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).光电效应表示在必然条件下,,、质子等实物粒子同样也拥有能量和动量剖析:光电效应中,光子把能量转移给电子,而不是转变为电子,A错误;由光的性质可知,B正确;颠簸性和粒子性是光的两个固有属性,可是在不同样情况下一种属性起主要作用,C错误;康普顿效应表示光拥有能量和动量,能量hε=hν,动量p=,D正确。λ答案:B、,发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ,若在真空中速度为c,普朗克常量为h,则以下表达正确的选项是( ):激光在介质中的折射率n=c=λνλλ0=nλ,A正确;激光频次ν=c0=0,故激光在真空中的波长vλνλλ0=cPt=Nε,c=λ0ν,λ0=nλ及ε=hν得N=Ptnλ,B错误;由能量关系hc,C正确,D错误。nλ答案:A、,a光照射某金属时有光电子逸出,b光照射该金属时没有光电子逸出,则( ),,,,b光的折射率较小剖析:由已知可得频次νλ>aλ,bB对;由光子能量E=hν得,a光光子能量大,C错;在a<ν,因此b同种介质中频次大的光折射率大,即na>nb,D对;在真空中各样光流传速度同样,都是c=3×108m/s,A错。答案:B、,用地点和动量的不确定性关系的见解加以讲解,以下说法中正确的选项是( ).单缝宽,光沿直线流传,这是由于地点不确定量大,,,中央亮纹越宽,是由于地点不确定量越小,:由不确定关系xp≥h知,A、B、C正确。4π答案:A、B、,由表中数据可知()质量速度波长/kg-1)/m(m·×1-××10弹子球2-30-×××1电子(100eV)-10-3100无线电波(××1MHz):弹子球的波长相对太小,因此检测其颠簸性几乎不能能,A对;无线电波波长较长,因此平常表现为颠簸性,B对;电子波长与金属晶体尺度差不多,因此能利用金属晶体察看电子的颠簸性,C对;由物质波理论知,D错。答案:A、B、(十七)-1所示,以频次为ν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发射后将旭日极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。当电流计的示数为零时,电压表的示数称为反向截止电压U0。在以下表示光电效应实验规律的图象中,错误的选项是( )图(十七)-1EkhνW剖析:由光电效应方程Ek=hν-W,若加反向截止电压,则eU0=Ek时无光电流,则U0=e=e-e,则U0与ν的关系图线可是原点,故B错;依照光电效应规律,当反向电压U和频次ν一准时,光电流i与光强I(光子个数)成正比,故A正确;由于光强I与入射光的光子个数成正比,因此当光强I和频次ν一准时,光电流i与反向电压U的关系为C,C正确;依照光电效应规律,当光强I和频次ν一准时,光电流i与产生光电子的时间关系是“刹时”关系(10-9s),故D项正确,此题只有B错,应选B。答案:B第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题。(共4小题,每题5分,共20分。把答案直接填写在题中横线上,不要求写出演算过程。)11.(5分)如图(十七)-2所示,用导线将验电器与干净锌板连结,触摸锌板使验电器指针归零。用紫外线照射锌板,验电器指针发生显然偏转,接着用毛皮摩掠过的橡胶棒接触锌板,发现验电器指针张角减小,此现象说明锌板带________电(选填“正”或“负”);若改用红外线重复上实验,结果发现验电器指针根本不会发生偏转,说明金属锌的极限频次________红外线(选填“大于”或“小于”)。图(十七)-2剖析:毛皮摩掠过的橡胶棒带负电,因锌板被紫外线照射后发生光电效应缺少电子而带正电,故验电器的负电荷与锌板正电荷中和一部分电荷后验电器指针偏角变小。用红外线照射验电器指针偏角不变,说明锌板未发生光电效应,说明锌板的极限频次大于红外线的频次。答案:正大于12.(5分)在光电效应实验中,若是实验仪器及线路圆满,当光照射到光电管上时,敏捷电流计中没有电流经过,可能的原因是______________________。剖析:入射光频次小于这种金属的极限频次(即入射光波长大于这种金属的极限波长),不能够发生光电效应现象,即无光电子逸出。另一种可能是光电管上所加反向电压太大,逸出的光电子减速运动,速度为零后又返回,使电路中没有电流经过。答案:入射光波长太大(或反向电压太大)13.(5分)利用金属晶格(大小约10-10m)作为阻挡物察看电子的衍射图样,方法是让电子经过电场加速后,让电子束照射到金属晶格上,进而获得电子的衍射图样。已知电子质量为m,电荷量为e,初速度为0,加快电压为U,普朗克常量为h,则加快后电子的德布罗意波长为λ=________,若电子质量m=×10-31kg,加快电压U=300V,则电子束________(能或不能够)发生显然衍射现象。图(十七)-3剖析:由eU=Ek及p=2mEk得λ=h=hU=300V代入,得λ=p;×10-34m≈×10-10m2××10-31××10-19×300λ与金属晶格差不多,因此能发生显然衍射。h答案:能2meU14.(5分)利用光电管产生光电流的电路如图(十七)-3所示。电源的正极应接在________端(填“a”或“b”);若电流表读数为8μA,则每秒从光电管阴极发射的光电子最少是________个(×10-19C)。