网校教育资源平台

2019年高考物理人教版一轮复习第14章近代物理初步:练案40波粒二象性

评价文档:
文档评论: 0
分享到:
10积分 下载
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

                  练案[40]  第十四章 近代物理初步
                             第  1  讲 波粒二象性

    一、选择题(本题共       12 小题,1~6    题为单选,7~12      题为多选)
    1.(2018·山东省潍坊市高三上学期期末试题)关于光电效应,下列说法正确的是
导学号 21993374( B )
    A.  只要入射光的强度足够强,就可以使金属发生光电效应
    B.  光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应
    C.  照射时间越长光电子的最大初动能越大
    D.  光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比
    [解析] 根据光电效应规律,只要入射光的频率足够大,就可以使金属发生光电效应,
选项  A 错误;光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应,选项                              B 正确;光
电子的最大初动能与照射时间无关,选项                 C 错误;光电子的最大初动能随入射光子的频率
增大而增大,并不是成正比,选项              D 错误;故选     B。

    2.(2018·黑龙江大庆中学月考)下列说法中错误的是导学号 21993375( C )
    A.大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波
    B.光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒
    C.光子与光电子是同一种粒子,它们对应的波也都是概率波
    D.核力是一种强相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比能忽略
    [解析] 大如太阳、地球等这些宏观的运动物体也具有波动性,这种波是物质波,故
A 正确;光子与物质微粒发生相互作用时,不仅遵循能量守恒,还遵循动量守恒,故                                  B 正
确;光子是光的组成部分,而光电子是电子,故二者不相同,故                           C 错误;根据核力的特点
可知,核力是一种强相互作用力,热核反应中库仑力做功与核力做功相比可以忽略,故
D 正确。本题选错误的,故选           C。

    3.(2018·江西南昌月考)如图所示,1887          年德国物理学家赫兹利用紫外线照射锌板后,
发现与锌板连接的验电器箔片张开。关于这一现象,下列说法中正确的是导学号 21993376( 
C )


    A.验电器箔片张开,是因为箔片带负电
    B.验电器箔片张开,是因为锌板得到了正电荷
    C.紫外线灯功率增大,箔片张角也增大
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    D.换用红外线灯照射锌板,箔片也一定张开
    [解析] 用紫外线照射锌板,可以从锌板上打出电子,锌板带正电,验电器的箔片张开,
是因为箔片带正电,A、B          错误;紫外线灯功率增大,即入射光的强度增大,则箔片上的带
电荷量增大,箔片的张角也增大,C               正确;换用红外线灯照射锌板,不一定会使锌板发生光
电效应,即箔片不一定会张开,D              错误。

    4.(2018·湖北省孝感市八校高三上学期期末)在研究光电效应的实验中,两个实验小组
用相同频率的单色光,分别照射锌和银的表面,结果都能发生光电效应,则下列判断正确的

是导学号 21993377( C )
    A.  光电子的最大初动能相同
    B.  饱和光电流一定不同

    C.  因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压                 Uc 不同
    D.  分别用不同频率的光照射之后绘制               Uc-ν 图像的斜率可能不同

    [解析] 锌和银的逸出功不同,根据光电效应方程                   Ekm=hν-W0  得,相同的频率,不同
的逸出功,则光电子的最大初动能也不同。故                   A 错误;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,则饱和光电流可能相同。故                             B 错误;根据光电效

应方程有    Ekm=hν-W0,根据能量守恒定律得:eUC=EKm,联立得:eUC=hν-W0,即
    hν-W0

UC=    e  ,可知,入射光的频率相同,逸出功                W0 不同,则遏止电压       UC 也不同。故     C 正
          h   W0                           h

确。由   UC=eν-   e ,可知,Uc-ν     图象的斜率     k=e=常数,所以两个光电管的            Uc-ν  图象
的斜率一定相同,故         D 错误.故选     C。

    5.(2018·湖南长沙月考)有人设想在探测遥远的宇宙时,给探测器安上面积极大、反射
率极高(可认为      100%)的薄膜,并让它正对太阳,用光压为动力推动探测器加速。已知探测
器在某轨道上运行时,每秒每平方米面积获得的太阳光能为                         E=1.5×104J,薄膜面积为       S=

6.0×102m2,若探测器总质量为         M=60kg,光速     c=3.0×108m/s,那么探测器得到的加速度
                                                                        h
大小最接近(根据量子理论,光子不但有能量,而且有动量,光子动量的计算式为                                 p=λ,其
中 h 是普朗克常量,λ       是光子的波长)导学号 21993378( A )
    A.1.0×10-3m/s2                      B.1.0×10-2m/s2
    C.1.0×10-1m/s2                      D.1.0m/s2
                                                                c
    [解析] 设探测器每秒每平方米薄膜面积上有                 n 个光子被反射,则有         nhλ=E,设面积
                                                      h
为 S 的薄膜受到光子的压力为          F,由动量定理可知         Ft=2Np=2Nλ,其中总光子数         N=nS,
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

