2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核 課時(shí)分層作業(yè) 三十三 12.1 波粒二象性.doc

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2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核 課時(shí)分層作業(yè) 三十三 12.1 波粒二象性 選擇題(本題共16小題,共100分。1～12題為單選題,13～16題為多選題,1～12題每小題6分,13～16題每小題7分) 1.(xx邢臺(tái)模擬)下列關(guān)于概率波的說法中,正確的是 (　　) A.概率波就是機(jī)械波 B.物質(zhì)波是一種概率波 C.概率波和機(jī)械波的本質(zhì)是一樣的,都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 D.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若有一個(gè)粒子,則可以確定它從其中的哪一個(gè)縫中穿過 【解析】選B。德布羅意波是概率波,它與機(jī)械波是兩個(gè)不同的概念,二者的本質(zhì)不同,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;物質(zhì)波也就是德布羅意波,指粒子在空間中某點(diǎn)某時(shí)刻可能出現(xiàn)的幾率符合一定的概率函數(shù)規(guī)律,故B項(xiàng)正確;概率波和機(jī)械波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象,但其本質(zhì)是不一樣的,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)測不準(zhǔn)原理,在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若有一個(gè)粒子,則不能確定它從其中的哪一個(gè)縫中穿過,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.如圖為黑體輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系圖象,從圖象可以看出,隨著溫度的升高,則 (　　) A.各種波長的輻射強(qiáng)度都有減少 B.只有波長短的輻射強(qiáng)度增加 C.輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng) D.輻射電磁波的波長先增大后減小 【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)隨著溫度的升高,各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加; (2)隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)。 【解析】選C。由圖象可以看出,隨著溫度的升高,各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加,且輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng),故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;隨著溫度的升高,黑體的輻射增強(qiáng),波長變短,頻率增大,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.關(guān)于康普頓效應(yīng)下列說法中正確的是 (　　) A.石墨對(duì)X射線散射時(shí),部分射線的波長變短 B.康普頓效應(yīng)僅出現(xiàn)在石墨對(duì)X射線的散射中 C.康普頓效應(yīng)證明了光的波動(dòng)性 D.光子具有動(dòng)量 【解析】選D。在康普頓效應(yīng)中,當(dāng)X射線與晶體中的電子碰撞時(shí),把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子,則動(dòng)量減小,根據(jù)λ=,知波長增大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;康普頓效應(yīng)不僅出現(xiàn)在石墨對(duì)X射線的散射中,不同的光子都可以出現(xiàn),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;康普頓效應(yīng)揭示了光具有粒子性,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;康普頓效應(yīng)進(jìn)一步表明光子具有動(dòng)量,故D項(xiàng)正確。 4.(xx哈爾濱模擬)在如圖所示的光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)用一定頻率的單色光A照射光電管時(shí),電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),而用另一頻率的單色光B照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng),則下列說法正確的是 (　　) A.增大B光光強(qiáng),電流表指針可能發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.延長B光照時(shí)間,電流表指針可能發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.用A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流方向是a流向b D.用B光照射光電管時(shí),增大電源電壓電流表指針一定發(fā)生偏轉(zhuǎn) 【解析】選C。用B單色光照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng),知νB<ν0,能否產(chǎn)生光電效應(yīng),是看入射光的頻率,與光的強(qiáng)度無關(guān)、照射的時(shí)間都無關(guān),故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電子從光電管右端運(yùn)動(dòng)到左端,而電流的方向與電子定向移動(dòng)的方向相反,所以流過電流表G的電流方向是a流向b,故C項(xiàng)正確;用B單色光照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng),增大電源電壓仍然不能發(fā)生光電效應(yīng),電路中不能出現(xiàn)電流,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.