2019年高考物理總復(fù)習(xí) 2波粒二象性檢測試題 新人教版選修3-5.doc

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2019年高考物理總復(fù)習(xí) 2波粒二象性檢測試題 新人教版選修3-51(單選)(xx北京)“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成，若在結(jié)兩端加一恒定電壓U，則它會(huì)輻射頻率為的電磁波，且與U成正比，即kU，已知比例系數(shù)k僅與元電荷e的2倍和普朗克常量h有關(guān)，你可能不了解此現(xiàn)象的原理，但仍可運(yùn)用物理學(xué)中常用的方法，在下列選項(xiàng)中，推理判斷比例系數(shù)k的值可能為()A.B.C2he D.解析物理公式兩邊的單位是相同的，根據(jù)公式kU，得k，故其單位為s1V1；普朗克常量h的單位是Js，e的單位是C；根據(jù)公式WqU,1 J1 VC，故1 Js1 VCs，故1 s1V11 ，故的單位是s1V1.答案B2(多選)某種金屬在單色光照射下發(fā)射出光電子，這光電子的最大初動(dòng)能()A隨照射光強(qiáng)度的增大而增大B隨照射光頻率的增大而增大C隨照射光波長的增大而增大D與照射光的照射時(shí)間無關(guān)解析發(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，由公式EkhW知，W為逸出功不變，所以光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率，與入射光的強(qiáng)度、波長及光照時(shí)間無關(guān)，故B、D項(xiàng)正確，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤答案BD3(單選)下面對(duì)”光的波粒二象性”理解正確的是()A光既是一種波又是一種粒子B個(gè)別光子是粒子，大量光子是波C光直線傳播時(shí)表現(xiàn)為粒子性，發(fā)生干涉時(shí)表現(xiàn)為波動(dòng)性D在光的干涉條紋中，明條紋是光子能夠到達(dá)的地方，暗條紋是光子不能到達(dá)的地方解析波粒二象性中所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量故A項(xiàng)錯(cuò)誤少量的光子體現(xiàn)粒子性，大量光子體現(xiàn)波動(dòng)性不是個(gè)別光子是粒子，大量光子是波故B項(xiàng)錯(cuò)誤光直線傳播時(shí)表現(xiàn)為粒子性，發(fā)生干涉時(shí)表現(xiàn)為波動(dòng)性故C項(xiàng)正確在光的干涉條紋中，明條紋是光子到達(dá)幾率比較高的地方，暗條紋是光子到達(dá)幾率比較小的地方故D項(xiàng)錯(cuò)誤答案C4(單選)(xx上海)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，由公式Ekmmv2hW知，W為逸出功不變，所以光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率，A項(xiàng)正確答案A5(單選)某單色光照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是()A延長光照時(shí)間B增大光的強(qiáng)度C換用波長較短的光照射D換用頻率較低的光照射解析入射光的頻率必須達(dá)到極限頻率，故換用波長較短(頻率較大)的光照射可能產(chǎn)生光電效應(yīng)答案C6(多選)(2011廣東)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是()A光照時(shí)間越長光電流越大B入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)D入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子解析無論光強(qiáng)多強(qiáng)，光照時(shí)間多長，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；超過極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大，則遏止電壓越大，故C項(xiàng)正確；無論光強(qiáng)多弱，光照時(shí)間多短，只要光的頻率大于極限頻率就能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故D項(xiàng)正確答案CD7(單選)用紅光照射某一光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，測得光電子的最初動(dòng)能為E1，光電流強(qiáng)度為I1；若改用光的強(qiáng)度與上述相等的紫光照射該光電管時(shí)，測得光電子的最大初動(dòng)能為E2，光電流強(qiáng)度為I2，則()AE2E1，I2I1 BE2E1，I2I1CE2E1，I2I1 DE2E1，I2I1解析紫光的頻率大于紅光頻率，由EkhW，可知E2E1，光電效應(yīng)中的“光電流的強(qiáng)度”指的是光電流的飽和值，其值與入射光的強(qiáng)度成正比，其意指同種單色光照射相比較，入射光的強(qiáng)度增大，即為入射光子的個(gè)數(shù)增多，打出的光電子增多因而光電流增大，才有光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比然而若是兩種不同頻率的強(qiáng)度相同的入射光，必有題中的紫光的個(gè)數(shù)少于紅光個(gè)數(shù)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光子數(shù)就少，故有I21.已知普朗克恒量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量e，不計(jì)電子的初速度，則顯微鏡工作時(shí)電子的加速電壓為()A. B()C. D.解析首先，由動(dòng)能定理，可得eU，又由德布羅意公式，可得，聯(lián)立以上兩式，即可求出顯微鏡工作時(shí)電子的加速電壓U.