《2019高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第12章 第1講 波粒二象性精練（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第12章 第1講 波粒二象性精練（含解析）（7頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1講　波粒二象性 ◎基礎(chǔ)鞏固練 1．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的(　　) A．頻率　　　　　　　　　 B．強(qiáng)度 C．照射時(shí)間 D．光子數(shù)目 解析：　由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，Ek只與頻率ν有關(guān)，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)，選項(xiàng)A正確。 答案：　A 2．如果一個(gè)電子的德布羅意波長和一個(gè)中子的相等，對于它們，下面的物理量相等的是(　　) A．速度 B．動(dòng)能 C．動(dòng)量 D．總能量 解析：　根據(jù)德布羅意波長公式λ＝，選C。 答案：　C 3．(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，

2、都能發(fā)生光電效應(yīng)。對于這兩個(gè)過程，下列四個(gè)物理過程中，一定不同的是(　　) A．遏止電壓 B．飽和光電流 C．光電子的最大初動(dòng)能 D．逸出功 解析：　同一束光照射不同的金屬，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金屬逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知，最大初動(dòng)能不同，則遏止電壓不同；同一束光照射，光中的光子數(shù)目相等，所以飽和電流是相同的，故選A、C、D。 答案：　ACD 4．(多選)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是(　　) A．電子束通過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣 B．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu) C．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的

3、微觀結(jié)構(gòu) D．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān) 解析：　電子束通過雙縫產(chǎn)生干涉圖樣，體現(xiàn)的是波動(dòng)性，A正確；衍射體現(xiàn)的是波動(dòng)性，B正確；電子顯微鏡利用了電子束波長短的特性，C正確；光電效應(yīng)體現(xiàn)的是光的粒子性，D錯(cuò)誤。 答案：　ABC 5．(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是(　　) A．增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大 B．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)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(yīng) D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大 解析：　增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間

4、內(nèi)照射到單位面積的光電子數(shù)增加，則光電流將增大，故選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于照射光的頻率，而與照射強(qiáng)度無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的光照射時(shí)，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)hν－W逸＝mv2可知，增加照射光頻率，光電子的最大初動(dòng)能也增大，故選項(xiàng)D正確。 答案：　AD 6．在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，與光的波動(dòng)理論不矛盾的是(　　) A．光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的 B．所有金屬都存在極限頻率 C．光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大 D．入射光頻率越大，光電子最大初動(dòng)能越大 解析：　根據(jù)波動(dòng)理論，認(rèn)為只要光照射的時(shí)間

5、足夠長、足夠強(qiáng)就能發(fā)生光電效應(yīng)，且光電子的初動(dòng)能就大，但實(shí)驗(yàn)中金屬表面沒有逸出電子的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，發(fā)生是瞬時(shí)的，且入射光頻率越大，光電子最大初動(dòng)能越大，這與光的波動(dòng)理論相矛盾，故A、B、D錯(cuò)誤。波動(dòng)理論認(rèn)為光強(qiáng)度越大，光電流越大；光電效應(yīng)中認(rèn)為光強(qiáng)度越大，光子越多，金屬表面溢出的光電子越多，即光電流越大，所以該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與波動(dòng)理論不矛盾，故C正確。 答案：　C 7．(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有(　　) A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性 B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性 C．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用

6、光的波動(dòng)性解釋 D．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等 解析：　光電效應(yīng)說明光的粒子性，所以A正確；熱中子束在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，即運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子具有波的特性，即說明中子具有波動(dòng)性，所以B正確；黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律說明電磁輻射具有量子化，即黑體輻射是不連續(xù)的、一份一份的，所以黑體輻射用光的粒子性解釋，即C錯(cuò)誤；根據(jù)德布羅意波長公式λ＝，p2＝2mEk，又質(zhì)子的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量，所以動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波波長較短，所以D錯(cuò)誤。 答案：　AB 8．某金屬的遏止電壓用Uc表示，入射光頻率用ν表示，用不同頻率的光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，得到Uc－ν圖象如圖所示。根據(jù)

7、圖象求出該金屬的截止頻率νc為(已知電子電荷量e＝1.6×10－19 C)(　　) A．1.0×1014 Hz　　　　　　　 B．2.0×1014 Hz C．5.0×1014 Hz D．17.5×1014 Hz 解析：　eUc＝mv＝hν－W，Uc＝－，由圖象可得Uc＝0時(shí)，νc＝5.0×1014 Hz。故選項(xiàng)C正確。 答案：　C 9．(2017·北京理綜·18)2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧

8、霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。 一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108m/s) (　　) A．10－21 J B．10－18 J C．10－15 J D．10－12 J 解析：　本題考查光子能量。由題意知，電離一個(gè)分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝h＝2×10－18 J，故選項(xiàng)B正確。 答案：　B ◎能力提升練 10. (2018·重慶一中模擬)在如圖所示的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置中，光電管陰極K的極限頻率為ν0，現(xiàn)用頻率為