頻率為ν的光照到某金屬材料時(shí),產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ekm,改用頻率為3ν的光照射同一金屬材料,則所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為(h為普朗克常量) (　　) A.3Ekm B.Ekm+hν C.Ekm-hν D.Ekm+2hν 【解析】選D。根據(jù)光電效應(yīng)方程得,金屬的逸出功為W0=hν-Ekm,改用頻率為3ν的光照射同一金屬材料,則所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能Ekm′=3hν-W0=Ekm+2hν,故D項(xiàng)正確,A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。 6.(xx新鄉(xiāng)模擬)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.731014 Hz和5.441014 Hz,在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng),比較它們表面逸出的具有最大初動(dòng)能的光電子,鈣逸出的光電子具有較大的 (　　) A.波長 B.頻率 C.能量 D.動(dòng)量 【解析】選A。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程:Ekm=hν-hν0,因?yàn)殁}的ν0大,所以能量Ekm小,頻率小,波長大,故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤,A項(xiàng)正確;根據(jù)物質(zhì)波波長λ=,所以鈣逸出的光電子動(dòng)量小,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【加固訓(xùn)練】 (xx福州模擬)用波長為λ1和λ2的單色光A和B分別照射兩種金屬C和D的表面。單色光A照射兩種金屬時(shí)都能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象:單色光B照射時(shí),只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。不能使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,設(shè)兩種金屬的逸出功分別為WC和WD,則下列選項(xiàng)正確的是 (　　) A.λ1>λ2,WC>WD B.λ1>λ2,WCWD D.λ1<λ2,WCa,能發(fā)生光電效應(yīng),最大初動(dòng)能Ekm′=h2a-W0=ha =Ek,故B項(xiàng)正確,A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.(xx太原模擬)xx年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)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)圖象傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管,其中A為陽極,K為陰極。理想電流計(jì)可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?，F(xiàn)接通電源,用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K,電流計(jì)中有示數(shù),若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng),電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小,當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0 V;現(xiàn)保持滑片P位置不變,以下判斷錯(cuò)誤的是 (　　) A.光電管陰極材料的逸出功為4.5 eV B.若增大入射光的強(qiáng)度,電流計(jì)的讀數(shù)為零 C.若用光子能量為12 eV的光照射陰極K,光電子的最大初動(dòng)能一定變大 D.若用光子能量為9.5 eV的光照射陰極K,同時(shí)把滑片P向左移動(dòng)少許,電流計(jì)的讀數(shù)一定不為零 【解析】選D。該裝置所加的電壓為反向電壓,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于6.0 V時(shí),電流表示數(shù)為0,知道光電子的最大初動(dòng)能為6.0 eV,根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0,W0=10.5 eV-6.0 eV=4.5 eV,故A項(xiàng)正確;現(xiàn)保持滑片P位置不變,增大光的強(qiáng)度時(shí)仍然發(fā)生了光電效應(yīng),但光電子的最大初動(dòng)能不變,所以不會(huì)有電流流過電流表,故B項(xiàng)正確;若用光子能量為12 eV的光照射陰極K,入射光的頻率增大,根據(jù)光電效應(yīng)方程可知,光電子的最大初動(dòng)能一定增大,故C項(xiàng)正確;改用能量為9.5 eV的光子照射,入射光的頻率減小,根據(jù)光電效應(yīng)方程可知,光電子的最大初動(dòng)能一定減小,此時(shí)的額定電壓小于6 V,若把滑片P向左移動(dòng)少許時(shí),電子仍然可能不能到達(dá)A極,所以電流計(jì)的讀數(shù)可能為零,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 9.(xx銀川模擬)如圖甲所示是研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的電路。當(dāng)用強(qiáng)度一定的黃光照射到光電管上時(shí),測得電流表的示數(shù)隨電壓變化的圖象如圖乙所示。下列說法正確的是 (　　) A.若改用紅光照射光電管,一定不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng) B.若照射的黃光越強(qiáng),飽和光電流將越大 C.若用頻率更高的光照射光電管,則光電管中金屬的逸出功越大 D.若改用藍(lán)光照射光電管,圖象與橫軸交點(diǎn)在黃光照射時(shí)的右側(cè) 【解析】選B。根據(jù)光電效應(yīng)方程知,Ekm=hν-W0,紅光的頻率小于黃光的頻率,紅光照射不一定發(fā)生光電效應(yīng),但不是一定不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;增加入射光的強(qiáng)度,則單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目增加,飽和光電流將越大,故B項(xiàng)正確;光電管中金屬的逸出功的大小是由材料本身決定的,與入射光的頻率無關(guān),故C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程知,Ekm=hν-W0,藍(lán)光的頻率大于黃光的頻率,則光電子的最大初動(dòng)能增大,所以反向遏止電壓增大,圖象與橫軸交點(diǎn)在黃光照射時(shí)的左側(cè),故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 10.