高考物理大一輪復習 第十二章 波粒二象性 原子結構與原子核 課時達標32 波粒二象性實戰(zhàn)演練

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1、高考物理大一輪復習 第十二章 波粒二象性 原子結構與原子核 課時達標32 波粒二象性實戰(zhàn)演練 [解密考綱]考查對光電效應規(guī)律的理解,對光電效應方程的理解和對光的波粒二象性的理解. 1.(多選)如圖所示,用導線把驗電器與鋅板相連接,當用紫外線照射鋅板時,發(fā)生的現(xiàn)象是( BC ) A.有光子從鋅板逸出 B.有電子從鋅板逸出 C.驗電器指針張開一個角度 D.鋅板帶負電 解析 用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應的,鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出,稱之為光電子,故選項A錯誤,B正確;鋅板與驗電器相連,帶有相同電性的電荷,鋅板失去電子應該帶正電,且失去電子越多,帶正電的電荷量越多,

2、驗電器指針張角越大,故選項C正確,D錯誤. 2.用一束紫外線照射某金屬時不能產生光電效應,可能使該金屬發(fā)生光電效應的措施是( B ) 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 解析 某種金屬能否發(fā)生光電效應取決于入射光的頻率,與入射光的強度和照射時間無關,不能發(fā)生光電效應,說明入射光的頻率小于金屬的極限頻率,所以要使金屬發(fā)生光電效應,應增大入射光的頻率,X射線的頻率比紫外線頻率高,故選項B正確. 3.入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應,若入射光的強度減弱,而頻率保持不變,則下列說法中正確的是( C ) A.從光照射到

3、金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加 B.逸出的光電子的最大初動能減小 C.單位時間內從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少 D.有可能不發(fā)生光電效應 解析 光電效應瞬時(10-9 s)發(fā)生,與光強無關,選項A錯誤.光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關,入射光的頻率越大,最大初動能越大,選項B錯誤.光電子數(shù)目多少與入射光的強度有關,光強減弱,單位時間內從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少,選項C正確.能否發(fā)生光電效應,只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率,與光強無關,選項D錯誤. 4.一個德布羅意波波長為λ1的中子和另一個德布羅意波波長為λ2的氘核同向正碰后結合成一個氚核,該氚

4、核的德布羅意波波長為( A ) A. B. C. D. 解析 設中子、氘核、氚核的動量分別為p1、p2、p3,由動量守恒定律知p1+p2=p,即+=,解得氚核的德布羅意波波長為λ=,選項A正確. 5.(多選)已知某金屬發(fā)生光電效應的截止頻率為ν0,則( AB ) A.當用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時,一定能產生光電子 B.當用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時,所產生的光電子的最大初動能為hν0 C.當照射光的頻率ν大于ν0時,若ν增大,則逸出功增大 D.當照射光的頻率ν大于ν0時,若ν增大一倍,則光電子的最大初動能也增大一倍 解析 該金屬的截止頻率為ν0,則可知逸出功

5、W0=hν0,逸出功由金屬自身性質決定,與照射光的頻率無關,因此選項C錯誤;由光電效應的實驗規(guī)律可選項知A正確;由光電效應方程Ek=hν-W0,將W0=hν0代入可知選項B正確,D錯誤. 6.(多選)在光電效應實驗中,用頻率為ν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( AD ) A.增大入射光的強度,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ν的光照射,一定不發(fā)生光電效應 D.改用頻率大于ν的光照射,光電子的最大初動能變大 解析 增大入射光強度,單位時間內照射到單位面積的光子數(shù)增加,則光電流將增大,故選項A正確;光電效應是否發(fā)生取決于入射光的

6、頻率,而與入射光強度無關,故選項B錯誤.用頻率為ν的光照射光電管陰極,發(fā)生光電效應,用頻率較小的光照射時,若光的頻率仍大于極限頻率,則仍會發(fā)生光電效應,選項C錯誤;根據(jù)hν-W逸=mv2可知,增加入射光頻率,光電子的最大初動能也增大,故選項D正確. 7.(多選)用同一光電管研究a、b兩種單色光產生的光電效應,得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關系如圖所示.則這兩種光( BC ) 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

7、 解析 由題圖可知b光照射時對應遏止電壓Uc2大于a光照射時的遏止電壓Uc1,因eU=mv2,所以b光照射時光電子最大初動能大,且可得νb>νa,λb<λa,選項A、D錯誤,C正確;b光折射率大于a光折射率,所以a光臨界角大,選項B正確. 8.(多選)頻率為ν的光子,具有的能量為hν,動量為,將這個光子打在處于靜止狀態(tài)的電子上,光子將偏離原運動方向,這種現(xiàn)象稱為光子的散射,下列關于光子散射的說法正確的是( CD ) A.光子改變原來的運動方向,且傳播速度變小 B.光子由于在與電子碰撞中獲得能量,因而頻率增大 C.由于受到電子碰撞,散射后的光子波長大于入射光子的波長 D.由于受到電子碰