                   F                   2ES
t=1.0s,加速度为     a=M,由以上各式可得         a=cMt=1.0×10-3m/s2,选项     A 正确.
    6.(2018·四川成都月考)下列实验中,深入地揭示了光的粒子性一面的有
导学号 21993380( A )


    A.
    X 射线被石墨散射后部分波长变大


    B.
    阴极射线通过多晶薄膜后得到的衍射图样


    C.
    轰击金箔的     α 粒子有少数运动方向发生较大偏转


    D.
    氢原子发射的光经三棱镜分光后,呈现线状光谱
    [解析] X   射线被石墨散射后部分波长变大,这是康普顿效应,说明光具有粒子性,故
A 正确;衍射图样说明光具有波动性,B                错误;α   粒子散射实验,说明原子具有核式结构,
故 C 错误;氢原子发射的光经三棱镜分光后,呈现线状光谱,与光的粒子性无关,故                                 D 错
误。

    7.(2018·重庆一中月考)下列说法正确的是导学号 21993379( BD )
    A.黑体辐射电磁波的强度按波长分布的规律与黑体的温度无关
    B.德布罗意提出了实物粒子也具有波动性的猜想,而电子衍射实验证实了他的猜想

    C.由光电效应方程        Ek=hν-W0  可知,发生光电效应时光电子最大初动能与入射光频
率成正比

    D.用频率一定的光照射某金属发生光电效应时,入射光越强,单位时间发出的光电子
数越多
    [解析] 根据黑体辐射规律可知,黑体辐射电磁波的强度,按波长的分布规律与黑体的
温度有关,故      A 错误;德布罗意首先提出了物质波的猜想,之后电子衍射实验证实了他的
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台


猜想,故    B 正确;根据光电效应方程           Ek=hν-W0  可知,光电子的最大初动能与入射光的频
率成一次函数关系,不是成正比关系,故                 C 错误;用频率一定的光照射某金属发生光电效
应时,入射光越强,则单位时间内发出的光电子数越多,故                         D 正确。

    8.(2018·山西康杰中学检测)黑体辐射的实验规律如图所示,由图可知导学号 21993381( 
ACD )


    A.随温度升高,各种波长的辐射强度都增加
    B.随温度降低,各种波长的辐射强度都增加
    C.随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
    D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
    [解析] 根据题中所给的黑体辐射的实验规律图可知,随着温度的升高,各种波长的辐
射强度都增加,且随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。故                                  A、C、
D 正确,B   错误。

    9.(2018·江苏扬州中学月考)如图所示,电路中所有元件完好,当光照射到光电管上时,
灵敏电流计中没有电流通过,可能的原因是导学号 21993382( BC )


    A.入射光强度较弱                           B.入射光波长太长
    C.电源正负极接反                           D.光照射时间太短
    [解析] 光电管能否产生光电效应与入射光的强度没有关系,故                         A 错误。若入射光波长
太长,大于金属的极限波长时,金属不能产生光电效应,灵敏电流计中没有电流通过,故
B 正确。电源正负极接反时,光电管加上反向电压,光电子做减速运动,可能不能到达阳极,
电路中不能形成电流,故           C 正确。光电管能否产生光电效应与光照时间没有关系,故                       D 错
误。

    10.(2018·湖北恩施一中月考)用如图所示的装置演示光电效应现象。当用某种频率的光
照射到光电管上时,电流表            G 的读数为    I。若改用更高频率的光照射,此时
导学号 21993383( BC )
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台


    A.将电池的极性反转,则光电管中没有光电子产生
    B.将开关    S 断开,则有电流流过电流表            G
    C.将变阻器的触点        c 向 b 移动,光电子到达阳极时的速度可能变小
    D.只要电源的电动势足够大,将变阻器的触点                   c 向 a 端移动,电流表       G 的读数必将变
大
    [解析] 电流表有示数说明发生了光电效应,有光电子产生,光电管左侧是正极,右侧
是负极,电场强度方向向右,产生的光电子受向左的电场力,飞出后做加速运动,如将电池
的极性反转,光电子飞出后做减速运动,也可能到达正极,选项                           A 错误;将开关      S 断开,
产生的光电子匀速运动到左侧,有电流流过电流表                     G,选项    B 正确;将变阻器的触点         c 向
b 移动,光电管两端电压减小,光电子到达阳极时的速度可能变小,选项                             C 正确;当光强一
定,光电流达到饱和时,即使再增大光电管两端的电压,光电流也不会增大,故即使电源的
电动势足够大,将变阻器的触点             c 向 a 移动,电流表      G 的读数不一定变大,选项           D 错误。

    11.(2018·河北定州检测)三种不同的入射光             A、B、C   分别射在三种不同的金属           a、b、
                                                             导学号
c 表面,均恰能使金属中逸出光电子,若三种入射光的波长                       λA>λB>λC,则        21993384( 
CD )
    A.用入射光     A 照射金属    b 和 c,金属   b 和 c 均可发生光电效应现象
    B.用入射光     A 和 B 照射金属    c,均可使金属      c 发生光电效应现象
    C.用入射光     C 照射金属    a 和 b,金属   a、b  均可发生光电效应现象
    D.用入射光     B 和 C 照射金属    a,均可使金属       a 发生光电效应现象
    [解析] 恰能使金属逸出光电子,说明入射光的频率恰好等于金属的截止频率,由题意