(xx黃石模擬)用波長為2.010-7 m的紫外線照射鎢的表面,釋放出來的光電子中最大的動(dòng)能是4.710-19 J。由此可知,鎢的極限頻率是(普朗克常量 h=6.6310-34 Js,光速c=3.0108 m/s,結(jié)果取兩位有效數(shù)字) (　　) A.5.51014 Hz B.7.91014 Hz C.9.81014 Hz D.1.21015 Hz 【解析】選B。據(jù)Ekm=hν-W,W=hν0,ν=,可得:ν0=-,代入數(shù)據(jù)得: ν0=7.91014 Hz,故B項(xiàng)正確。 11.(xx洛陽模擬)一個(gè)德布羅意波波長為λ1的中子和另一個(gè)德布羅意波波長為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個(gè)氚核,該氚核的德布羅意波波長為 (　　) A. B. C. D. 【解析】選A。中子的動(dòng)量p1=,氘核的動(dòng)量p2=,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得對(duì)撞后形成的氚核的動(dòng)量p3=p2+p1,所以氚核的德布羅意波波長為λ3==,故A項(xiàng)正確。 12.以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出。強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí),用強(qiáng)激光照射金屬,由于其光子密度極大,一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能,從而形成多光子光電效應(yīng),這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖。用頻率為ν的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)生光電效應(yīng)。換用同樣頻率ν的強(qiáng)激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時(shí),若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極,陽極A接電源負(fù)極,在KA之間就形成了使光電子減速的電場。逐漸增大U,光電流會(huì)逐漸減小;當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí),所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功,h為普朗克常量,e為電子電量) (　　) A.U=- B.U=- C.U=- D.U=2hν-W 【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程、最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系寫出U與ν的關(guān)系; (2)入射光子的能量需為hν的整數(shù)倍。 【解析】選B。根據(jù)題意知,一個(gè)電子吸收一個(gè)光子不能發(fā)生光電效應(yīng),換用同樣頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng),即吸收的光子能量為nhν, n=2,3,4…,則有:eU=nhν-W,解得:U=-;n=2,3,4…;故B項(xiàng)正確,A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 13.(xx石家莊模擬)波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說法正確的是 (　　) A.黑體輻射規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋 B.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性 C.電子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明電子具有波動(dòng)性 D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波波長也相等 【解析】選B、C。黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律不能使用光的波動(dòng)性解釋,而普朗克借助于能量子假說,完美的解釋了黑體輻射規(guī)律,破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;光子既有波動(dòng)性又有粒子性,光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性,故B項(xiàng)正確;德布羅意提出了實(shí)物粒子同樣具有波動(dòng)性,戴維孫和湯姆孫用實(shí)驗(yàn)得到了電子束射到晶體上產(chǎn)生的衍射圖樣,證明了電子具有波動(dòng)性,故C項(xiàng)正確;根據(jù)德布羅意波波長公式λ=,若一個(gè)電子的德布羅意波長和一個(gè)質(zhì)子的波長相等,則動(dòng)量p也相等,但是質(zhì)子質(zhì)量比電子質(zhì)量大得多,因此動(dòng)能Ek=不相等,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 14.(xx武漢模擬)光既具有波動(dòng)性,又具有粒子性。如果一個(gè)光子的能量等于一個(gè)電子的靜止能量,且電子質(zhì)量me=0.9010-30 kg,光速c=3.0108 m/s,普朗克常量h=6.6310-34 Js。則 (　　) A.光子的能量為2.710-22 J B.光子的頻率為6.110-19 Hz C.光子的波長為2.410-12 m D.光子的動(dòng)量為2.710-22 kgm/s 【解析】選C、D。由題意,hν=mec2,光子的能量為ε=8.110-14 J,光子的頻率ν==1.21020 Hz,光子的波長λ==2.410-12 m,光子的動(dòng)量p==2.710-22 kgm/s。所以,正確答案為C、D選項(xiàng)。 15.如圖所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的甲、乙兩種金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖象,兩金屬的逸出功分別為W甲、W乙,如果用ν0頻率的光照射兩種金屬,光電子的最大初動(dòng)能分別為E甲、E乙,則下列關(guān)系正確的是 (　　) A.W甲>W乙 B.W甲W乙。如果用ν0頻率的光照射兩種金屬,根據(jù)光電效應(yīng)方程,當(dāng)相同頻率的光入射時(shí),則逸出功越大的,其光電子的最大初動(dòng)能越小,因此E甲

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