粤教版高中物理选择性必修第三册第四章波粒二象性课时练习题及章末测验含答案解析

第四章波粒二象性

1、光电效应光电效应方程及其意义.......................................1

2、光的波粒二象性德布罗意波不确定性关系...............................7

章末综合检测.............................................................10

1、光电效应光电效应方程及其意义

1.当光照射在某种金属表面时，金属表面有电子逸出。如果该入射光的强度减弱，频率

不变，贝I"）

A.可能不再有电子逸出金属表面

B.单位时间内逸出金属表面的电子数减少

C.逸出金属表面的电子的最大初动能减小

D.从光入射到光电子逸出的时间间隔延长

解析：选B入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应，A错误；入射光的强度减弱,

单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，光电流减弱，B正确；入射光的频率不变,

则光电子的最大初动能不变，C错误；光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，并

不影响单个光电子的逸出时间，D错误。

2.如图所示为一真空光电管的应用电路，关于电路中光电流的饱和值，下列说法正确的

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.发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于光电管所加的正向电压的大小

D.发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的光照时间

解析：选B若在光电管中发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光

的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关，故B正确，A、C、D

错误。

3.如图甲所示是研究光电效应实验规律的电路。当用强度一定的黄光照射到光电管上时,

测得电流表的示数随电压变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.若改用红光照射光电管，一定不会发生光电效应

B.若改用蓝光照射光电管，图像与横轴交点在黄光照射时的右侧

C.若用频率更高的光照射光电管，则光电管中金属的逸出功变大

D.若照射的黄光越强，饱和光电流将越大

解析：选D根据光电效应方程反=方「一他知，红光的频率小于黄光的频率，红光照射

不一定发生光电效应，但不是一定不会发生光电效应，故A错误；根据光电效应方程尾=力

丫一知，蓝光的频率大于黄光的频率，则光电子的最大初动能增大，所以反向遏止电压增

大，图像与横轴交点在黄光照射时的左侧，故B错误；光电管中金属的逸出功的大小是由材

料本身决定的，与入射光的频率无关，故C错误；增加入射光的强度，则单位时间内产生的

光电子数目增加，饱和光电流将越大，故D正确。

4.在两种金属a和6的光电效应实验中，测量反向遏止电压〃与入射光子频率L的关

系，下图中正确的是（）

h川

解析：选D根据光电效应方程得反”=//v一限又&=e〃，解得“=-L--则反向

ee

遏止电压〃与入射光子频率「的关系图像是不过原点的直线;对于不同的金属逸出功用不同，

则两图像的斜率相同，截距不同。故D正确。

5.用一束单色光照射从6两种金属，若照射/得到光电子的最大初动能比照射8得到

光电子的最大初动能大，贝M）

A.若增大光照强度，则光电子的最大初动能增大

B.金属/的逸出功比金属6的逸出功大

C.金属4的截止频率比金属6的截止频率低

D,得到的光电子在真空中运动的速度为光速

解析：选C根据光电效应方程卜一/=人卜一万入，由题意可知金属力的逸出功

比金属6的逸出功小，金属力的极限频率比金属6的极限频率低，增大光照强度，单色光的

频率不变，则光电子的最大初动能不变，得到的光电子在真空中运动的速度小于光速，故C

正确，A、B、D错误。

6.有a、b、c三束单色光，其波长关系为乙：（：，=1：2：3。当用a光束照射某

种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为笈，若改用6光束照射该金属板，飞

出的光电子最大动能为9S,当改用c光束照射该金属板时（）

A.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为

B.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为应区

C.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为

D.由于c光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应

hehe

解析：选B对a、6、c三束光由光电效应方程有：-j-一犷=反,y-j-一甲反,由以上

he41he411

两式得丁=毛，反。当改用c光束照射该金属板时有：7^—/=清一消=清，B正确。

7.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530mn的绿光时，只要每秒有6

个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。已知普朗克常量为6.63X105J-s,光速为3.0

