子的最大初动能随的增大而增大,B项正确;又EkeU,则最大初动能与遏止电压成正比,C项正确;根据上述有eUhW,遏止电压U随增大而增大,A项错误;又有hEkW,W相同,则D项错误。2(2017北京,18)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100nm(1nm109m)附近连续可调的世界上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h6.61034Js,真空光速c3108m/s)(B)A1021JB1018JC1015J D1012J解析光子的能量Eh,c,联立解得E21018J,B项正确。3(2016全国卷)(多选)现用某一光电管进行光电效应的实验,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(ACE)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E遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关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,就不能产生光电效应,没有光电流产生,选项D错误。遏止电压与产生的光电子的最大初动能有关,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的光强无关,选项E正确。4(2015全国卷)(多选)实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是(ACD)A电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关解析电子束通过双缝产生干涉图样,体现的是波动性,A正确。射线在云室中留下清晰的径迹,不能体现波动性,B错误。衍射体现的是波动性,C正确。电子显微镜利用了电子束波长短的特性,D正确。光电效应体现的是光的粒子性,E错误。5(2017江苏,12C(2)质子(H)和粒子(He)被加速到相同动能时,质子的动量_小于_(选填“大于”、“小于”或“等于”)粒子的动量,质子和粒子的德布罗意波波长之比为_21_。解析由p可知,动能相同时,质子的质量比粒子的质量小,因此动量小;由可知,质子和粒子的德布罗意波波长之比为。6(2016江苏物理)(1)已知光速为c,普朗克常数为h,则频率为的光子的动量为_。用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为_2_。(2)几种金属的逸出功W0见下表:金属钨钙钠钾铷W0(1019J)7.265.123.663.603.41用一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪些能发生光电效应。已知该可见光的波长范围为4.01077.6107 m,普朗克常数h6.631034Js。解析(1)频率为的光子的动量为p,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小2p。(2)光子的能量E取4.0107m,则E5.01019J根据EW0判断,钠、钾、铷能发生光电效应。
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