2023高考物理一輪總復習第十三章動量近代物理初步（選修3-5）第39講波粒二象性課時達標

PAGEPAGE2第39講波粒二象性[解密考綱]考查對光電效應規(guī)律的理解，對光電效應方程的理解和對光的波粒二象性的理解．1．(多項選擇)如下圖，用導線把驗電器與鋅板相連接，當用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現(xiàn)象是(BC)A．有光子從鋅板逸出B．有電子從鋅板逸出C．驗電器指針張開一個角度D．鋅板帶負電解析：用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板外表逸出，稱之為光電子，故A錯誤，B正確；鋅板與驗電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗電器指針張角越大，故C正確，D錯誤．2．用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應，可能使該金屬發(fā)生光電效應的措施是(B)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解析：某種金屬能否發(fā)生光電效應取決于入射光的頻率，與入射光的強度和照射時間無關，不能發(fā)生光電效應，說明入射光的頻率小于金屬的極限頻率，所以要使金屬發(fā)生光電效應，應增大入射光的頻率，X射線的頻率比紫外線頻率高，所以此題答案為B．3．入射光照到某金屬外表發(fā)生光電效應，假設入射光的強度減弱，而頻率保持不變，那么以下說法中正確的選項是(C)A．從光照射到金屬外表上到金屬發(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)從金屬外表逸出的光電子數(shù)目將減少D．有可能不發(fā)生光電效應解析：光電效應瞬時(10－9s)發(fā)生，與光強無關，A錯誤．光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關，入射光的頻率越大，最大初動能越大，B錯誤．光電子數(shù)目多少與入射光的強度有關，光強減弱，單位時間內(nèi)從金屬外表逸出的光電子數(shù)目減少，C正確．能否發(fā)生光電效應，只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強無關，D錯誤．4．一個德布羅意波波長為λ1的中子和另一個德布羅意波波長為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個氚核，該氚核的德布羅意波波長為(A)A．eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2) B．eq\f(λ1λ2,λ1－λ2) C．eq\f(λ1＋λ2,2) D．eq\f(λ1－λ2,2)解析：設中子、氘核、氚核的動量分別為p1、p2、p3，由動量守恒定律知p1＋p2＝p，即eq\f(h,λ1)＋eq\f(h,λ2)＝eq\f(h,λ)，解得氚核的德布羅意波波長為λ＝eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)，A項正確．5．(多項選擇)某金屬發(fā)生光電效應的截止頻率為ν0，那么(AB)A．當用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子B．當用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hν0C．當照射光的頻率ν大于ν0時，假設ν增大，那么逸出功增大D．當照射光的頻率ν大于ν0時，假設ν增大一倍，那么光電子的最大初動能也增大一倍解析：該金屬的截止頻率為ν0，那么可知逸出功W0＝hν0，逸出功由金屬自身性質(zhì)決定，與照射光的頻率無關，因此C錯誤；由光電效應的實驗規(guī)律可知A正確；由光電效應方程Ek＝hν－W0，將W0＝hν0代入可知B正確，D錯誤．6．(多項選擇)(2022·廣東卷)在光電效應實驗中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應，以下說法正確的選項是(AD)A．增大入射光的強度，光電流增大B．減小入射光的強度，光電效應現(xiàn)象消失C．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動能變大解析：增大入射光強度，單位時間內(nèi)照射到單位面積的光子數(shù)增加，那么光電流將增大，應選項A正確；光電效應是否發(fā)生取決于入射光的頻率，而與入射光強度無關，應選項B錯誤．用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應，用頻率較小的光照射時，假設光的頻率仍大于極限頻率，那么仍會發(fā)生光電效應，選項C錯誤；根據(jù)hν－W逸＝eq\f(1,2)mv2可知，增參加射光頻率，光電子的最大初動能也增大，應選項D正確．