2017年高考物理新課標一輪復習習題：第14篇第2講波粒二象性

1、第2講波粒二象性A組基礎題組1.(2016內(nèi)蒙古赤峰寧城統(tǒng)考)(多選)以下說法符合物理學史的是()A.普朗克引入能量子的概念,得出黑體輻射的強度按波長分布的公式,與實驗符合得非常好,并由此開創(chuàng)了物理學的新紀元B.康普頓效應表明光子具有能量C.德布羅意把光的波粒二象性推廣到實物粒子,認為實物粒子也具有波動性D.湯姆遜通過粒子散射實驗,提出了原子具有核式結(jié)構(gòu)E.為了解釋黑體輻射規(guī)律,普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的2.(多選)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.

2、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3.(2013北京理綜,14,6分)如圖所示,一束可見光射向半圓形玻璃磚的圓心O,經(jīng)折射后分為兩束單色光a和b。下列判斷正確的是()A.玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率B.a光的頻率大于b光的頻率C.在真空中a光的波長大于b光的波長D.a光光子能量小于b光光子能量4.(2015河北聯(lián)考)利用光子說對光電效應的解釋,下列說法正確的是()A.金屬表面的一個電子只能吸收一個光子B.電子吸收光子后一定能從金屬表面逸出,成為光電子C.金屬表面的一個電子吸收若干個光子,積累了足夠的能量才能從金屬表面逸出D.無論光子能量大小如何,電子吸收光子并積累了能

3、量后,總能逸出,成為光電子5.(2013上海單科,2,2分)當用一束紫外線照射鋅板時,產(chǎn)生了光電效應,這時()A.鋅板帶負電B.有正離子從鋅板逸出C.有電子從鋅板逸出D.鋅板會吸附空氣中的正離子6.(2015河南鄭州模擬)(多選)甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應時,光電子的最大初動能與入射光頻率間的函數(shù)關系分別如圖中的、所示。下列判斷正確的是()A.與不一定平行B.乙金屬的極限頻率大C.圖像縱軸截距由入射光強度決定D.、的斜率是定值,與入射光和金屬材料均無關系7.(2014廣東理綜,18,6分)(多選)在光電效應實驗中,用頻率為的光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應,下列說法正確的是()A.增大入射光的

4、強度,光電流增大B.減小入射光的強度,光電效應現(xiàn)象消失C.改用頻率小于的光照射,一定不發(fā)生光電效應D.改用頻率大于的光照射,光電子的最大初動能變大8.(2015山西山大附中測試)如圖所示是光電管的使用原理圖,已知當有波長為0的光照射到陰極K上時,電路中有光電流,則()A.若換用波長為1(10)的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流B.若換用波長為2(20)的光照射陰極K時,電路中一定有光電流C.增加電路中電源兩極電壓,電路中光電流一定增大D.若將電源極性反接,電路中一定沒有光電流產(chǎn)生9.(多選)下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波的波長和頻率為1 MHz的無線電波的波長,由表中數(shù)據(jù)可

5、知()質(zhì)量/kg速度/(ms-1)波長/m彈子球210-21.010-23.310-30電子(100 eV)9.010-315.01061.410-10無線電波(1 MHz)3.01083.3102A.要檢測彈子球的波動性幾乎不可能B.無線電波通常情況下表現(xiàn)出波動性C.電子照射到金屬晶體(大小約為10-10 m)上能觀察到波動性D.只有可見光才有波動性B組提升題組10.(2016河北唐山一中二模)(多選)下列說法正確的是()A.放射性元素的半衰期隨溫度升高而減小B.光和電子都具有波粒二象性C.粒子散射實驗可以估算出原子核的數(shù)量級為10-10 mD.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應E.比

6、結(jié)合能越大,原子中核子結(jié)合的越牢固,原子核越穩(wěn)定11.2015課標,35(1),5分(多選)實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是。 A.電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B.射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C.人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D.人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E.光電效應實驗中,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關,與入射光的強度無關12.(2015吉林五校聯(lián)考)研究光電效應的電路如圖所示。用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K),鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的

7、關系圖像中,正確的是()13.2015課標,35(1),5分在某次光電效應實驗中,得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關系如圖所示。若該直線的斜率和截距分別為k和b,電子電荷量的絕對值為e,則普朗克常量可表示為,所用材料的逸出功可表示為。14.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。15.如圖所示,當開關S斷開時,用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器,發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.60 V時,電流表讀數(shù)仍不為零;當電壓表讀數(shù)大于或等于0.