知入射光的频率       νA<νB<νC,A 的频率最小,用入射光          A 照射金属    b 和 c,金属   b 和 c 均不能
发生光电效应,A       错误;A、B     光的频率都小于       C 的频率,用入射光        A 和 B 照射金属    c,金
属不能发生光电效应,B          错误;C    的频率比    A、B  的频率都大,所以用入射光           C 照射金属
a 和 b,金属   a、b 均可发生光电效应,C          正确;A   的频率小于     B、C  的频率,所以用入射光
B、C  照射金属    a,均可使金属      a 发生光电效应,D       正确。

    12.(2018·湖南长沙高三上学期期末)利用如图所示的电路研究光电效应现象,其中电极
K 由金属钾制成,其逸出功为           2.25eV。用某一频率的光照射时,逸出光电子的最大初动能
为 1.50eV,电流表的示数为        I.已知普朗克常数约为        6.6×10-34J·s,下列说法正确的是
导学号 21993385( AD )
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台


    A.金属钾发生光电效应的极限频率约为                 5.5×1014Hz
    B.若入射光频率加倍,光电子的最大初动能变为                    3.00eV
    C.若入射光频率加倍,电流表的示数变为                 2I
    D.若入射光频率加倍,遏止电压的大小将变为                   5.25V
                                                          2.25 × 1.6 × 10-19
                                                                  -
    [解析] 根据    hνC=W0 得:金属钾发生光电效应的极限频率                νC=   6.6 × 10 34  =

      14
5.5×10 Hz,故   A 正确;由光电效应方程          Ek=hν﹣W0  可知,入射光频率加倍,光电子的最
大初动能大于原来的两倍,即大于              3.00eV,故  B 错误;入射光频率加倍后,光电流增大,

但不是   2 倍的关系,故      C 错误;频率加倍前,入射光的能量              hν=Ek+W0=3.75eV,频率加

倍后,入射光能量为         2hν=7.5eV,最大初动能为       Ek′=2hν-W0=5.25eV,根据       Ue=

Ek′可知,遏止电压的大小为           U=5.25V,故    D 正确。
    二、非选择题

    13.(2018·河南鹤壁高中月考)图甲为观测光电效应的实验装置示意图,已知实验中测得

某种金属的遏止电压         Uc 与入射光频率     ν 之间的关系如图乙所示,则根据图象可知,普朗克
          eU1

常量  h=    v1  ,该金属的逸出功         W0=_eU1__;如果实验中入射光的频率为              ν2(ν2>ν1),则
                            eU1
                                                              导学号
产生的光电子的最大初动能            Ek=  ν1 (ν2-ν1) (已知电子的电荷量为        e)。       21993386


                          hν  W0                      U1  h

    [解析] 由图象可知,Uc=         e - e ,得图线的斜率的大小为          ν1 =e,那么普朗克常量
   eU1

h= ν1 。当遏止电压为       U1 时,最大初动能为零,则入射光的能量等于逸出功,所以                       W0=

hν1=eU1;如果实验中入射光的频率为             ν2(ν2>ν1),根据光电效应方程       Ek=hν2-W0=hν2-
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

     eU1

eU1= ν1 (ν2-ν1)。

    14.如图所示,一光电管的阴极用极限波长                 λ0=5000Å 的钠制成。用波长        λ=3000Å  的
紫外线照射阴极,光电管阳级            A 和阴极    K 之间的电势差      U=2.1V,光电流的饱和值         I=
0.56μA。导学号 21993387


    (1)求每秒内由阴极      K 发射的光电子数。
    (2)求光电子到达阳极       A 时的最大动能。
    (3)如果电势差    U 不变,而照射光的强度增到原值的               3 倍,此时电子到达阳极         A 时的最
大动能是多少?(普朗克常量           h=6.63×10-34J·s,电子的电荷量       e=1.6×10-19C)
    答案:(1)3.5×1012(个) (2)6.01×10-19J 

    (3)6.01×10-19J
    [解析] (1)每秒内由阴极       K 发射出的光电子数
       It
    n=e=3.5×1012(个)
    (2)由爱因斯坦光电效应方程得
                  1  1

    Ek=hν-W0=hc(λ-λ0)
                             1        1
    =6.63×10-34×3×108×(3   × 10-7-5 × 10-7)J

    ≈2.65×10-19J
    再由动能定理,在阴极          K 逸出的光电子经过电势差为           U 的电场加速,到达阳极          A 时的
最大动能为

                        -19        -19               -19
    Ekm=Ek+eU=(2.65×10     +1.6×10    ×2.1)J=6.01×10   J
    (3)根据光电效应现象的特点,逸出光电子的动能只与入射光的频率有关,与入射光强
度无关,所以当光的强度增到原值三倍时,电子到达阳极                        A 时的最大动能不变,仍为

6.01×10-19J。
10积分下载