7．(多項選擇)(2022·上海卷)波粒二象性是微觀世界的根本特征，以下說法正確的有(AB)A．光電效應現(xiàn)象揭示了光的粒子性B．熱電子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等解析：光電效應說明光具有粒子性，選項A正確；衍射是波的特點，說明光具有波動性，選項B正確；黑體輻射的實驗規(guī)律說明光具有粒子性，選項C錯誤；動能相等的質(zhì)子和電子，二者質(zhì)量不同，德布羅意波長不相等，選項D錯誤．8．(多項選擇)(2022·黃岡中學模塊檢測)頻率為ν的光子，具有的能量為hν，動量為eq\f(hν,c)，將這個光子打在處于靜止狀態(tài)的電子上，光子將偏離原運動方向，這種現(xiàn)象稱為光子的散射，以下關于光子散射的說法正確的選項是(CD)A．光子改變原來的運動方向，且傳播速度變小B．光子由于在與電子碰撞中獲得能量，因而頻率增大C．由于受到電子碰撞，散射后的光子波長大于入射光子的波長D．由于受到電子碰撞，散射后的光子頻率小于入射光子的頻率解析：碰撞后光子改變原來的運動方向，但傳播速度不變，A錯誤；光子由于在與電子碰撞中損失能量，因而頻率減小，即ν1>ν2，再由c＝λ1ν1＝λ2ν2，得到λ1<λ2，B錯誤，C、D正確．9．(2022·廣東執(zhí)信中學二模)光子有能量，也有動量p＝eq\f(h,λ)，它也遵守有關動量的規(guī)律．如下圖，真空中有一“∞〞字形裝置可繞通過橫桿中點的豎直軸OO′在水平面內(nèi)靈活地轉(zhuǎn)動，其中左邊是圓形黑紙片，右邊是和左邊大小、質(zhì)量都相同的圓形白紙片．當用平行白光垂直照射這兩個圓面時，關于裝置開始轉(zhuǎn)動情況(俯視)的以下說法中正確的選項是(B)A．順時針方向轉(zhuǎn)動B．逆時針方向轉(zhuǎn)動C．都有可能D．不會轉(zhuǎn)動解析：白紙片反射光子，光子的動量變化大，由動量定理知，光子對白紙片的沖擊力大，故B正確．10．如下圖，用綠光照射一光電管的陰極時產(chǎn)生光電效應，欲使光子從陰極逸出時的最大初動能增大，應采取的措施是(B)A．改用紅光照射B．改用紫光照射C．增大綠光的強度D．增大加在光電管上的正向電壓解析：發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能隨照射光頻率的增大而增大，與照射光強度、光電管的電壓無關，紅光的頻率比綠光的頻率小，不一定能發(fā)生光電效應，即使發(fā)生光電效應，光電子的最大初動能也較小，而紫光的頻率大于綠光的頻率．應選項B正確．11．(2022·浙江自選)小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應現(xiàn)象，實驗裝置示意如圖甲所示．普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(1)圖甲中電板A為光電管的陽級(填“陰極〞或“陽極〞)；(2)實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示，那么銣的截止頻率νc＝5.15×1014[(5.12～5.18)×1014均可]Hz，逸出功W0＝3.41×10－19[(3.39～3.43)×10－19均可]J；(3)如果實驗中入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，那么產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek＝1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均可]J.12．(2022·深圳市期末檢測)深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航標燈指引航道，如下圖是一個航標燈自動控制電路的示意圖．電路中的光電管陰極K涂有可發(fā)生光電效應的金屬．下表反映的是各種金屬發(fā)生光電效應的極限頻率和極限波長，又知可見光在波長在400nm～770nm(1nm＝10－9m各種金屬發(fā)生光電效應的極限頻率和極限波長：金屬銫鈉鋅銀鉑極限頻率(Hz)4.545×10146.000×10148.065×10141.153×10151.529×1015極限波長(μm)0.66000.50000.37200.26000.1962根據(jù)上圖和所給出的數(shù)據(jù)，你認為：(1)光電管陰極K上應涂有金屬銫或鈉；(2)控制電路中的開關S應和b(填“a〞和“b〞)接觸；(3)工人在鍛壓機、沖床、鉆床等機器上勞動時，稍有不慎就會把手壓在里面，造成工傷事故．如果將上述控制電路中的電燈換成驅(qū)動這些機器工作的電機，這時電路中開關S應和a接觸，這樣，當工人不慎將手伸入危險區(qū)域時，由于遮住了光線，光控繼電器銜鐵立即動作，使機床停止工作，防止事故發(fā)生．解析：(1)依題意知，可見光的波長范圍為400×10－