9、ν(ν＞ν0)的光照射在陰極上，若在A、K之間加一數(shù)值為U的反向電壓時(shí)，光電流恰好為零，則下列判斷錯(cuò)誤的是(　　) A．陰極材料的逸出功等于hν0 B．有光電子逸出，且光電子的最大初動(dòng)能可表示為eU C．有光電子逸出，且光電子的最大初動(dòng)能可表示為hν－h(huán)ν0 D．無光電子逸出，因?yàn)楣怆娏鳛榱? 解析：　陰極材料的逸出功為W0＝hν0，選項(xiàng)A正確。由于入射光的頻率ν>ν0，則能發(fā)生光電效應(yīng)，有光電子逸出，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。但是A、K間加的是反向電壓，電子飛出后要做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度最大的光電子減速到A端速度為零時(shí)，光電流恰好為零，由動(dòng)能定理得－eU＝0－Ekm，則Ekm＝eU，選項(xiàng)B正確。由愛因

10、斯坦光電效應(yīng)方程有Ekm＝hν－W0，選項(xiàng)C正確。 答案：　D 11. 研究光電效應(yīng)的電路如圖所示。用頻率相同、強(qiáng)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的關(guān)系圖象中，正確的是(　　) 解析：　根據(jù)光電效應(yīng)方程知，頻率相同的光照射金屬，光電子的最大初動(dòng)能相等，根據(jù)mv＝eUc，知遏止電壓相等，光越強(qiáng)，光電流越大，故C正確。 答案：　C 12．關(guān)于波粒二象性，下列說法中正確的是(　　) A．圖1中紫光照射到鋅板上可以發(fā)生光電效應(yīng)，則其他可見光照射到鋅板上也一定可以發(fā)生光電效

11、應(yīng) B．圖2中入射光的強(qiáng)度越大，則在陰極板上產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大 C．圖3說明光子既有粒子性也有波動(dòng)性 D．戴維孫和湯姆孫利用圖4證明了電子具有波動(dòng)性 解析：　在可見光中，紫光的頻率最大，故紫光光子的能量最大，紫光照射到鋅板上可以發(fā)生光電效應(yīng)，但其他可見光照射到鋅板上不一定發(fā)生光電效應(yīng)，A錯(cuò)誤；入射光的強(qiáng)度只能改變單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的數(shù)量，但不能增大逸出光電子的最大初動(dòng)能，B錯(cuò)誤；光的散射揭示了光的的粒子性，沒有揭示光的波動(dòng)性，C錯(cuò)誤；衍射是波特有的現(xiàn)象，故電子束衍射實(shí)驗(yàn)證明了電子具有波動(dòng)性，D正確。 答案：　D 13. (多選)如圖所示是某金屬在光的照射下，光電子

12、的最大初動(dòng)能Ek與入射光的波長的倒數(shù)的關(guān)系圖象，由圖象可知(　　) A．圖象中的λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小波長 B．普朗克常量和光速的乘積hc＝Eλ0 C．該金屬的逸出功等于－E D．若入射光的波長為λ0/3，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E 解析：　圖象中的λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最大波長，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的波長的倒數(shù)的關(guān)系圖象對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為Ek＝hc－W，由圖象可知Ek＝0時(shí)，hc＝Eλ0，選項(xiàng)B正確；由Ek＝hc－W，并結(jié)合關(guān)系圖象可得該金屬的逸出功W＝E，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若入射光的波長為，由Ek＝hc－W，解得Ek＝hc－W＝3E－

13、E＝2E，即產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E，選項(xiàng)D正確。 答案：　BD 14．(多選)如圖所示，N為鋁板，M為金屬網(wǎng)，它們分別和電池兩極相連，各電池的極性和電動(dòng)勢在圖中標(biāo)出，鋁的逸出功為4.2 eV。現(xiàn)分別用能量不同的光子照射鋁板(各光子的能量在圖上標(biāo)出)，那么，下列圖中有光電子到達(dá)金屬網(wǎng)的是(　　) 解析：　入射光的光子能量小于逸出功，則不能發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)誤。 入射光的光子能量大于逸出功，能發(fā)生光電效應(yīng)；電場對光電子加速，故有光電子到達(dá)金屬網(wǎng)，故B正確。 入射光的光子能量大于逸出功，能發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0＝3.8 eV，因?yàn)樗拥碾妷簽榉聪螂妷?，反向電壓? V，光電子能到達(dá)金屬網(wǎng)，故C正確。 入射光的光子能量大于逸出功，能發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0＝3.8 eV，所加的反向電壓為4 V，根據(jù)動(dòng)能定理知，光電子不能到達(dá)金屬網(wǎng)，故D錯(cuò)誤。 答案：　BC 7