《2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练38波粒二象性含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练38波粒二象性含解析.pdf（14页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、波粒二象性波粒二象性 小题狂练 小题是基础 练小题 提分快 38 1.2019云南省建水六中测试(多选)下列说法正确的是( ) A光的波粒二象性是用牛顿的微粒说加上惠更斯的波动的规律来描述的 B光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的电磁理论 C光子说并没有否定电磁说，光子的能量 Eh， 表示波的特性，E 表示粒子的特 性 D个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性 答案：CD 解析：爱因斯坦的“光子说”与惠更斯的波动说揭示了光具有波粒二象性，A错误；麦 克斯韦根据他的电磁理论，认为光是一种电磁波，而赫兹证实了电磁波的存在，电磁波传播 速度跟光速相同，麦克斯韦提出光是一种电磁波，光子说
2、并没有否定光的电磁说，在光子能 量公式 Eh 中，频率 表示波的特性，E 表示粒子的特性，B错误，C正确；光波不同 于宏观概念中的那种连续的波， 它是表明大量光子运动规律的一种概率波， 个别光子的行为 表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性，D正确 22019江西省上饶一中模拟某激光器能发射波长为 的激光，发射功率为 P，c 表示光速，h 表示普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为( ) A. B. Pc h hc C. D. P hc c hP 答案：C 解析 ： 每个光子的能量为Ehh，设每秒(t1 s)激光器发出的光子数是n，则Pt c nE，即 Pnh，得 n，C正确，A、B、D错
3、误 c P hc 32019安徽省合肥模拟一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出， 下列说法中错误的是( ) A无论增大入射光的频率还是增加入射光的强度，金属的逸出功都不变 B只延长入射光的照射时间，光电子的最大初动能将增加 C只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大 D只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多 答案：B 解析：金属的逸出功只与金属本身有关，与照射光无关，选项A正确；增大入射光的频 率，入射光光子的能量变大，金属的逸出功不变，故光电子的最大初动能增大，选项C正确 ； 增大入射光的强度，则单位时间内入射光的光子数目增大，逸出的光电子数目也将增多，选 项D
4、正确 ； 延长入射光的照射时间，入射光光子的能量不变，光电子的最大初动能不变，选 项B符合题意 42019安徽省六安一中模拟(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子 的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为(4.31014 Hz,0)， 与纵轴 交点坐标为(5.51014 Hz,0.5 eV)由图可知( ) A该金属的截止频率为 4.31014 Hz B该金属的截止频率为 5.51014 Hz C该图线的斜率表示普朗克常量 D该金属的逸出功为 0.5 eV 答案：AC 解析 ： 当最大初动能为零时，入射光的光子能量与逸出功相等，即入射光的频率等于金 属的截止频率， 可
5、知金属的截止频率为 4.31014 Hz，A正确，B错误 ； 根据 EkmhW0知， 图线的斜率表示普朗克常量，C正确；金属的逸出功为 W0h06.6310344.31014 J1.78 eV，故D错误 52019天津市耀华中学检测在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实 验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示，则可判 断出( ) A甲光的频率大于乙光的频率 B乙光的波长小于丙光的波长 C乙光的频率小于丙光的频率 D对于同种金属，甲光对应的光电子的最大初动能大于丙光对应的光电子的最大初动 能 答案：C 解析：甲、乙光截止电压相同，故它们的频率相同，A错
6、误；乙光截止电压比丙光低， 故乙光频率比丙光低，波长比丙光长，B错误；乙光截止电压比丙光低，故乙光的频率比丙 光低，C正确；甲光截止电压比丙光低，根据 eU mvhW0，甲光对应的光电子最大 1 2 2max 初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，D错误 62019西藏林芝一中模拟如图所示是实验室用来研究光电效应原理的装置图，电 表均为理想电表，当入射光的能量等于 9 eV时，灵敏电流表检测到有电流流过，当电压表 示数等于 5.5 V时，灵敏电流表示数刚好等于 0.则下列说法正确的是( ) A若增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大 B若入射光光子的能量小于 3.5 eV，改变电源的正、负
