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第十二章 近代物理初步
第一讲 光电效应 波粒二象性
课时跟踪练
A组 基础巩固
1．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )
A．波长 B．频率
C．能量 D．动量
解析：根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－hν0，因为钙的ν0大，所以能量Ekm小，频率小，波长大，选项B、C错误，选项A正确；根据物质波波长λ＝，所以钙逸出的光电子动量小，选项D错误．
答案：A
2．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )
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解析：随着温度的升高，黑体辐射的强度与波长有这样的关系：一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．由此规律可知应选A.
答案：A
3．(2017·广州一模)入射光照在金属表面上发生光电效应，若减弱入射光的强度，而保持频率不变，则( )
A．有可能不发生光电效应
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．从光照到金属表面上到发射出光电子的时间间隔明显增加
解析：根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，可知当入射光频率不变时，金属板仍能发生光电效应，故A项错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，可知当入射光频率不变时，逸出电子的最大初动能不变，与入射光的强度无关，故B项错误；光的强弱影响的是单位时间内发出光子的数目，入射光强度减小，单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减小，故C项正确；光的强度影响的是单位时间内发出电子的数目，并不会影响从光照到金属表面上到发射出光电子的时间间隔，故D项错误．
答案：C
4．(多选)(2018·威海模拟)光电效应实验中，下列表述正确的是( )
A．光照时间越长光电流越大
B．入射光足够强就可以有光电流
C．遏止电压与入射光的频率有关
D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
解析：光电流的大小与光照时间无关，
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选项A错误；如果入射光的频率小于金属的极限频率，入射光再强也不会发生光电效应，选项B错误；遏止电压Uc满足eUc＝hν－hν0，从表达式可知，遏止电压与入射光的频率有关，选项C正确；只有当入射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，选项D正确．
答案：CD
5．(多选)(2018·哈尔滨模拟)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图象，则( )
A．图象甲表明光具有粒子性
B．图象乙表明光具有波动性
C．用紫外光观察不到类似的图象
D．实验表明光是一种概率波
解析：图象甲曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性．图象乙曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A、B正确；同时也表明光波是一种概率波，故D也正确；紫外光本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故C错误．
答案：ABD
6．(多选)(2018·承德模拟)用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是( )
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A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小
B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电
C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的
解析：增大a光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，选项A错误；a光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，选项B错误；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，因此a光的频率大于b光的频率，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，选项C正确；氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的光子能量，选项D正确．
答案：CD
7．(2017·北京卷)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发生了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)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h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)( )
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A．10－21 J B．10－18 J
C．10－15 J D．10－12 J
解析：光子的能量E＝hν，c＝λν，联立解得E≈2×10－18 J，B项正确．
答案：B
8.(2018·苏北名校联考)用频率为ν的光照射光电管阴极时，产生的光电流随阳极与阴极间所加电压的变化规律如图所示，Uc为遏止电压．已知电子电荷量为－e，普朗克常量为h，求：
(1)光电子的最大初动能Ekm；
(2)该光电管发生光电效应的极限频率ν0.
解析：(1)Ekm＝eUc.
(2)由光电效应方程有Ekm＝hν－W，
其中W＝hν0，
解得ν0＝ν－.
答案：(1)eUc (2)ν－
B组 能力提升
9．(2018·郑州模拟)如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( )
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A．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流
B．若换用波长为λ2(λ2λ0.换用的波长λ1虽比λ0大，但因为λ极大小不确定，因而无法确定是否发生光电效应，故选项A错误；但若λ2
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