專題95 波粒二象性2

1、專題95 波粒二象性高考命題潛規(guī)則揭秘95：黑體輻射、光電效應、波粒二象性 動態(tài)發(fā)布：2012年上海物理第1題、2012年上海物理第4題、2012年海南物理第19題、2012年江蘇物理第12題、2011江蘇物理第12題C、2011上海物理第3題、2010天津理綜第8題、2010江蘇物理卷第12C題、2009高考上海物理第6題、2011上海物理第17題、命題規(guī)律：黑體輻射、光電效應、波粒二象性都是高中物理重要的知識點，是高考考查的重點，高考命題常以新情境來考查，而且經(jīng)常與其他知識綜合出題?？疾榈念}型一般為選擇題，難度中等。命題分析考查方式一 考查黑體輻射【命題分析】人們通過對黑體輻射的研究，普朗

2、克提出了量子論，開創(chuàng)了物理學新紀元。高考對黑體輻射的考查難度中等或偏易。典例1.（2011江蘇物理第12題C）下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關系的圖中，符合黑體輻射規(guī)律的是考查方式二 考查光電效應【命題分析】普朗克1900年提出量子論，1905年愛因斯坦提出光子學說，成功解釋了光電效應實驗。任何一種金屬都有一個極限頻率，只有當入射光的頻率大于這個極限頻率才能發(fā)生光電效應。光電效應實驗表明光具有粒子性。光子能量公式E=h，光電效應方程Ek= hW。高考對光電效應的考查難度中等或偏難。典例2（2012年上海物理第1題）在光電效應實驗中，用單色光照時某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初

3、動能取決于入射光的 （A）頻率（B）強度（C）照射時間（D）光子數(shù)目典例3（2012·上海物理第4題）根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知 （A）“光子說”本質(zhì)就是牛頓的“微粒說” （B）光的波長越大，光子的能量越?。–）一束單色光的能量可以連續(xù)變化 （D）只有光子數(shù)很多時，光才具有粒子性典例4（2012·海南物理第19題）產(chǎn)生光電效應時，關于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的是 A對于同種金屬，Ek與照射光的強度無關 B對于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比 C對于同種金屬，Ek與光照射的時間成正比 D對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關系 E對于不同種金屬，若照射光

4、頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關系典例5 （2012·江蘇物理第12題）A、B 兩種光子的能量之比為21,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應,且所產(chǎn)生的光電子最大初動能分別為EA 、EB . 求A、B 兩種光子的動量之比和該金屬的逸出功.典例6（2011上海物理第3題）用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應的措施是(A)改用頻率更小的紫外線照射 (B)改用X射線照射(C)改用強度更大的原紫外線照射 (D)延長原紫外線的照射時間典例7（2010天津理綜第8題）用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關系如圖。則這

5、兩種光A照射該光電管時a光使其逸出的光電子最大初動能大B.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角大C.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大D.通過同一玻璃三棱鏡時，a光的偏折程度大 （2）鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子。光電子從金屬表面逸出的過程中，其動量的大小_ _(選填“增大、“減小”或“不變”)， 原因是_ _。（3）已知氫原子處在第一、第二激發(fā)態(tài)的能級分別為-3.4eV和-1.51eV， 金屬鈉的截止頻率為Hz, 普朗克常量h=Js.請通過計算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過程中發(fā)出的光照射金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應。典例9（200

6、9高考上海物理第6題）光電效應的實驗結論是：對于某種金屬（）A無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應B無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應C超過極限頻率的入射光強度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越小D超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大典例10 （2007年高考四川理綜第19題）兩種單色光a和b，a光照射某金屬時有光電子逸出，b光照射某金屬時沒有光電子逸出，則A. 在真空中， a光的傳播速度較大B. 在水中，a光的波長較小C. 在真空中， b光光子的能量較大D. 在水中，b光的折射率較小典例11（2007年高考重慶理綜第18題）真

7、空中有一平行板電容器，兩極板分別由鉑和鉀(其極限波長分別為1和2)制成，板面積為S, 間距為d. 現(xiàn)用波長為(12的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面，則電容器的最終帶電量與其成正比的為A. B. C. D. 考查方式三 考查波粒二象性和物質(zhì)波【命題分析】光的干涉、衍射實驗證明光具有波動性，麥克斯韋提出光是電磁波。光電效應實驗康普頓實驗都表明光具有粒子性。光具有波粒二象性。個別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的作用效果表現(xiàn)為波動性；頻率越低的光，波動性越顯著，容易觀察到光的干涉和光的衍射現(xiàn)象；頻率越高的光，粒子性越顯著，貫穿本領越強。德布羅意提出物質(zhì)波：任何運動的物體，都有一種波與之對應。物質(zhì)波的波長=

8、h/p=h/mv。高考對波粒二象性的考查以定性為主，對物質(zhì)波的考查定量為主，難度中等。典例12.（2011上海物理第17題）.用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)、(b)、(c)所示的圖像，則(A)圖像(a)表明光具有粒子性(B)圖像 (c)表明光具有波動性(C)用紫外光觀察不到類似的圖像(D)實驗表明光是一種概率波典例13（2006年上海物理第） 人類對光的本性的認識經(jīng)歷了曲折的過程。下列關于光的本性的陳述符合科學規(guī)律或歷史事實的是 A牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質(zhì)上是一樣的 B光的雙縫干涉實驗顯示了光具有波動性C麥克斯韋預言了光是一種電磁波