X108m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（）

A.2.3X10-'8WB.3.8XI。-"W

C.7.OX1（）T°WD.1.2X10T'W

解析：选A因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，所以察觉到绿光所接

_E八▼,,c_6X6.63X10-MX3X108

收的最小功率式中E=6e,t=ls,又e=h卜=叮,可解得----,.-----

t/DrdQfUXv1UX1

W«2.3X10-18W,A正确。

8.光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成

光电流。表中给出了6次实验的结果。

入射光子的相对光电流大逸出光电子的最大

组次

能量/eV光强小/mA动能/eV

第14.0弱290.9

—■24.0中430.9

组34.0强600.9

第46.0弱272.9

二56.0中402.9

组66.0强552.9

由表中数据得出的论断中不正确的是()

A.两组实验采用了不同频率的入射光

B.两组实验所用的金属板材质不同

C.若入射光子的能量为5.0eV,逸出光电子的最大动能为1.9eV

D.若入射光子的能量为5.0eV,相对光强越强，光电流越大

解析：选B由光子的能量£=力丫可知，若入射光子的能量不同，则入射光子的频率不

同，A正确。由爱因斯坦光电效应方程力卜=犷+笈可求出两组实验的逸出功(均为3.1eV,

故两组实验所用的金属板材质相同，B错误。由hv=/+/,加=3.1eV,当为r=5.0eV时,

&=1.9eV,C正确。相对光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光

电子数越多，形成的光电流越大，D正确。

9.紫光在真空中的波长为4.5X10-7m,问：

(1)紫光光子的能量是多少？

(2)用它照射极限频率为「0=4.62X10*Hz的金属钾时能否产生光电效应？

(3)若能产生，则光电子的最大初动能为多少？

6=6.63X1()T4j.s)

解析：(1)紫光光子的能量£"=2「=后=4.42乂10211。

(2)紫光频率v=4=6.67X10"Hz,

因为v>y«,所以能产生光电效应。

(3)光电子的最大初动能为

凰=/?v-乙)=1.36X1()79J。

答案：⑴4.42X1()T9j⑵能⑶1.36X1。-"j

10.(多选)如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能区与入射光的波长的

倒数(十)的关系图像，由图像可知()

图像中的册是产生光电效应的最小波长

普朗克常量和光速的乘积hc=EM>

该金属的逸出功等于一£

若入射光的波长为母，产生的光电子的最大初动能为2E

O

解析：选BD图像中的九是产生光电效应的最大波长，选项A错误；根据爱因斯坦光

电效应方程，光电子的最大初动能笈与入射光的波长的倒数;的关系图像对应的函数关系式

A

为笈=力弓一队由题图可知氐=0时，hc=E40,选项B正确；由瓦=加——队并结合关

系图像可得该金属的逸出功生=&选项c错误；若入射光的波长为手，由氐=5））■一队解

3

得反=方\--W=3E-E=2E,即产生的光电子的最大初动能为2£,选项D正确。

11.研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为〃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发射后将向阳极A做减速运