7、极方向，则电流表示数可能会 不等于 0 C光电管材料的逸出功等于 3.5 eV D增大入射光的波长，在电压表示数不变的情况下，电流表示数会变大 答案：C 解析：根据爱因斯坦光电效应方程 EkmhW0，可知光电子的最大初动能与光的强度 无关，A错误；该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数等于 5.5 V时，电流表 示数刚好为 0， 知光电子的最大初动能为 5.5 eV， 根据爱因斯坦光电效应方程 EkmhW0， 可得 W03.5 eV.若入射光光子的能量小于 3.5 eV，则不能发生光电效应，电流表示数一定 会等于 0，B错误，C正确；增大入射光的波长，则光的频率减小，根据爱因斯坦光电效
8、应 方程 EkmhW0，则知光电子的最大初动能减小，在电压表示数不变的情况下，电流表示 数可能会变小，D错误 72019天津市静海六中检测(多选)大量处于基态的氢原子吸收了某种单色光的能 量后能发出 3 种不同频率的光子，分别用它们照射一块逸出功为 W0的金属板时，只有频率 为 1和 2(12)的两种光能发生光电效应下列说法正确的是( ) A金属板的极限频率为W 0 h B光电子的最大初动能为 h(12)W0 C吸收光子的能量为 h(12) D另一种光的光子能量为 h(12) 答案：AD 解析：金属板的极限频率满足 h0W0，得 0，A正确；频率为 1的光照射到金 W0 h 属板时逸出的光电子
9、初动能最大，则光电子的最大初动能为 Ekh1W0，B错误；吸收光 子的能量为 h1，C错误；逸出的三种光子能量关系为：h1h2h3，所以另一种光 的光子能量为 h(12)，D正确 82014广东卷(多选)在光电效应实验中，用频率为 的光照射光电管阴极，发生 了光电效应，下列说法正确的是( ) A增大入射光的强度，光电流增大 B减小入射光的强度，光电效应现象消失 C改用频率小于 的光照射，一定不发生光电效应 D改用频率大于 的光照射，光电子的最大初动能变大 答案：AD 解析：根据光电效应规律可知，增大入射光的强度，光电流增大，A项正确；减小入射 光的强度，光电流减小，光电效应现象并不消失，B项错
10、误；改用小于 的入射光照射， 如果入射光的频率仍然大于光电管阴极材料的极限频率，仍能发生光电效应，C项错误；由 爱因斯坦光电效应方程可知，增大入射光的频率，光电子的最大初动能增大，D项正确 92013北京卷以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时 间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认 识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可 能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实 光电效应实验装置示意如图用频率为 的普通光源照射阴极K，没有发生光电效 应换用同样频率 的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时
11、，若加上反向电压 U， 即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电 场逐渐增大 U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压 U 可能是下 列的(其中 W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( ) AU BU h e W e 2h e W e CU2hW DU 5h 2e W e 答案：B 解析 ： 用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成 为可能，从而形成多光子光电效应由题意知最大初动能 EkeU，根据爱因斯坦光电效应 方程有：nhWEkWeU(n2)，得：U(n2)，则B项正确，其他选项错误 nhW
12、e 10名师原创关于波粒二象性，下列说法中正确的是( ) A图 1 中紫光照射到锌板上可以发生光电效应，则其他可见光照射到锌板上也一定可 以发生光电效应 B图 2 中入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大 C图 3 说明光子既有粒子性也有波动性 D戴维孙和G.P.汤姆孙利用图 4 证明了电子具有波动性 答案：D 解析 ： 在可见光中，紫光的频率最大，故紫光光子的能量最大，紫光照射到锌板上可以 发生光电效应，但其他可见光照射到锌板上不一定发生光电效应，A错误；入射光的强度只 能改变单位时间内逸出光电子的数量，但不能增大逸出光电子的最大初动能，B错误；光的 散射揭示了光的粒子性
13、，没有揭示光的波动性，C错误；衍射是波特有的现象，故电子束衍 射实验证明了电子具有波动性，D正确 11. 名师原创在用不同频率的光分别照射钨(W)和锌(Zn)做光电效应实验时，得到了如图 所示的光电子最大初动能与入射光频率的关系图象由此可知( ) A图象斜率表示普朗克常量的倒数 B锌的逸出功大于钨的逸出功 C光电子最大初动能与入射光的频率成正比 D若增加光照强度，产生的光电子最大初动能增大 答案：B 解析：根据爱因斯坦光电效应方程有 EkhW0，其中 W0为金属的逸出功，W0hc， 由此可知在 Ek 图象中，图象斜率表示普朗克常量 h，横轴截距大小表示该金属的极限 频率 c的大小， 由题图可知