8、撞,散射后的光子頻率小于入射光子的頻率 解析 碰撞后光子改變原來的運動方向,但傳播速度不變,選項A錯誤;光子由于在與電子碰撞中損失能量,因而頻率減小,即ν1>ν2,再由c=λ1ν1=λ2ν2,得到λ1<λ2,選項B錯誤,C、D正確. 9.(xx·廣東執(zhí)信中學二模)光子有能量,也有動量p=,它也遵守有關動量的規(guī)律.如圖所示,真空中有一“∞”字形裝置可繞通過橫桿中點的豎直軸OO′在水平面內靈活地轉動,其中左邊是圓形黑紙片,右邊是和左邊大小、質量都相同的圓形白紙片.當用平行白光垂直照射這兩個圓面時,關于裝置開始轉動情況(俯視)的下列說法中正確的是( B ) A.順時針方向轉動 B.逆時針方

9、向轉動 C.都有可能 D.不會轉動 解析 白紙片反射光子,光子的動量變化大,由動量定理知,光子對白紙片的沖擊力大,故選項B正確. 10.如圖所示,用綠光照射一光電管的陰極時產生光電效應,欲使光電子從陰極逸出時的最大初動能增大,應采取的措施是( B ) A.改用紅光照射 B.改用紫光照射 C.增大綠光的強度 D.增大加在光電管上的正向電壓 解析 發(fā)生光電效應時,光電子的最大初動能隨照射光頻率的增大而增大,與照射光強度、光電管的電壓無關,紅光的頻率比綠光的頻率小,不一定能發(fā)生光電效應,即使發(fā)生光電效應,光電子的最大初動能也較小,而紫光的頻率大于綠光的頻率.故選項B正確. 11.小

10、明用金屬銣為陰極的光電管,觀測光電效應現(xiàn)象,實驗裝置示意如圖甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.   (1)圖甲中電板A為光電管的__陽極__(填“陰極”或“陽極”); (2)實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示,則銣的截止頻率νc=__5.15×1014_[(5.12~5.18)×1014均可]__Hz,逸出功W0=__3.41×10-19 [(3.39~3.43)×10-19均可]__J; (3)如果實驗中入射光的頻率ν=7.00×1014 Hz,則產生的光電子的最大初動能Ek=__1.23×10-19 [(1.21~1.25)×10-

11、19均可]__J. 12.深沉的夜色中,在大海上航行的船舶依靠航標燈指引航道,如圖所示是一個航標燈自動控制電路的示意圖.電路中的光電管陰極K涂有可發(fā)生光電效應的金屬.下表反映的是各種金屬發(fā)生光電效應的極限頻率和極限波長,又知可見光的波長范圍在400 nm~770 nm.(1 nm=10-9 m) 各種金屬發(fā)生光電效應的極限頻率和極限波長: 金屬 銫 鈉 鋅 銀 鉑 極限頻率(Hz) 4.545×1014 6.000×1014 8.065×1014 1.153×1015 1.529×1015 極限波長(μm) 0.660 0 0.500 0 0.372 0

12、 0.260 0 0.196 2 根據(jù)上圖和所給出的數(shù)據(jù),你認為: (1)光電管陰極K上應涂有金屬__銫或鈉__; (2)控制電路中的開關S應和__b__(選填“a”或“b”)接觸; (3)工人在鍛壓機、沖床、鉆床等機器上勞動時,稍有不慎就會把手壓在里面,造成工傷事故.如果將上述控制電路中的電燈換成驅動這些機器工作的電機,這時電路中開關S應和__a__(選填“a”或“b”)接觸,這樣,當工人不慎將手伸入危險區(qū)域時,由于遮住了光線,光控繼電器銜鐵立即動作,使機床停止工作,避免事故發(fā)生. 解析 (1)依題意知,可見光的波長范圍為 400×10-9 m~770×10-9 m. 而金屬銫的極限波長為λ=0.660 0×10-6 m=660 nm,鈉的極限波長為λ1=0.500 0×10-6 m=500 nm,因此,光電管陰極K上應涂金屬銫或鈉. (2)深沉的夜色中,線圈中無電流,但燈仍正常工作,船舶依靠航標燈指引航道,所以控制電路中的開關S應和b接觸. (3)若將上述控制電路中的電燈換成電機,在手遮住光線之前,電機應是正常工作的,此時銜鐵與a接觸,所以電路中的開關S應和a接觸.

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