动。光电流/由图中电流计G测出，反向电压〃由电压表V测出。当电流计的示数恰好为零

时，电压表的示数称为遏止电压心在下列表示光电效应实验规律的图像中，错误的是（）

(G

°Io--------------；

反向电压U和频率v一定时,遏止电压/与频率v

光电流i与光强/的关系的关系

10%

光强/和频率V一定时,光强/和频率v一定时,

光电流i与反向电压U光电流i与产生光电子

的关系的时间t的关系

解析：选B当反向电压〃与频率「一定时，光电流与入射光强度成正比，A正确。遏止

电压〃与入射光频率的关系图像应为一条不过坐标原点的倾斜直线，B错误。当光强/和频

率y一定时，反向电压增大，光电流减小，若反向电压超过遏止电压以，则光电流为零，C

正确。光电效应发生所需的时间小于IO-s,D正确。

12.（2021•山东日照高二下期末）（多选）在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自

的实验室，用相同频率的单色光分别照射锌板和银板的表面，结果都能发生光电效应，实验

电路如图甲所示，并记录相关数据。对于这两组实验，下列判断正确的是（）

〃/v

A.因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压〃不同

B.饱和光电流一定不同

C.光电子的最大初动能不同

D.分别用不同频率的光照射同种金属之后绘制卜图像(Y为照射光频率，图乙为其

中一个小组绘制的图像)，两小组绘制的图像的斜率可能不同

解析：选AC根据光电效应方程仄=力「一/%和可知，照射光的频率相同，对

于逸出功不同的材料，遏止电压也不同，故A正确；虽然光的频率相同，但光强不确定，所

以单位时间逸出的光电子数可能相同，即饱和光电流可能相同，故B错误；根据光电效应方

程仄=力Y一可知，频率相同，逸出功不同，则光电子的最大初动能也不同，故C正确；

因为“知图像的斜率”为定值，即图像的斜率相同，故D错误。

eee

13.几种金属的逸出功例见下表:

金属鸨钙钠钾锄

V(X10-19J)7.265.123.663.603.41

用一束可见光照射上述金属的表面，已知该可见光的波长的范围为4.0X10^-7.6X10

vm,普朗克常量h=6.63X10-34J•s,光速c=3X108m-s-1<,

(1)请通过计算说明哪些金属能发生光电效应？

(2)照射哪种金属时逸出的光电子最大初动能最大？最大值是多少？

解析：(1)波长越小，光子频率越大，根据最小波长求出最大的光子能量。由E=hv,

卜=5，联立得E—火

将4=4.0X10-m代入，

解得外497X1()79上

根据光电效应规律可知，入射光的频率大于金属的极限频率可发生光电效应，又极限频

率则可见光能使钠、钾、锄发生光电效应。

(2)根据光电效应方程可知，入射光的光子能量£越大，金属的逸出功用越

小，则逸出的光电子初动能越大。根据表格数据知，照射金属枷时，逸出的光电子最大初动

能最大。

将£=4.97X10TJ和==3.41X10』J代入,解得&=1.56X10^Jo

答案：（D能使钠、钾、锄发生光电效应

⑵锄1.56X10-19J

2、光的波粒二象性德布罗意波不确定性关系

1.人们对“光的本性”的认识，经历了漫长的发展过程。下列符合物理学史实的是（）

A.牛顿提出光是一种高速粒子流，并能解释一切光的现象

B.惠更斯认为光是机械波，并能解释一切光的现象

C.为了解释光电效应，爱因斯坦提出了光子说

I）.为了说明光的本性，麦克斯韦提出了光的波粒二象性

解析：选C牛顿认为光是一种粒子流，他的观点支持了光的微粒说，能解释光的直线

传播与反射现象，不能解释一切现象，故A错误；惠更斯认为光是一种机械波，能解释光的

反射、折射和衍射，但不能解释光的直线传播和光电效应等现象，故B错误；为了解释光电

效应爱因斯坦提出光子说，认为光的反射、传播和吸收不是连续的而是一份一份的，每一份

就是一个光子，故C正确；麦克斯韦提出了光的电磁说，认为光是一种电磁波，故D错误。

2.在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的6处,

则方处可能是（）

A.亮纹

B.暗纹

C.既有可能是亮纹也有可能是暗纹

D.以上各种情况均有可能

解析：选A按波的概率分布的特点判断，由于大部分光子都落在6点，故6处一定是

亮纹，选项A正确。

3.德布罗意认为实物粒子也具有波动性，他给出了德布罗意波长的表达式a=与现用

P

同样的直流电压加速原来静止的一价氢离子H'和二价镁离子Mg”,已知氢离子与镁离子的质

量之比为1：24,则加速后的氢离子和镁离子的德布罗意波长之比为（）

A.1：4B.1：4#

C.4：1D.473：1

解析：选D离子加速后的动能笈=9”,离子的德布罗意波长——,

Pyj2mEk72m.qU

所以件券=半,故选项D正确。

人Mg2+YIX11

4.任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应,

波长是，=2式中〃是运动物体的动量，力是普朗克常量，人们把这种波叫德布罗意波，现

P

有一个德布罗意波长为八,的物体1和一个德布罗意波长为心的物体2相向正碰后粘在一起,

已知Ini〈山I，则粘在一起的物体的德布罗意波长为（）

XI+A->AI—A->A]A­）A\Ao

A————£R—!--------r—!——n—i_—

22小+，A2

hhhyli42

解析：选D由动量守恒知，石——厂=7，所以幺=：_।，故D正确。

424144]A-2

5.从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式

判断下列说法正确的是（）

A,入射的粒子有确定的动量，射到屏上的粒子就有准确的位置

B.狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了

C.更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量不确定性却更大了

D.可以同时确定粒子的位置和动量

解析：选C由AxApNg,狭缝变窄了，即Ax减小了，变大，即动量的不确定

勺JL

性变大，故C正确。

6.影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低。利用

电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它利用高压对电子束加速，最后打在感光胶片

上来观察显微图像。以下说法正确的是（）

A.加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强

B.加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显

C.如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强

D.如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱

解析：选C设加速电压为4电子电荷量为e,质量为加，则笈=$7/=e〃=含，又p

=：,故e〃=厂p,可得4=A.对电子来说，加速电压越高，/越小，衍射现象

42勿4\2emu

越不明显，故A、B错。电子与质子比较，因质子质量比电子质量大得多，可知质子加速后的

波长要比电子加速后的波长小得多，衍射现象不明显，分辨本领强，故C对，D错。

7.随着中国的国力不断增强，许多科研机构提出了建立大型粒子对撞机的计划。大型粒

子对撞机可以说是一个非常高尖端的科学设备，在全世界范围内，很少有国家能建造得出来。

其不光是因为科学技术难度高，还因为建造的成本也非常高。保守估计，建立这样一个设备

大概要上千亿的资金。

问题：电子的质量坂=9.0Xl(r*kg,若对撞机可将电子的速度加速到2X10f皿八,

求其位置的不确定量借=5.3X10—5j.s)

解析：由不确定性关系AxAp》8)

由动量定义得v@

由①②得Ax=29.4m。

答案：29.4m

8.一颗质量为5.0kg的炮弹(普朗克常量力=6.63X10-4j.s,光在真空中的速度。

=3X10sm/s)

(1)以200m/s的速度运动时，它的德布罗意波长多大？

(2)假设它以光速运动，它的德布罗意波长多大？

(3)若要使它的德布罗意波波长与波长是400nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速

度运动？

解析：(1)炮弹以200m/s的速度运动时其德布罗意波波长

_h___h__6.63义10一”

