【三維設(shè)計】2014屆高三物理一輪 課時跟蹤檢測46 波粒二象性

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1、 課時跟蹤檢測(四十六)　波粒二象性 高考?？碱}型：選擇題＋計算題 1．關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中不正確的是(　　) A．不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性 B．運動的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道 C．波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的 D．實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性 2．物理學(xué)家做了一個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫，實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子；如

2、果曝光時間足夠長，底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋，對這個實驗結(jié)果有下列認(rèn)識，正確的是(　　) A．曝光時間不長時，出現(xiàn)不規(guī)則的點子，表現(xiàn)出光的波動性 B．單個光子通過雙縫后的落點無法預(yù)測 C．干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機會較多的地方 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．改用強度更大的原紫外線照射 D．延長原紫外線的照射時間 4．入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則下列說法中正確的是(　　)

3、 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間間隔將明顯增加 B．逸出的光電子的最大初動能減小 C．單位時間內(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 圖1 A．該金屬的截止頻率為4.27×1014 Hz B．該金屬的截止頻率為5.5×1014 Hz C．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．用波長為λ和2λ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2∶1

4、，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/3λ B．該種金屬的逸出功為hc/λ C．波長超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．波長超過4λ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，其波長關(guān)系為λa∶λb∶λc＝1∶2∶3。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Ek B．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為Ek C．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛

5、出的光電子最大動能為Ek D．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) 8．(2012·山西山大附中測試)如圖2所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長為λ0的光照射到陰極K上時，電路中有光電流，則(　　) 圖2 A．若換用波長為λ1(λ1>λ0)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λ2(λ2<λ0)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 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λ甲>

6、λ乙>λ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) 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3 A．照射該光電管時a光使其逸出的光電子最大初動能大 B．從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角大 C．通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大 D．通過同一玻璃三棱鏡時，a光的偏折程度大 11．如圖4所示，當(dāng)電鍵

7、S斷開時，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)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 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0.60 V時，電流表讀數(shù)為零。 圖4 (1)求此時光電子的最大初動能的大小。 (2)求該陰極材料的逸出功。 12．德布羅意認(rèn)為，任何一個運動著的物體，都有一種波與它對應(yīng)，波長是λ＝，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10－4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

8、電壓的大小。電子質(zhì)量m＝9.1×10－31 kg，電子電荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，加速電壓的計算結(jié)果取一位有效數(shù)字。 答 案 課時跟蹤檢測(四十六) 波粒二象性 1．選D　由德布羅意波可知A、C對；運動的微觀粒子，達(dá)到的位置具有隨機性，而沒有特定的運動軌道，B對；由德布羅意理論知，宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實際很難觀察到波動性，不是不具有波粒二象性。應(yīng)選D項。 2．選BC　曝光時間短時，光子到達(dá)底片的個數(shù)少，表現(xiàn)出光的粒子性，曝光時間長，光子到達(dá)底片的個數(shù)多，則表現(xiàn)出光的波動性，干涉條紋中的明條紋部分是光子到達(dá)機會較多的

9、地方，但單個光子的落點是無法預(yù)測的，綜上所述，B、C正確，A、D錯誤。 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，與入射光的強度和照射時間無關(guān)，故選項A、C、D錯誤；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B正確。 4．選C　光電效應(yīng)瞬時(10－9 s)發(fā)生，與光強無關(guān)，A錯；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，與光強無關(guān)，D錯；光電子的最大初動能只與入射光頻率有關(guān)，入射光頻率越大，最大初動能越大，B錯；光電子數(shù)目多少與入射光強度有關(guān)，可理解為一個光子能打出一個光電子，光強減弱，逸出的光電子數(shù)目減少，C對。 5．選AC　圖線在

10、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Ek＝hν－W0可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為 W0＝hν0＝eV＝1.77 eV，D錯誤。 6．選AD　由hν＝W＋Ek知h＝W＋mv12，h＝W＋mv22，又v1＝2v2，所以W＝。光的波長小于或等于3λ時方能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D項正確。 7．選B　對a、b、c三束光由光電效應(yīng)方程有：－W＝Ek，－W＝Ek， 由以上兩式得＝Ek，W＝Ek。當(dāng)改用c光束照射該金屬板時－W＝Ek－Ek＝Ek，故B正確。 8．選B　當(dāng)用波長為λ0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λ0小的光照射陰極

11、K時才一定有光電流，換用波長比λ0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。 9．選BD　由λ＝，λ甲>λ乙>λ丙可知，ν甲<ν乙<ν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。 10．選BC　由圖可知b光照射時對應(yīng)遏止電壓Uc2大于a光照射時的遏止電壓Uc1。因eU＝mv2，而hν＝W＋mv2，所以b光照射時

12、光電子最大初動能大，A錯，且可得νb＞νa，λb＜λa，故D錯，C對。b光折射率大于a光折射率，所以a光臨界角大，B對。 11．解析：設(shè)用光子能量為2.5 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(dá)到U＝0.60 V以后，具有最大初動能的光電子也達(dá)不到陽極，因此eU＝Ekm 由光電效應(yīng)方程：Ekm＝hν－W0 由以上二式得：Ekm＝0.6 eV，W0＝1.9 eV。 答案：(1)0.6 eV　(2)1.9 eV 12．解析：(1)由λ＝ 得p＝＝ kg·m/s ＝1.5×10－23 kg·m/s； (2)eU＝Ek＝，又λ＝ 聯(lián)立解得U＝，代入數(shù)據(jù)解得U＝8×102 V。 答案：(1)1.5×10－23 kg·m/s　(2)U＝　8×102 V 5