9、D光具有波粒二象性.例14（2007年高考江蘇物理第7題）現(xiàn)代物理學認為，光和實物粒子都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是A、一定頻率的光照射到鋅板上，光的強度越大，單位時間內(nèi)鋅板上發(fā)射的光電子就越多B、肥皂液是無色的，吹出的肥皂泡卻是彩色的C、質(zhì)量為10-3kg、速度為10-2m/s的小球，其德布羅意波長約為10-23 m，不過我們能清晰地觀測到小球運動的軌跡D、人們常利用熱中子研究晶體的結構，因為熱中子的德布羅意波長一晶體中原子間距大致相同【2012模擬題精選訓練題】1.（5分）（2012年3月東北四校一模）有關下列說法中正確的是：A在光電效應現(xiàn)象中，入射光的強度越大，光電子的最

10、大初動能越大B湯姆生通過粒子散射實驗提出了原子核式結構模型CU衰變?yōu)镽n要經(jīng)過4次衰變和2次衰變D玻爾原子理論不僅能解釋氫原子光譜，而且也能解釋其它原子光譜2.（6分）（2012年3月江西省六校聯(lián)考）下列說法正確的是 （選對一個給3分，選對兩個給4分，選對三個給6分，選錯一個扣3分，最低得分0分）A盧瑟福的a粒子散射實驗揭示了原子核有復雜的結構BTh衰變成Pb要經(jīng)過6次衰變和4次衰變C衰變中產(chǎn)生的射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的D升髙放射性物質(zhì)的溫度，不可縮短其半衰期E光電效應的實驗結論是：對于某種金屬，超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大3.（6分

11、）(湖北八市2012年3月聯(lián)考)以下有關近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是A紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應，則當增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大B結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定C重核的裂變過程質(zhì)量增大，輕核的聚變過程有質(zhì)量虧損D根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，電勢能減小E自然界中含有少量的14C, 14C具有放射性，能夠自發(fā)地進行衰變，因此在考古中可利用14C來測定年代4.(2012云南部分名校聯(lián)考)下列說法正確的是 A原子核內(nèi)部某個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子和電子，產(chǎn)生

12、的電子從原子核中發(fā)射出來，這就是衰變 B比結合能小的原子核結合成或分解成比結合能大的原子核時一定吸收核能C根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運動速度減小。D德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎上提出物質(zhì)波的概念，認為一切物體都具有波粒二象性。5.（2012陜西寶雞第一次質(zhì)檢）下列有關近代物理現(xiàn)象和科學發(fā)現(xiàn)的說法中正確的是A赫茲發(fā)現(xiàn)了光電效應現(xiàn)象，并用經(jīng)典電磁理論對其做了完美解釋B康普頓效應說明光具有粒子性C粒子散射實驗中少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據(jù)D波爾原子理論無法解釋較為復雜原子光譜的現(xiàn)象，說明波爾提出的原子定態(tài)概念是錯誤的6.（

13、河北省唐山市2012屆高三下學期第一次模擬）用強度相同的紅光和藍光分別照射同一種金屬，均能使該金屬發(fā)生光電效應。下列判斷正確的是A.用紅光照射時，該金屬的逸出功小，用藍光照射時該金屬的逸出功大B.用紅光照射時，該金屬的截止頻率低，用藍光照射時該金屬的截止頻率高C.用紅光照射時，逸出光電子所需時間長，用藍光照射時逸出光電子所需時間短D.用紅光照射時，逸出的光電子最大初動能小，用藍光時逸出的光電子最大初動能大7（6分）（2012年3月河南焦作一模）下列說法中正確的是 。（選對一個給3分，選對兩個給4分，選對3個給6分。每選錯一個扣3分，最低得分為0分）（ ）A盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應方程為B

14、放射性元素的半衰期隨溫度的升高而增加C一個動量為p的電子對應的物質(zhì)波波長為hp（h為普朗克常量）D從能級圖中可知，氫原子從n=2能級躍遷到n=1能級釋放出的光子能量高于從n=4能級躍遷到n=2能級所釋放出的光子能量E在光電效應中，對于某種金屬，超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大8.（2012年3月江蘇三校聯(lián)考）2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應原理。如圖所示電路可研究光電效應規(guī)律。圖中標有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽級。理想電流計可

15、檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計中有示數(shù)；若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為_，若增大入射光的強度，電流計的讀數(shù)_（填“為零”或“不為零”）。9（6分）（2012年2月陜西師大附中第四次模擬）用a、b兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板，發(fā)現(xiàn)當a光照射時驗電器的指針偏轉(zhuǎn)，b光照射時指針未偏轉(zhuǎn)，以下說法正確的是 。（填入正確選項前的字母）【來源：全,品中&高*考+網(wǎng)】A

16、增大a光的強度，驗電器的指針偏角一定減小Ba光照射金屬板時驗電器的金屬小球帶負電Ca光在真空中的波長小于b光在真空中的波長D若a光是氫原子從n=4的能級向n=1的能級躍遷時產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n=5的能級向n=2的能級躍遷時產(chǎn)生的10.（2012年2月河北省衡水中學下學期一調(diào)考試）下列說法正確的是（ ）A美國物理學家康普頓在研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長相同的成分外，還有波長大于原波長的成分。B任何放射性元素都能同時發(fā)出、三種射線C比結合能越大表示原子核中的核子結合得越牢固D核力、庫侖力、萬有引力的強弱是依次減弱的 E欲改變放射性元素的半衰期，可以通過改變它的化學狀態(tài)來實現(xiàn)。11.（2012年2月山東濰坊重點中學聯(lián)