剖析:由题意知,电路图为利用光电管产生光电流的实验电路,光电管的阴极为K,光电子从K极发射出来要经高电压加快,因此a端应当接电源正极,b端接电源负极。假设从阴极发射出来的光电子全部抵达阳极A,则每秒从光电管阴极发射出来的光电子数量为n=Q=It=8×10-6个=5×1013个。×10-19答案:a5×1013三、计算题(共6小题,共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能够得分。有数值计算的题,答案中必定明确写出数值和单位。)15.(6分)如图(十七)-4所示,当开关S断开时,,发现电流表读数不为零。合上开关,调治滑线变阻器,,电流表读数仍不为零;,电流表读数为零,求此阴极资料的逸出功为多大?图(十七)-4剖析:,光电子的最大初动能为122mv,阴极资料的逸出功为W,据爱因斯12坦光电效应方程有:2mv=hν-W①题图中光电管上加的是反向电压,据题意,当反向电压达到U=,拥有最大初动能的光电12②子也不能够达到阳极,因此eU=2mv由①②得W=hν-eU=-=。答案:.(6分)一光源的功率P=40W,发光效率η=6%,发出频次为ν=6×1014Hz的可见光。已知普朗-34Js·。求:克常量h=×10(1)光源每秒发出的能量子数;(2)若每秒有10个能量子进入瞳孔就能惹起视觉,瞳孔的直径d=5mm,则能看到光源的最大距离是多少?剖析:(1)光源每秒发出光的能量E=Pηt,由E=Nε及ε=hν得Pηt=Nhν则N=Pηt40×6%×118个=个≈××10-34×6×1014(2)设能看到光源的最大距离为R,光源向周围平均辐射,×1018×52×10-65故R=16n=16×10m≈×10m。答案:(1)×1018个(2)×105m17.(7分)高速电子流射到固体上,可产生X射线,产生X射线的最大频次由公式hνm=Ek确定,Ek表示电子打到固体上时的动能。设电子经过U=9000V高压加快,已知电子质量me=×10-31kg,电子电量e=×10-19C。求:(1)加快后电子对应的德布罗意波长;(2)产生的X射线的最短波长及一个光子的最大动量。剖析:由动能定理eU=Ek,动量与动能关系p=2mEk及动量与波长关系p=h得λλ=h=×10-34m≈×10-11m2meU2××10-31××10-19×9×103(2)产生的X射线最大频次EkeUνm=h=h,对应的最短波长λmin=c=hc=×10-34×3×108m≈×10-10m-×10m×9××10-19×9×103pm=mkg·m/sλ=c==8minc3××10-24kg·m/s。答案:(1)×10-11m(2)×10-×10-24kgm/s·18.(7分)波长为λ=,光电子在磁感觉强度为B的匀强磁场中,做最大部分径为-6-31kg,r的匀速圆周运动,已知r·B=×10T·m,光电子质量m=×10电荷量e=×10-19C,求:(1)光电子的最大动能;(2)金属筒的逸出功。剖析:光电子做匀速圆周运动时,在垂直磁场的平面内运动,它的动能即是最大动能。2eBrmv(1)由eBv=r得v=m,121eBr2(eBr)2因此2mv=2m·m=2m。1219代入数据得2mv=×10-J。(2)由爱因斯坦光电效应方程得W=hν-12=hc-12,2mvλ2mv代入数据得W=×10-19J。答案:(1)×10-19J(2)×10-19Jh=×10-35Js·,试求以下情况中速度测定的不确定量。19.(7分)已知4π(1)一个球的质量m=,测定其地点的不确定量为10-6m;-kg,测定其地点的不确定量为-m(即在原子直径的数量级内)。(2)电子的质量me=×10311010剖析:(1)m=,x1=10-6m由xp≥h及p=mv知4π-35v1=p≥h=×10m/s=×10-29m/s-6m4πΔx110×(2)me=×10-31kg,x2=10-10m同理得h-×105v2≥4πΔx=-1010-31m/s=×10m/s。2me10××答案:(1)×10-295m/s(2)×10m/s20.(7分)20世纪20年月,剑桥大学学生G·泰勒做了一个实验。在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底板,整个装置如图(十七)-5所示。小灯泡发出的光经过熏黑的玻璃后变得十分稍微,经过三个月的曝光,在底片上针尖影子周围才出现特别清楚的衍射条纹。泰勒对这照片的平均黑度进行测量,得出每秒抵达底片的能量是5×10-13J。图(十七)-5(1)若是起作用的光波波长约500nm,计算从一个光子到来和下一光子到来所间隔的平均时间,及光束中两周边光子之间的平均距离;(2),依照(1)的计算结果,可否找到支持光的概率波的凭证?剖析:(1)对于λ=500nm的光子能量为:c-34××108-19ε=hν=h·J=×10J。=×10500×10-9λ因此每秒抵达底片的光子数为:E′5×10-13n=ε=4×10-19个=×106个。若是光子是依次抵达底片的,则光束中相邻两光子抵达底片的时间间隔是:1s1s7t=n=×106=×10-s。两相邻光子间平均距离为:s=ct=×108××10-7m=240m。(2)由(1)的计算结果可知,两光子间距有240m,。因此在箱子里一般不能能有两个光子同时在运动。这样就除去了光的衍射行为是光子相互作用的可能性。因此,衍射条纹的出现是很多光子各自独立行为积累的结果,在衍射条纹的亮区是光子抵达可能性较大的地区,而暗区是光子抵达可能性较小的地区。这个实验支持了光波是概率波的见解。答案:(1)240m(2)见剖析