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三十九 波粒二象性
1．(2021·上海单科)当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( )
A．锌板带负电 B．有正离子从锌板逸出
C．有电子从锌板逸出 D．锌板会吸附空气中的正离子
答案：C 解析：锌板在紫外线的照射下产生了光电效应，说明锌板上有光电子飞出，故锌板带正电，A、B、D错误，C正确．
2．(2021·甘肃省一诊)(多选)关于光的波粒二象性，下列理解正确的是( )
A．当光子静止时有粒子性，光子传播时有波动性
B．光是一种宏观粒子，但它按波的方式传播
C．光子在空间各点消灭的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述
D．大量光子消灭的时候表现出波动性，个别光子消灭的时候表现出粒子性
E．不仅光具有波粒二象性，微观粒子也具有波粒二象性
答案：CDE 解析：光子是运动的，光既具有波动性又有粒子性，少量光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性，选项A错误，D正确；光不是宏观意义上的粒子，光在传播时有时可看成粒子有时可看成波，选项B错误；光子在空间各点消灭的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述，选项C正确；19世纪末和20世纪初，物理争辩深化到微观世界，发觉了电子、质子和中子等微观粒子，而且发觉它们不仅具有粒子性同时还具有波动性，选项E正确．
3．(2021·江苏单科)假如一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．( )
A．速度 B．动能
C．动量 D．总能量
答案：C 解析：由公式p＝可知，它们的动量相等，故选项C正确．
4．(2021·深圳市调研)(多选)关于光电效应，下列说法正确的是( )
A．爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应现象
B．入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应
C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
D．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
答案：AB 解析：只有认为光是一份一份的，每份就是一个光子，每个光子都具有肯定的能量，一个光子置换一个电子，才能解释光电效应现象，A正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，B正确；依据光电效应方程得光电子的最大初动能Ekm＝hν－W，故光电子的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光频率成正相关关系，C、D错误．
5．(多选)在做光电效应试验中，某金属被光照射发生了光电效应，试验测出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系如图所示，由试验图象可求出( )
A．该金属的逸出功
B．该金属的极限频率
C．单位时间内逸出的光电子数
D．普朗克常量
答案：ABD 解析：依据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，任何一种金属的逸出功W0肯定，说明Ek随入射光频率的变化而变化，且是线性关系(与y＝ax＋b类似)，直线的斜率等于普朗克常量，直线与横轴的截距OA表示Ek＝0时的频率νc，即为金属的极限频率．直线与纵轴截距大小表示金属的逸出功．
6．(2021·北京理综)以往我们生疏的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸取到一个光子而从金属表面逸出．强激光的消灭丰富了人们对于光电效应的生疏，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸取多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被试验证明．光电效应试验装置示意如图，用频率为ν的一般光源照射阴极K，没有发生光电效应．换用同样频率ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场．渐渐增大U，光电流会渐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)( )
A．U＝－ B．U＝－
C．U＝2hν－W D．U＝－
答案：A 解析：依据Ek＝hν－W0知，图象斜率代表普朗克常量h，所以两条线应平行；横轴截距代表了极限频率νc，νc＝，因此锌的νc大些．
7．关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是( )
A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道
C．波动性和粒子性，在宏观现象中是冲突的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的
D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
答案：D 解析：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观看到波动性，而不是不具有波粒二象性．
8．(多选)光电效应的试验结论是：对于某种金属( )
A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应
C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小
D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大
答案：AD 解析：依据光电效应规律可知，选项A正确；依据光电效应方程Ek＝hν－W0知，频率ν越高，初动能就越大，选项D正确．
9．在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做
该试验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.
答案：
解析：由光电效应方程知，光电子的最大初动能Ek＝hν－W0，其中金属的逸出功W0＝hν0，又由c＝λν知W0＝.用波长为λ的单色光照射时，其Ek＝－＝hc.又由于eU＝Ek，所以遏止电压U＝＝.
10．(2021·江苏南通调研)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.
答案：(1)eUc (2)ν－
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－.
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