【三維設(shè)計(jì)】2014屆高三物理一輪 課時(shí)跟蹤檢測(cè)46 波粒二象性

課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十六)波粒二象性高考?？碱}型：選擇題計(jì)算題1關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說(shuō)法中不正確的是()A不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性B運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過(guò)一個(gè)小孔時(shí)，都沒(méi)有特定的運(yùn)動(dòng)軌道C波動(dòng)性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的，但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性2物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如果曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋，對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有下列認(rèn)識(shí)，正確的是()A曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)子，表現(xiàn)出光的波動(dòng)性B單個(gè)光子通過(guò)雙縫后的落點(diǎn)無(wú)法預(yù)測(cè)C干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方D只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性3有一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是()A改用頻率更小的紫外線照射B改用X射線照射C改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射D延長(zhǎng)原紫外線的照射時(shí)間4入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則下列說(shuō)法中正確的是()A從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B逸出的光電子的最大初動(dòng)能減小C單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D有可能不發(fā)生光電效應(yīng)5如圖1所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率變化的圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)。由圖可知圖1A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 6用波長(zhǎng)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(shuō)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(zhǎng)超過(guò)2的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D波長(zhǎng)超過(guò)4的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)7現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長(zhǎng)關(guān)系為abc123。當(dāng)用a光束照射某種金屬板時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek，若改用b光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek，當(dāng)改用c光束照射該金屬板時(shí)()A能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為EkB能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為EkC能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為EkD由于c光束光子能量較小，該金屬板不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)8(2012·山西山大附中測(cè)試)如圖2所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長(zhǎng)為0的光照射到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則()圖2A若換用波長(zhǎng)為1(1>0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流B若換用波長(zhǎng)為2(2<0)的光照射陰極K時(shí)，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(méi)有光電流產(chǎn)生9三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(zhǎng)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(shí)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(shí)照射金屬a，一定發(fā)生光電效應(yīng)10用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖3所示。則這兩種光()圖3A照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大B從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角大C通過(guò)同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大D通過(guò)同一玻璃三棱鏡時(shí)，a光的偏折程度大11如圖4所示，當(dāng)電鍵S斷開(kāi)時(shí)，用光子能量為2.5 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(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，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0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。圖4(1)求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大小。(2)求該陰極材料的逸出功。12德布羅意認(rèn)為，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，波長(zhǎng)是，式中p是運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h是普朗克常量。已知某種紫光的波長(zhǎng)是440 nm，若將電子加速，使它的德布羅意波長(zhǎng)是這種紫光波長(zhǎng)的104倍。求：(1)電子的動(dòng)量大小。(2)試推導(dǎo)加速電壓跟德布羅意波長(zhǎng)的關(guān)系，并計(jì)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(jì)算結(jié)果取一位有效數(shù)字。答 案課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十六) 波粒二象性1選D由德布羅意波可知A、C對(duì)；運(yùn)動(dòng)的微觀粒子，達(dá)到的位置具有隨機(jī)性，而沒(méi)有特定的運(yùn)動(dòng)軌道，B對(duì)；由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長(zhǎng)太小，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，不是不具有波粒二象性。應(yīng)選D項(xiàng)。2選BC曝光時(shí)間短時(shí)，光子到達(dá)底片的個(gè)數(shù)少，表現(xiàn)出光的粒子性，曝光時(shí)間長(zhǎng)，光子到達(dá)底片的個(gè)數(shù)多，則表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，干涉條紋中的明條紋部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方，但單個(gè)光子的落點(diǎn)是無(wú)法預(yù)測(cè)的，綜上所述，B、C正確，A、D錯(cuò)誤。3選B發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的強(qiáng)度和照射時(shí)間無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤；X射線的頻率大于紫外線的頻率，可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B正確。4選C光電效應(yīng)瞬時(shí)(109 s)發(fā)生，與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，A錯(cuò)；能否發(fā)生光電效應(yīng)，只決定于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，D錯(cuò)；光電子的最大初動(dòng)能只與入射光頻率有關(guān)，入射光頻率越大，最大初動(dòng)能越大，B錯(cuò)；光電子數(shù)目多少與入射光強(qiáng)度有關(guān)，可理解為一個(gè)光子能打出一個(gè)光電子，光強(qiáng)減弱，逸出的光電子數(shù)目減少，C對(duì)。5選AC圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯(cuò)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W0h0eV1.77 eV，D錯(cuò)誤。6選AD由hWEk知hWmv12，hWmv22，又v12v2，所以W。光的波長(zhǎng)小于或等于3時(shí)方能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D項(xiàng)正確。7選B對(duì)a、b、c三束光由光電效應(yīng)方程有：WEk，WEk，由以上兩式得Ek，WEk。當(dāng)改用c光束照射該金屬板時(shí)WEkEkEk，故B正確。8選B當(dāng)用波長(zhǎng)為0的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，只有換用頻率更大，也就是波長(zhǎng)比0小的光照射陰極K時(shí)才一定有光電流，換用波長(zhǎng)比0大的光時(shí)情況不確定，A錯(cuò)誤，B正確。電路中光電流由光電子數(shù)目決定，與光的強(qiáng)度有關(guān)，與電路中電源兩極電壓無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤。若將電源極性反接，光電子做減速運(yùn)動(dòng)，若接近A板時(shí)還沒(méi)有減速到零，電路中就可能有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。9選BD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(shuō)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(cuò)誤，B、D正確。10選BC由圖可知b光照射時(shí)對(duì)應(yīng)遏止電壓Uc2大于a光照射時(shí)的遏止電壓Uc1。因eUmv2，而hWmv2，所以b光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能大，A錯(cuò)，且可得ba，ba，故D錯(cuò)，C對(duì)。b光折射率大于a光折射率，所以a光臨界角大，B對(duì)。11解析：設(shè)用光子能量為2.5 eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ekm，陰極材料逸出功為W0，當(dāng)反向電壓達(dá)到U0.60 V以后，具有最大初動(dòng)能的光電子也達(dá)不到陽(yáng)極，因此eUEkm由光電效應(yīng)方程：EkmhW0由以上二式得：Ekm0.6 eV，W01.9 eV。答案：(1)0.6 eV(2)1.9 eV12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 V5