m=6.63X1(F"m

P\mv\5X200o

(2)炮弹以光速运动时的德布罗意波波长

,hh6.63X10-34T

2=^=^=5X3X108m=4-42X10小。

(3)由4=(=♦’得

_34

h6.63X10z_______明/

v—7=匚71八9m/s^3.32X10m/s0

m入5X400X10

答案：(1)6.63X10T7m(2)4.42X1()T3m

(3)3.32X1028m/s

章末综合检测

（本试卷满分：100分）

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，

只有一项是符合题目要求的。）

1.关于光电效应的规律，下面说法中正确的是（）

A.当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子

的最大初动能也就越大

B.当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，如果入射光的强度减弱，从光照至金

属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

C.对某种金属来说，入射光波长必须大于一极限值，才能产生光电效应

D.同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则所有金属产生的光电子的最

大初动能一定相同

解析：选A从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔只与光和金属种类有

关，B错：由光电效应方程可知入射光波长必须小于一极限值，才能产生光电效应，光子的

最大初动能与入射光的频率和金属的种类有关，C、D错，A对。

2.如图所示是研究光电管产生电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管

阴极的极限频率为小，元电荷为e,普朗克常量为瓦现将频率为Y大于人）的光照射在阴

极上，则下列方法一定能够增加饱和光电流的是（）

A.照射光强度不变，增加光的频率

B.照射光频率不变，增加照射光强度

C.增加A、K电极间的电压

D.减小A、K电极间的电压

解析：选B照射光强度不变，增加光的频率，则单位时间内入射光的光子数目变小,

光电流的饱和值变小，A错误；照射光频率不变，增加光强，则单位时间内入射光的光子数

目增多，使光电流的饱和值增大，B正确；饱和光电流与入射光强度有关，增减A、K电极问

的电压，饱和光电流不变，C、D错误。

3.（2020•浙江7月选考）下列说法正确的是（）

A.质子的德布罗意波长与其动能成正比

B.天然放射的三种射线，穿透能力最强的是a射线

C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关

D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性

解析：选D由德布罗意波长儿可知，质子的波长与动量成反比，而动量与动能关系

P

为p=4荻，所以A项错误；天然放射的三种射线，穿透能力最强的是Y射线，B项错误；

光电效应实验中的截止频率是指使金属恰好发生光电效应时入射光的频率，即分y=队只与

金属的逸出功/有关，C项错误；衍射是波的特性，所以电子束穿过铝箔的衍射图样说明电

子具有波动性，D项正确。

4.在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能

产生光电效应。对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是（）

A.饱和光电流B.遏止电压

C.光电子的最大初动能D.逸出功

解析：选A饱和光电流和光的强度有关，这个实验可以通过控制光的强度来实现饱和

光电流相同，A正确；不同的金属其逸出功是不同的，根据光电效应方程：区=h丫一弘用

同种频率的单色光，光子能量力-相同，光电子的最大初动能区不同，C、D错误；根据遏止

民

电压和最大初动能关系Q一可知，光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，B错误。

e

5.可见光的波长的大致范围是400〜760nm,如表给出了几种金属发生光电效应的极限

波长，下列说法正确的是（）

金属鸨钙钠钾

极限波长/nm274388542551

A.表中所列金属，钾的逸出功最大

B.只要光照时间足够长或强度足够大，所有波长的可见光都可以使钠发生光电效应

C.用波长760nm的光照射金属钠、钾，则钠逸出的光电子最大初动能较大

D.用波长400nm的光照射金属钠、钾，则钾逸出的光电子最大初动能较大

解析：选D根据逸出功与极限频率、极限波长的关系可知，/=力口=火，金属钾的极

限波长最大，则钾的逸出功最小，故A错误：根据光电效应的产生条件可知，当入射光的频

率大于或等于金属的极限频率时，或入射光的波长小于或等于金属的极限波长时，会发生光

电效应，与光照时间和光照强度无关，故B错误；根据光电效应的产生条件可知，用波长760

nm的光照射金属钠、钾，由于入射光的波长均大于两金属的极限波长，不能发生光电效应，

故C错误；钾的逸出功小，根据爱因斯坦光电效应方程可知，氏=氏一周当用波长400nm

的光照射金属钠、钾时，可以发生光电效应，并且钾逸出的光电子最大初动能较大，故D正

确。

6.用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度,

则（）

A,逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变

B.逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小

C.逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小

D.光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了

