内容正文:
第十二章 波粒二象性、原子结构、原子核
第1讲 光电效应 波粒二象性
[基础对点练]
1.(黑体辐射规律)“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点.它是根据黑体辐射规律设计出来的,能将接收到的人体热辐射转换成温度显示.若人体温度升高,则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是( )
A.I增大,λ增大 B.I增大,λ减小
C.I减小,λ增大 D.I减小,λ减小
解析:B [根据黑体辐射规律可知,随温度升高,各种波长的辐射强度都增大,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故人体热辐射强度I随人体温度的升高而增大,其极大值对应的波长减小,选项B正确.]
2.(光电效应的理解)2023年第17届俄罗斯国际专业光学、激光及光电展于2023年3月28日至31日在莫斯科国际展览中心进行举办.关于光电效应现象,以下说法正确的是( )
A.极限频率越大的金属材料逸出功越小
B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应
C.从金属表面出来的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D.若发生了光电效应且入射光的频率一定时,光强越强,单位时间内逸出的光电子数就越多
答案:D
3.(IU图象)如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图象,用单色光1和单色光2分别照射该金属时,逸出的光电子的最大初动能分别为Ek1和Ek2,普朗克常量为h,则下列说法正确的是( )
A.Ek1>Ek2
B.单色光1的频率比单色光2的频率高
C.增大单色光1的强度,其遏止电压会增大
D.单色光1和单色光2的频率之差为
答案:D
4.(光电效应规律)用图示装置研究光电效应现象,阴极K与滑动变阻器的中心触头c相连,当滑片P移到c点时,光电流为零.为了产生光电流,可采取的措施是( )
A.增大入射光的频率
B.把P向a移动
C.把P向b移动
D.增大入射光的强度
答案:A
5.(光电效应方程)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb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( )
A.若νa>νb,则一定有Ua<Ub
B.若νa>νb,则一定有Eka>Ekb
C.若Ua<Ub,则一定有Eka>Ekb
D.若νa>νb,则一定有hνa-Eka>hνb-Ekb
答案:B
6.(光电效应规律)如图所示,把一块带负电的锌板连接在验电器上,验电器指针张开一定的角度.用紫外线灯照射锌板发现验电器指针的张角发生变化.下列推断合理的是( )
A.验电器指针的张角会不断变大
B.验电器指针的张角会先变小后变大
C.验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子
D.若改用红外线灯照射锌板也一定会使验电器指针的张角发生变化
解析:B [发生光电效应时,锌板表面会有光电子逸出,锌板所带负电荷减少,验电器指针的张角发生变化,故C错误.锌板原来带负电,发生光电效应时,电子不断减少,锌板所带电荷量先减小后增大,验电器指针的张角也会先变小后变大,故A错误,B正确.因为红外线的频率小于紫外线的频率,所以用红外线灯照射时,不一定产生光电效应,验电器指针的张角也不一定会发生变化,故D错误.]
7.(波粒二象性)(多选)如图甲所示为实验小组利用100多个电子通过双缝后的干涉图样,可以看出每一个电子都是一个点;如图乙所示为该小组利用70 000多个电子通过双缝后的干涉图样,为明暗相间的条纹.则对本实验的理解正确的是( )
A.图甲体现了电子的粒子性
B.图乙体现了电子的粒子性
C.单个电子运动轨道是确定的
D.图乙中暗条纹处仍有电子到达,只不过到达的概率小
解析:AD [题图甲中的每一个电子都是一个点,说明少数电子体现粒子性.每个电子到达的位置不同,说明单个电子的运动轨道不确定,A正确,C错误;题图乙中明暗相间的条纹说明大量的电子表现为波动性,B错误;题图乙中暗条纹处仍有电子到达,只不过到达的概率小,D正确.]
8.(康普顿效应)康普顿效应证实了光子不仅具有能量,而且具有动量.图给出了光子与静止电子碰撞后,电子的运动方向,则碰后光子( )
A.可能沿1方向,且波长变短
B.可能沿2方向,且波长变短
C.可能沿1方向,且波长变长
D.可能沿3方向,且波长变长
解析:C [因为光子与电子碰撞过程中动量守恒,所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与碰前光子动量的方向一致,可见碰后光子的方向可能沿1方向,不可能沿2或3方向;通过碰撞,光子将一部分能量转移给电子,光子的能量减小,由E=hν=知,波长变长.]
[能力综合练]
9.如图所示是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象.下面说法错误的是( )
A