8、60 V時,電流表讀數(shù)為零。(1)求此時光電子的最大初動能的大小;(2)求該陰極材料的逸出功。16.普朗克常量h=6.6310-34 Js,鋁的逸出功W0=6.7210-19 J,現(xiàn)用波長=200 nm的光照射鋁的表面(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(1)求光電子的最大初動能Ek;(2)若射出的一個具有最大初動能的光電子正對一個原來靜止的電子運動,求在此運動過程中兩電子電勢能增加的最大值(電子所受的重力不計)。答案全解全析A組基礎題組1.ACE康普頓效應表明了光子具有動量,故B錯誤;盧瑟福通過粒子散射實驗,提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型,故D錯誤。2.ABD圖像(a)曝光時間短,通過光子數(shù)很少,呈現(xiàn)粒子性。

9、圖像(c)曝光時間長,通過了大量光子,呈現(xiàn)波動性,故A、B正確;同時也表明光波是一種概率波,故D也正確;紫外光本質(zhì)和可見光本質(zhì)相同,也可以發(fā)生上述現(xiàn)象,故C錯誤。3.B由光路圖知,a光比b光的偏折程度大,說明a光的頻率大于b光的頻率,B選項正確;同一種介質(zhì),對頻率大的光折射率大,A選項錯誤;在真空中的波長=,故頻率大的光波長短,C選項錯誤;光子能量E=h,為光的頻率,故頻率越大,光子能量越大,D選項錯誤。4.A根據(jù)光子說,金屬的一個電子只能吸收一個光子,若所吸收的光子頻率大于金屬的極限頻率,電子逸出金屬表面,成為光電子,且光子的吸收是瞬時的,不需要時間的積累,若所吸收的光子能量小于逸出功(光的

10、頻率小于金屬的極限頻率),則電子不能逸出金屬表面,不能成為光電子,故A正確,B、C、D錯誤。5.C鋅板在紫外線的照射下產(chǎn)生了光電效應,說明鋅板上有光電子飛出,所以鋅板帶正電,C正確,A、B、D錯誤。6.BDEk-圖像的斜率表示普朗克常量,圖線與軸交點的橫坐標表示極限頻率,圖線與Ek軸交點的縱坐標的絕對值為逸出功,由金屬材料決定,故B、D正確。7.AD增大入射光強度,使單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加,因此光電流增大,選項A正確;光電效應與照射光的頻率有關,與強度無關,選項B錯誤;當照射光的頻率小于,大于極限頻率時發(fā)生光電效應,選項C錯誤;由Ekm=h-W0,增加照射光的頻率,光電子的最大初動能變大

11、,選項D正確。8.B由圖可知光電管上所加電壓為正向加速電壓,故入射光的頻率大于極限頻率即入射光的波長小于極限波長時,電路中一定有光電流。由題意知00)的光照射時,只是有可能發(fā)生光電效應,A錯誤。若換用波長為2(20)的光照射時,則一定發(fā)生光電效應,B正確。當光電流達到飽和狀態(tài)時,單位時間內(nèi)逸出的光電子已全部到達陽極,再增大電壓,光電流不會再增大,C錯誤。將電源極性反接時,只要光電管兩端的反向電壓不超過遏止電壓,電路中仍有一定的電流,D錯誤。9.ABC彈子球的波長太小,所以檢測其波動性幾乎不可能,A正確;無線電波的波長較長,所以通常表現(xiàn)為波動性,B正確;電子的波長與金屬晶體的尺度差不多,所以能利

12、用金屬晶體觀察電子的波動性,C正確;由物質(zhì)波理論知,D錯誤。B組提升題組10.BDE放射性元素的半衰期由核內(nèi)部自身的因素決定,跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系,故A錯誤;粒子散射實驗是估計核半徑的最簡單的方法,對于一般的原子核,實驗確定的核半徑的數(shù)量級為10-15 m,而整個原子半徑的數(shù)量級才是10-10 m,故C錯誤。11.ACD電子束通過雙縫產(chǎn)生干涉圖樣,體現(xiàn)的是波動性,A正確;射線在云室中留下清晰的徑跡,不能體現(xiàn)波動性,B錯誤;衍射體現(xiàn)的是波動性,C正確;電子顯微鏡利用了電子束波長短的特性,D正確;光電效應體現(xiàn)的是光的粒子性,E錯誤。12.C雖然入射光強度不同,但光的頻率相同,所以

13、遏止電壓相同;又因當入射光強時,單位時間逸出的光電子多,飽和光電流大,所以選C。13.答案ek-eb解析根據(jù)愛因斯坦光電效應方程有Ekm=h-W0,又因為Ekm=eUc,得到Uc=-,所以=k,h=ek;-=b,W0=-eb。14.答案21EA-2EB解析光子能量=h,動量p=,且=得p=,則pApB=21A光照射時,光電子的最大初動能EA=A-W0,同理,EB=B-W0解得W0=EA-2EB15.答案(1)0.6 eV(2)1.9 eV解析設用光子能量為2.5 eV的光照射時,光電子的最大初動能為Ekm,陰極材料逸出功為W0當反向電壓達到U0=0.60 V以后,具有最大初動能的光電子達不到陽極,因此eU0=Ekm由光電效應方程知Ekm=h-W0解得Ekm=0.6 eV,W0=1.9 eV。16.答案(