1、1第 29 讲 波粒二象性1.(多选)关于近代物理实验,下列说法正确的有( )A.光电效应实验中,一定颜色的可以产生光电效应的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多B.在光电效应实验中,入射光的频率大于截止频率时不发生光电效应C.康普顿效应表明,光子除了具有能量之外还具有动量D.一个电子和一个质子具有同样的动能时,质子的德布罗意波长更长答案 AC 入射光的强度越强,单位时间内射到金属上的光子数就越多,发射出光电子数就越多,A 选项正确;发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,故 B 错误;康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量,C 选项正确;相同动能的一个电子和一个质子
2、,由 Ek= 可以知道,电子的动量小p22m于质子的动量,又 = ,则电子的德布罗意波长比质子大,故 D 错误。hp2.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( )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,该金属的截止频率低,用蓝光照射时该金属的截止频率高C.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D.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答案 D 同种金属的逸出功是相同的,A 错误;同种金属的截止频率是相同的,B 错误;只要金属能发生光电效应
3、,逸出光电子的时间一样,C 错误;蓝光的频率比红光大,由 Ek=h-W 0知,用蓝光照射时逸出的光电子最大初动能大,D 正确。3.(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对 X 射线的散射时,发现光子除了具有能量之外还具有动量,被电子散射的 X 光子与入射的 X 光子相比( )A.速度减小 B.频率减小C.波长减小 D.能量减小答案 BD 光速不变,A 错误;光子将一部分能量转移到电子,其能量减小,随之光子的频率减小、波长变长,B、D 正确,C 错误。4.(多选)下列说法正确的是( )A.用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率不变,而减弱光的强度,则逸出的光电子数减少,光电子的最大
4、初动能不变B.X 射线的衍射实验,证实了物质波假设是正确的C.发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比2D.在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,因此光子散射后波长变长答案 AD 根据光电效应方程可知,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,选项 A 正确;电子的衍射说明实物粒子具有波动性,证实了物质波的存在,选项 B 错误;根据光电效应方程Ek=h-W 0,可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关,是线性关系,不是成正比,选项 C 错误;在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,则动量减小,根据
5、= 知波长hp变长,选项 D 正确。5.(多选)分别用波长为 和 2 的光照射同一种金属,产生的速度最快的光电子速度之比为 21,普朗克常量和真空中光速分别用 h 和 c 表示,那么下列说法正确的有( )A.该种金属的逸出功为hc3B.该种金属的逸出功为hcC.波长超过 2 的光都不能使该金属发生光电效应D.波长超过 4 的光都不能使该金属发生光电效应答案 AD 由 h=W 0+Ek知 h =W0+ m ,h =W0+ m ,又 v1=2v2,得 W0= ,A 正确,B 错误;光的波长小于或c 12v21 c2 12v22 hc3等于 3 时都能发生光电效应,C 错误,D 正确。6.(多选)用
6、同一光电管研究 a、b 两种单色光产生的光电效应,得到光电流 I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图。则这两种光( )A.照射该光电管时 a 光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a 光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉,a 光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时,a 光的偏折程度大答案 BC 由图可知 b 光照射时对应遏止电压 Uc2大于 a 光照射时的遏止电压 Uc1。因 qU= mv2,而12h=W+ mv2,所以 b 光照射时光电子最大初动能大,A 错,且可得 b a, b a,故 D 错,C 对。b 光折射12率大于 a 光折射率,所以 a 光临
7、界角大,B 对。37.(多选)如图为演示光电效应的装置,闭合开关 S,当用某种频率的光照射光电管时,电流表 A 有示数,则下列说法中正确的是 ( )A.断开开关 S,则电流表示数为零B.将滑动变阻器的滑片 c 向 a 端移动,电流表的示数减小C.将电源反接,电流表的示数一定增大D.增大照射光电管的光照强度,同时将滑动变阻器的滑片 c 向 a 端移动,电流表的示数一定增大答案 BC 当开关 S 断开时,有光电子飞出到达另一端,则电流表示数不为零,故 A 错误。由题图可知,光电管两端所加的电压为反向电压,将滑动变阻器的滑片 c 向 a 端移动,反向电压增大,到达另一端的光电子数目变少,则电流表的示
8、数减小,故 B 正确。将电源反接,即加正向电压,单位时间内到达另一端的光电子数目变多,则电流表的示数一定增大,故 C 正确。增大照射光电管的光照强度,单位时间内发出的光电子数目增多,由于反向电压增大,单位时间内到达另一端光电子数目不一定增多,则电流表示数不一定增大,故 D 错误。8.(多选)研究光电效应规律的实验装置如图所示,以频率为 的光照射光电管阴极 K 时,有光电子产生。由于光电管 K、A 间加的是反向电压,光电子从阴极 K 发射后将向阳极 A 做减速运动。光电流 i 由图中电流计 G 测出,反向电压 U 由电压表 V 测出。当电流计的示数恰好为零时,电压表的示数称为遏止电压Uc,在选项
9、图所表示的光电效应实验规律的图像中,正确的是( )4答案 ACD 当反向电压 U 与入射光频率 一定时,光电流 i 与光强成正比,所以 A 图正确;频率为 的入射光照射阴极所发射出的光电子的最大初动能为 me =h-W 0,而遏止电压 Uc与最大初动能的关12 max2系为 eUc= m ,所以遏止电压 Uc与入射光频率 的关系是 eUc=h-W 0,其函数图像不过原点,所以 B12vmax2图错误;当光强与入射光频率一定时,单位时间内单位面积上逸出的光电子数及其最大初动能是一定的,所形成的光电流大小会随反向电压的增大而减少,所以 C 图正确;根据光电效应的瞬时性规律,不难确定D 图是正确的。
