2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)38 波粒二象性（含解析）

2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)38 波粒二象性（含解析）一、單項選擇題1在光電效應(yīng)實驗中，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能取決于入射光的()A頻率 B強度C照射時間 D光子數(shù)目解析：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0可知，Ek只與頻率有關(guān)，A正確答案：A2關(guān)于光的本性，下列說法正確的是()A光既具有波動性，又具有粒子性，這是互相矛盾和對立的B光的波動性類似于機械波，光的粒子性類似于質(zhì)點C大量光子才具有波動性，個別光子只具有粒子性D由于光既具有波動性，又具有粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，只能認為光具有波粒二象性解析：光既具有波動性，又具有粒子性，但不同于宏觀的機械波和機械粒子，波動性和粒子性是光在不同的情況下的不同表現(xiàn)，是同一客體的兩個不同的側(cè)面、不同屬性，只能認為光具有波粒二象性，A、B、C錯誤，D正確答案：D3如圖所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長為0的光照射到陰極K上時，電路中有光電流，則()A若換用波長為1(1>0)的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流B若換用波長為2(2<0)的光照射陰極K時，電路中一定有光電流C增加電路中電源兩極電壓，電路中光電流一定增大D若將電源極性反接，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生解析：當(dāng)用波長為0的光照射陰極K時，電路中有光電流，只有換用頻率更大，也就是波長比0小的光照射陰極K時才一定有光電流，換用波長比0大的光時情況不確定，A錯誤，B正確電路中光電流由光電子數(shù)目決定，與光的強度有關(guān)，與電路中電源兩極電壓無關(guān)，C錯誤若將電源極性反接，光電子做減速運動，若接近A板時還沒有減速到零，電路中就可能有光電流產(chǎn)生，D錯誤答案：B4現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為abc123.當(dāng)用a光束照射某種金屬板時能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為Ek，若改用b光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動能為Ek，當(dāng)改用c光束照射該金屬板時()A能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為EkB能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為EkC能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為EkD由于c光束光子能量較小，該金屬板不會發(fā)生光電效應(yīng)解析：對a、b、c三束光由光電效應(yīng)方程有：WEk，WEk，由以上兩式可得Ek，WEk.當(dāng)改用c光束照射該金屬板時WEkEkEk，故B正確答案：B5某光波射到一逸出功為W的光電材料表面，所產(chǎn)生的光電子在垂直于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中做圓周運動的最大半徑為r，設(shè)電子的質(zhì)量為m，帶電量為e，普朗克常量為h，則該光波的頻率為()A. B.CW/h DW/h解析：由evBmv2/r可得所產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ekmv2.由愛因斯坦光電效應(yīng)方程，EkhW，解得W/h，選項C正確答案：C二、多項選擇題6三種不同的入射光線甲、乙、丙分別照射在三種不同的金屬a、b、c上，均恰能使金屬中逸出光電子已知三種光線的波長甲>乙>丙，則()A用入射光甲照射金屬b，可能發(fā)生光電效應(yīng)B用入射光丙照射金屬b，一定發(fā)生光電效應(yīng)C用入射光甲和乙同時照射金屬c，可能發(fā)生光電效應(yīng)D用入射光乙和丙同時照射金屬a，一定發(fā)生光電效應(yīng)解析：由，甲>乙>丙可知，甲<乙<丙用入射光甲、乙、丙照射金屬a、b、c均恰好發(fā)生光電效應(yīng)，說明a金屬極限頻率最小，c金屬的極限頻率最大，結(jié)合光電效應(yīng)發(fā)生條件可知，A、C錯誤，B、D正確答案：BD7用波長為和2的光照射同一種金屬，分別產(chǎn)生的速度最快的光電子速度之比為21，普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示，那么下列說法正確的有()A該種金屬的逸出功為hc/3B該種金屬的逸出功為hc/C波長超過2的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D波長超過4的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)解析：由hWEk知hWmv，hWmv，又v12v2，所以W.光的波長小于或等于3時方能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D項正確答案：AD8如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率變化的圖線(直線與橫軸的交點坐標(biāo)4.27，與縱軸交點坐標(biāo)0.5)由圖可知()A該金屬的截止頻率為4.27×1014 HzB該金屬的截止頻率為5.5×1014 HzC該圖線的斜率表示普朗克常量D該金屬的逸出功為0.5 eV解析：圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯誤；由光電效應(yīng)方程EkhW0，可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為W0h0 eV1.77 eV，D錯誤答案：AC三、非選擇題9.如圖所示，當(dāng)電鍵S斷開時，用光子能量為3.6 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于1.6 V時，電流表的讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表的讀數(shù)大于或等于1.6 V時，電流表讀數(shù)為零(1)求此時光電子的最大初動能的大??；(2)求該陰極材料的逸出功解析：(1)設(shè)用光子能量為3.6 eV的光照射時，光電子的最大初動能為Ekm，陰極材料逸出功為W0.當(dāng)反向電壓達到U1.6 V以后，具有最大初動能的光電子恰好達不到陽極，因此eUEkm，解得Ekm1.6 eV(2)由光電效應(yīng)方程得EkmhW0解得W02.0 eV.答案：(1)1.6 eV(2)2.0 eV10.某同學(xué)采用如右圖所示的實驗電路研究光電效應(yīng)，用某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象閉合開關(guān)S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此時電壓的示數(shù)U稱為反向遏止電壓根據(jù)反向遏止電壓，可以計算出光電子的最大初動能現(xiàn)分別用頻率為1和2的單色光照射陰極，測量到反向遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子的比荷為，求：(1)陰極K所用金屬的極限頻率；(2)用題目中所給條件表示普朗克常量h.解析：(1)設(shè)陰極所用金屬的逸出功為W0，極限頻率為c，由于陽極A和陰極K之間所加電壓為反向電壓，根據(jù)動能定理得eU10mveU20mv根據(jù)光電效應(yīng)方程得mvh1W0mvh2W0其中W0hc解以上各式得c(2)由以上各式得eU1h1W0eU2h2W0解得h.答案：(1)(2)11德布羅意認為，任何一個運動著的物體，都有一種波與它對應(yīng)，波長是，式中p是運動物體的動量，h是普朗克常量已知某種紫光的波長是440 nm，若將電子加速，使它的德布羅意波長是這種紫光波長的104倍求：(1)電子的動量大小(2)試推導(dǎo)加速電壓跟德布羅意波長的關(guān)系，并計算加速電壓的大小電子質(zhì)量m9.1×1031 kg，電子電荷量e1.6×1019 C，普朗克常量h6.6×1034 J·s，加速電壓的計算結(jié)果取一位有效數(shù)字解析：(1)由得p kg·m/s1.5×1023 kg·m/s；(2)eUEk，又聯(lián)立解得U，代入數(shù)據(jù)解得U8×102 V.答案：(1)1.5×1023 kg·m/s(2)U8×102 V