答案D10(多選)已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為v0，則下列說法正確的是()A當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子B當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為h0C當(dāng)照射光的頻率大于0時(shí)，若增大，則逸出功增大D當(dāng)照射光的頻率大于0時(shí)，若增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍解析顯然，由于200，因而頻率為20的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子；當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為Ekmaxh(200)h0；該金屬的逸出功為定值Wh0，并不會(huì)變化；由方程EkmaxhW，可知光電子的最大初動(dòng)能與頻率并不成正比答案AB11(單選)真空中有一平行板電容器，兩極板分別由鉑和鉀(其極限波長分別為1和2)制成，板面積為S，間距為d.現(xiàn)用波長為(12)的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面，則電容器的最終帶電量Q正比于()A.() B.()C.() D.()解析首先，由電容定義，可知電容器的最終帶電量QCUm，即Q，當(dāng)電容器的電壓達(dá)到反向最大截止電壓Um時(shí)，光電子不再由鉀極板運(yùn)動(dòng)到鉑極板，從而電荷量達(dá)到最大從而，由動(dòng)能定理，可得eUmh(2)hc()hc()，即Um，聯(lián)立以上兩式得Q.答案D學(xué)法指導(dǎo)應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，發(fā)生光電效應(yīng)的條件亦可表述為：入射光的波長小于極限波長0.而解決此例的關(guān)鍵，在于根據(jù)(12)正確判斷出發(fā)生光電效應(yīng)的是“鉀質(zhì)極板12(2011課標(biāo)全國)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為0，該金屬的逸出功為_若用波長為(0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為_已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h.解析由光電效應(yīng)方程hW0Ekm知，EkmhW0，得W0h；由eUchW0hh，解得Uc(0)答案h(0)13根據(jù)量子理論，光子的能量E和動(dòng)量p之間的關(guān)系為Epc，其中c表示光速，由于光子有動(dòng)量，照射到物體表面的光子被物體吸收或反射時(shí)都會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生壓力有人設(shè)想在字宙探測中用光為動(dòng)力推動(dòng)探測器加速，探測器上安裝有面積極大、反射率極高的薄膜并讓它正對(duì)太陽，已知太陽光照射薄膜對(duì)每平方米面積上的輻射功率為P0，探測器和薄膜的總質(zhì)量為m，薄膜面積為S.求：(1)經(jīng)過時(shí)間t，照射到探測器薄膜表面的光子數(shù)為多少？(2)探測器的加速度大小(不考慮萬有引力等其他的力)解析(1)設(shè)經(jīng)過時(shí)間t，探測器獲得能量為E總，照射到薄膜表面的光子數(shù)為N，則E總P0St，E總Npc，解得N(2)設(shè)光反射對(duì)薄膜表面產(chǎn)生的壓力為F，由動(dòng)能定理，得Ft2Np以探測器為研究對(duì)象、根據(jù)牛頓第二定律，有Fma解得a答案(1)(2)學(xué)法指導(dǎo)本題屬信息給予題，應(yīng)能通過已知Epc及P0的條件找出欲求量的關(guān)系，同時(shí)也應(yīng)審出“反射率”極高指的是光子以入射時(shí)的速率反彈14在實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)密閉暗箱內(nèi)，依次放置小燈泡(緊靠暗箱左壁)、煙熏黑的玻璃、狹縫、針尖、感光膠片(緊靠暗箱右壁)，如圖所示小燈泡發(fā)出的光通過熏黑的玻璃后變得十分微弱，經(jīng)三月曝光，感光膠片上“針尖造影”的周圍，才出現(xiàn)非常清晰的衍射條紋測量結(jié)果表明，每秒到達(dá)膠片的“光能量”為51013 J已知有效光波波長為500 nm，暗箱長度為1.2 m，設(shè)光子依次通過狹縫，普朗克恒量6.631034 Js，求：(1)每秒到達(dá)膠片的光子數(shù)；(2)光束中“兩相鄰光子”先、后到達(dá)膠片的時(shí)間及其平均距離；(3)第(2)問的結(jié)果，能否支持光是“概率波”？請簡要說明理由解析(1)首先，設(shè)每秒到達(dá)膠片的“光能量”、光子的能量分別為E0、E，則依據(jù)已知條件、光子說等，可得每秒到達(dá)膠片的光子數(shù)n，代入已知數(shù)據(jù)，可得n1.25106(個(gè))(2)其次，所謂光子“依次”到達(dá)膠片，亦即狹縫僅容光子一個(gè)一個(gè)的通過由每種到達(dá)膠片的光子數(shù)n，可知光束中兩相鄰光子先后到達(dá)膠片的時(shí)間t8.0107 s.以及兩相鄰光子的平均距離sct2.4102 m.(3)最后，分析第(2)問的結(jié)果，sL，可知在熏黑的玻璃“右側(cè)”不可能同時(shí)有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的光子，表明衍射條紋絕不是光子相互作用產(chǎn)生的，而是不同時(shí)刻到達(dá)膠片的許多光子、各自獨(dú)立作用的積累效果在膠片的衍射明紋、暗紋區(qū)，則分別表明光子到達(dá)該處的“機(jī)會(huì)”較大、較小，亦即光是一種“概率波”學(xué)法指導(dǎo)此實(shí)驗(yàn)既可說明少量光子的行為顯示粒子性(較短時(shí)間膠片上分布散亂亮點(diǎn))，而大量光子的行為顯示波動(dòng)性(三月時(shí)間則產(chǎn)生明顯衍射條紋)；又可說明光是由光子組成的，光波是一種概率波