人教版高中物理选修3-5第十七章 波粒二象性测试含答案及详细解析

A． 发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率 B． 发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度 C． 用λ＝0.5 μm的光照射光电管时，电路中有光电流产生 D． 光照射时间越长，电路中的电流越大

三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)

15.太阳光垂直射到地面上，地面上1 m2接收的太阳光的功率为1.4 kW，其中可见光部分约占45%. (1)假如认为可见光的波长(λ＝)约为0.55 μm，日地间距离R＝1.5×1011m．普朗克常量h＝6.6×10－

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J·s，估算太阳每秒辐射出的可见光光子数．

(2)若已知地球的半径为6.4×106m，估算地球接收的太阳光的总功率．

16.质量为1 000 kg的小汽车以v＝30 m/s的速度在高速公路上行驶，试计算小汽车的 10－34J·s) 布罗意波的波长．为什么我们无法观察到其波动性？(普朗克常量h＝6.63×

17.已知锌的逸出功W0＝3.34 eV，试通过计算说明：用波长λ＝0.2 μm的光照射锌板时能否发生光10－34J·s，真空中光速c＝3×108m/s) 电效应．(普朗克常量h＝6.63×

18.从1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量．他通过如图所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，作出Uc－ν的图象，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．图中频率ν1、ν2，遏止电压Uc1、Uc2及电子的电荷量e均为已知，求：

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(1)普朗克常量h； (2)该金属的截止频率νc.

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答案解析

1.【答案】C 【解析】由题意得n12.【答案】D

【解析】由ε＝hν＝h??知，当入射光波长大于极限波长时，不能发生光电效应，A错；由Ek＝hν－W0知，最大初动能与入射光频率有关，与入射光的强度无关，B错；发生光电效应的时间一般不

－

超过109s，C错．

＝n21015个， ，代入数据得n2＝1.71×

??

3.【答案】D

【解析】光的干涉、衍射、色散说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，D正确． 4.【答案】D

【解析】 赫兹在实验中证实了电磁波的存在，选项A错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波，选项B错误；奥斯特发现了电流的磁效应，选项C错误；托马斯·杨进行了双缝实验，发现了光的干涉性质，选项D正确． 5.【答案】B

【解析】若入射光的频率增加，光电子的能量变大，A错；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，只要频率大于金属的极限频率，那么一定会有光电子逸出，光的强弱不影响光电子的能量，只影响单位时间内发出光电子的数目．入射光的频率不变，光的强度减弱，单位时间内逸出电子数目减少，B对，C错；频率增加，光电子的能量一定变大，光照强度不变，则单位时间内照射的光子数减少，所以逸出的光电子数减小，D错． 6.【答案】C

【解析】由光电子逸出最大初动能随入射光频率变化的图象Ek＝hν－W得，该图线的斜率表示普朗克常量h，纵轴截距的绝对值为逸出功，横轴截距绝对值对应的频率是发生光电效应的最小频率，即为极限频率，C正确．

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7.【答案】B

【解析】概率波与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A错误；物质波是一种概率波，故B正确；概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C错误；根据不确定性关系，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故D错误． 8.【答案】C

【解析】康普顿效应揭示了光具有粒子性，A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λ＝，知波长变长，B错误，C正确；光电效应和康普顿效应都无法用经典电磁理论进行解释，D错误． 9.【答案】C

【解析】光电效应的发生是瞬时的，A错误；根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能不是原来的2倍，B错误；入射光波长增大为原来的2倍，频率变为原来的，有可能不发生光电效应，C正确；入射光强增大为原来的2倍时，单位时间发出的光电子数量有可能变为原来的2倍，D错误． 10.【答案】A

【解析】根据光电效应方程Ek＝hν－W0，入射光的频率相同，逸出功越小，光电子的最大初动能越大，A正确，C错误；同一金属在能发生光电效应的条件下，光电流强度与入射光的强度成正比，与逸出功无关，B错误；不同的金属，光电流强度不仅与入射光的强度有关，还与所加电压有关，故强度较大的紫外线照射的金属产生的光电流强度不一定较大，D错误． 11.【答案】ABC

【解析】用一定频率单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知ν＞ν0，A正确；发生光电效应后，增加光的强度能使光电流增大，B正确；滑片P向左移，光电管两端的电压增大，左边的极板为负极，右边极板为正极，到达极板的光电子数增大，电流表示数增大，C正确，D错误． 12.【答案】BD

【解析】光电效应的发生存在一个极限频率，同时对应着极限波长，只要照射光的频率大于极限

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