解析：选A根据光电效应方程&=方-一/%得，光的强度不影响光电子的最大初动能，

光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应发生的条件是入射光的频率大于极限频

率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单

位时间内发出光电子数目减少。故A正确，B、C、D错误。

7.图甲为光电效应实验的电路图，利用不同频率的光进行光电效应实验，测得光电管两

极间所加电压〃与光电流/的关系如图乙中a、6、c、d四条曲线所示。用嗫、乙、乙、v

“表示四种光的频率，下列判断正确的是（）

o

乙

A.K*>Kc>Vj>VaB.vvAvc>v„

D.v„>v>v>v

C.vd>vb>V”cbd

解析：选A光电效应实验的/〃图像中，图像在横坐标的截距的绝对值表示遏止电

压”，根据光电效应方程：R=hv一%最大初动能和遏止电压的关系：eU尸民,可得：v

='〃+*可见，遏止电压〃越大，卜越大，根据乙图可知：口＞嗫＞V〉va,故A正确,

B、C、D错误。

二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，

有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

8.物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，光屏处放上照相底片，若减弱光

波的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上

只能出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，下列对

这个实验结果的认识正确的是（）

A.曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点

B.单个光子的运动没有确定的轨道

C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达概率较大的地方

D.只有大量光子的行为才能表现出波动性

解析：选BCD光波是概率波，单个光子没有确定的轨道，其到达某点的概率受波动规

律支配，少数光子落点不确定，体现粒子性，大量光子的行为符合统计规律，受波动规律支

配，才表现出波动性，出现干涉条纹中的亮条纹或暗条纹，故A错误，B、D正确；干涉条纹

中的亮条纹处是光子到达概率较大的地方，暗条纹处是光子到达概率较小的地方，但也有光

子到达，故C正确。

9.下列四个图中，/V为鸨板，材为金属网，它们分别与电池两极相连，各电池的电动势

6和极性已在图中标出，鸨的逸出功为4.5eV,现分别用能量不同的光子照射铝板（各光子的

能量也已在图上标出），那么下列图中从鸨板逸出的光电子能到达金属网的是（）

D

解析：选BC由于鸨的逸出功为4.5eV,当用能量为3eV的光子照射铝板时，不会发

生光电效应，故A错误。当用能量为8eV的光子照射鸨板时，会发生光电效应，逸出的光电

子的最大初动能为氏=8eV-4.5eV=3.5eV。在题图B中，由于电池的电动势为2V,电

场力对光电子做正功，则电子能到达金属网。在题图C中，由于电池的电动势为2V,电场

力对光电子做负功，光电子克服电场力做功为2eV,2eV<3.5eV,则光电子能到达金属网。

在题图D中，由于电池的电动势为4V,电场力对光电子做负功，4eV>3.5eV,则光电子不

能到达金属网。故B、C正确，D错误。

10.场致发射显微镜的构造如图所示：一根金属针的尖端直径约为100nm,位于真空玻

璃球泡的中心，球的内表面涂有荧光材料导电膜，在膜与针之间加上如图所示的高电压，使

针尖附近的电场强度高达4X10,V/m,电子就从针尖表面被拉出并加速到达涂层，引起荧光

材料发光。这样，在荧光屏上就看到了针尖的某种像（针尖表面的发射率图像），如果分辨率

足够高，还可以分辨出针尖端个别原子的位置。但由于电子波的衍射，会使像模糊，影响分

辨率。将电极方向互换，并在玻璃泡中充进氨气，则有氮离子产生并打到荧光屏上，这样可

使分辨率提高，以下判断正确的是（）

*高电压

A.氢原子变成氮离子是在针尖端附近发生的

B.电子从针尖到导电膜的运动过程中加速度不断减小

C.电子或氢离子的撞击使荧光材料的原子跃迁到了激发态

D.分辨率提高是因为氨离子的德布罗意波长比电子的长

解析：选ABC当无规则运动的氢原子与针尖上的金属原子碰撞时，氢原子由于失去电

子成为正离子，故A正确；电场强度从针尖到导电膜由强变弱，电子从针尖到导电膜的运动

过程中加速度不断减小，故B正确；当电子或氨离子以很大的速度撞击荧光材料时，电子或

氮离子把一部分动能转移给了荧光材料的原子，从而使其跃迁到了激发态，故C正确；要想

使分辨率提高，就要使衍射变得不明显，可知氧离子的德布罗意波长比电子的短，故D错误。

三、计算题（本题共4小题，共54分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的

要注明单位。）

11.（11分）在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长4=6.4X10-7m,每个

激光脉冲的能量QL5X107上求每个脉冲中的光子数目。（已知普朗克常量力=6.63X10

J•s,光速c=3X10‘m/s0计算结果保留1位有效数字）

heE

解析：光子能量，=7A，光子数目〃£

代入数据得〃弋5X10"。

答案：5X1016

12.（12分）铝的逸出功为4.2eV,现用波长200nm的光照射铝的表面。已知方=6.63

X10一“J•s,求:

（1）光电子的最大初动能;

（2）遏止电压;

（3）铝的极限频率。

解析：（1）根据光电效应方程笈=力丫一（

..he6.63X10^X3.OX10s

有区一/=J-4.2X1.6X10-19J=3.225X10-19J«

=7200X10

(2)由瓦=e〃

可得咦=3.225X1019

V-2.016V,

1.6X10-19

⑶由/?八="

_/4.2X1.6X10^19

知vc=