14、锌的极限频率大于钨的极限频率， 锌的逸出功大于钨的逸出功， 选项A错误，B正确 ； 光电子最大初动能与入射光的频率成线性关系，但不是成正比，选项C 错误 ； 若增加光照强度，产生的光电子数目增多，但光电子的最大初动能不变，选项D错误 122019湖南省湘潭一中摸底如图所示，是某次实验中得到的甲、乙两种金属的遏 止电压 Uc与入射光频率 的关系图象，两金属的逸出功分别为 W甲、W乙，如果用 1频率 的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为 E甲、E乙，则下列关系正确的是( ) AW甲W乙 BW甲E乙 DE甲E乙 答案：A 解析 ： 根据爱因斯坦光电效应方程得 ： EkmhW0hh0， 又Ekm
15、eUc； 解得 ： eUc hh0；由 Uc 图线可知，当 Uc0，1，金属甲的极限频率大于金属乙的，则 金属甲的逸出功大于乙的，即 W甲W乙如果用 1频率的光照射两种金属，根据光电效应方 程，当相同频率的入射光照射时，则逸出功越大，其光电子的最大初动能越小，因此 E甲0)的光照射在阴极上， 若在A、K之间加一数值为 U 的反向电压时， 光电流恰好为零， 已知普朗克常数为 h，电子电荷量为 e，则( ) A阴极材料的逸出功为 h0 B有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为 eU C有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为 hh0 D有光电子逸出，且光电子的最大初动能为零 E无光电子逸出，
16、因为光电流为零 答案：ABC 解析：由逸出功的意义知阴极材料的逸出功 W0h0，A对；由于入射光的频率 0， 所以能发生光电效应，有光电子逸出，E错 ；A、K间加的是反向电压，则电子飞出后要做减 速运动， 当速度最大的光电子到达阳极A时速度减为零， 光电流恰好为零， 由动能定理得Ekm eU，B对、D错 ； 由爱因斯坦光电效应方程 EkmhW0， 且 W0h0， 则有 Ekmhh0，C 对 8(多选)如图所示，电路中所有元件都是完好的，当光照射到光电管上时，灵敏电流 计指针未发生偏转，可能的原因是( ) A入射光强度较弱 B入射光波长太长 C光照射时间太短 D电源正负极接反 E入射光频率太低
17、答案：BDE 解析 ： 灵敏电流计指针未发生偏转，可能是未发生光电效应现象，即入射光的频率小于 金属的截止频率(入射光的波长大于金属的极限波长)，与光照强度无关，A错，B、E对 ； 光 电效应的发生是瞬间的，与入射光的照射时间无关，C错；灵敏电流计指针未发生偏转，还 可能是由于电源正、 负极接反， 光电子做减速运动， 不能到达阳极， 电路中不能形成电流，D 对 9下列说法中正确的是( ) A物质波属于机械波 B只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性 C德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有 一种波和它对应，这种波叫物质波 D宏观物体运动时，看不到它的
18、波动性，所以宏观物体运动时不具有波动性 答案：C 102019湖北八校联考(多选)如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率 的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应图乙 为其中一个光电管的遏止电压 Uc随入射光频率 变化的函数关系图象 对于这两个光电管， 下列判断正确的是( ) A因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压 Uc不同 B光电子的最大初动能不同 C因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同 D两个光电管的 Uc 图象的斜率可能不同 答案：ABC 解析：根据光电效应方程 EkhW0和 UceEk得，频率相同，逸出功不同
19、，则遏止 电压也不同，A正确；根据光电效应方程 EkhW0得，频率相同，逸出功不同，则光电 子的最大初动能也不同，B正确；虽然光的频率相同，但 光的强度不确定， 所以单位时间内逸出的光电子数可能相同， 饱和光电流也可能相同，C 正确；由 Uc知图线的斜率为 ，即只与 h 和 e 有关，斜率为常数，一定相同，D错 h e W0 e h e 误 二、非选择题 11用如图甲所示的装置研究光电效应，当用光子能量为 5 eV的光照射光电管时，测 得电流表的示数随电压变化的图象如图乙所示则光电子的最大初动能为_J，阴极 所用材料的逸出功为_J(电子电荷量 e1.61019 C) 答案：3.21019 4.
20、81019 解析：由题图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压且此电压为2 V时，电流表示 数为 0，即光电子的最大初动能为 Ekm2 eV3.21019 J，根据爱因斯坦光电效应方程知 Ekm hW0，代入数值得 W03 eV4.81019 J. 12 光具有波粒二象性， 光子能量 E0h( 为光子频率)， 在爱因斯坦提出光子说后， 法国物理学家德布罗意提出了光子动量与光波波长的关系 p， 若某激光管以功率 PW60 h W发射波长 663 nm的光束，则该激光管在 1 s内发射出的光子数为_，若光束全 部被某黑体表面吸收， 则该光束对黑体表面的作用力大小为_ (光在真空中传播速度 c 3108 m/s，普朗克常量 h6.631034 Js) 答案：21020 2107 N 解析 ： 令在时间t1 s内发射出的光子数为 n，由能量守恒知 PWtnh，而 ，联立得 n，代入数值得 n21020； 由题意知在时间t 内全部被黑体表面吸 c PWt hc 收的光子的总动量为 p总npn， 由动量定理知 Ftp总， 联立得 F h nh t nh t ， 代入数值得 F2107 N， 由牛顿第三定律知该光束对黑体表面的作用力大小为 PW c 2107 N.