高考模擬精選專題匯編波粒二象性含答案

1、5/5波粒二象性一、單項選擇題5T1.物理學是一門以實驗為根底的科學 ,任何學說和理論的建立都離不開實驗 ,下面給出了幾個在物理學開展史上有重要地位的物理實驗 ,以及與之相關的物理學開展史的說法 ,其中錯誤的選項是()A. 康普頓效應進一步證實了光的波動特性B. 光電效應實驗說明光具有粒子性C. 電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子不是構成物質的最小微粒D. 粒子散射實驗是原子核式結構理論的實驗根底2.關于光的說法正確的選項是()A. 有的光是波 ,有的光是粒子B. 光子可以被電場加速C. 光的波長越長 ,其波動性越顯著D. 大量光子產生的效果往往顯示粒子性3.以下說法正確的選項是A. 氫原子從n=3能級躍遷

2、到n=1能級和從n=2能級躍遷到n=1能級相比擬 ,前者輻射出的光的波長比后者的長B. 射線與射線和射線相比 ,射線具有較強的穿透能力C. 動能相等的質子和電子 ,它們的德布羅意波長也相等D. 康普頓效應說明光具有粒子性 ,電子的衍射實驗說明實物粒子具有波動性4.我國科學家潘建偉院士預言十年左右量子通信將“飛入千家萬戶.在通往量子論的道路上 ,一大批物理學家做出了卓越的奉獻 ,以下有關說法正確的選項是()A. 玻爾在1900年把能量子引入物理學 ,破除了“能量連續(xù)變化的傳統(tǒng)觀念B. 愛因斯坦最早認識到了能量子的意義 ,提出光子說 ,并成功地解釋了光電效應現(xiàn)象C. 德布羅意第一次將量子觀念引入原

3、子領域 ,提出了定態(tài)和躍遷的概念D. 普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子 ,預言實物粒子也具有波動性5.以下說法中正確的選項是()A. 粒子散射實驗是盧瑟福建立原子核式結構模型的重要依據(jù)B. 根據(jù)玻爾理論 ,氫原子輻射出一個光子后 ,氫原子的電勢能增大C. 在光電效應的實驗中 ,入射光的強度增大 ,光電子的最大初動能也增大D. 某放射性物質的半衰期是5天 ,12g經過15天衰變后剩余的質量為0.5g二、多項選擇題4T6.用甲、乙兩種單色光照射同一金屬做光電效應實驗 ,發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關系如下圖。普朗克常量為h ,被照射金屬的逸出功為W0 ,遏止電壓為Uc ,電子的電荷量為e ,那么以

4、下說法正確的選項是()A. 甲光的強度大于乙光的強度B. 甲光的頻率大于乙光的頻率C. 甲光照射時產生的光電子初動能均為eUcD. 乙光的頻率為W0+eUch7.在研究某金屬的光電效應現(xiàn)象時 ,發(fā)現(xiàn)當入射光的頻率為以時 ,其遏止電壓為U.普朗克常數(shù)為h ,電子電量大小為e ,以下說法正確的選項是()A. 該金屬的截止頻率為v-eUhB. 該金屬的逸出功為eU-hvC. 增大入射光的頻率 ,該金屬的截止頻率增大D. 增大入射光的頻率 ,該金屬的遏止電壓增大8.2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德博伊爾和喬治史密斯主要成就是創(chuàng)造了電荷耦合器件(CCD)圖象傳感器。他們的創(chuàng)造利用了愛因斯坦的光電效應原

5、理。如下圖電路可研究光電效應規(guī)律。圖中標有A和K的為光電管 ,其中A為陰極 ,K為陽極。理想電流計可檢測通過光電管的電流 ,理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓?，F(xiàn)接通電源 ,用光子能量為10.5eV的光照射陰極A ,電流計中有示數(shù) ,假設將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動 ,電流計的讀數(shù)逐漸減小 ,當滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零 ,讀出此時電壓有的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變 ,以下判斷正確的選項是()A. 光電管陰極材料的逸出功為4.5eVB. 假設增大入射光的強度 ,電流計的讀數(shù)不為零C. 假設用光子能量為12eV的光照射陰極A ,光電子的最大初動能一定變大D. 假設用光子能量

6、為9.5eV的光照射陰極A ,同時把滑片P向左移動少許 ,電流計的讀數(shù)一定不為零9.用頻率為的光照射在某金屬外表時產生了光電子 ,當光電子垂直射入磁感應強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動時 ,其最大半徑為R ,假設以W表示逸出功 ,m、e表示電子的質量和電量 ,h表示普朗克常數(shù) ,那么電子的最大初動能是()A. h+WBB. BeRmC. h-WD. B2e2R22m三、填空題1T10.光電效應實驗中 ,用波長為0的單色光A照射某金屬板時 ,剛好有光電子從金屬外表逸出。當波長為02的單色光B照射該金屬板時 ,光電子的最大初動能為_ ,A、B兩種光子的動量之比為_。(普朗克常量為h、光速為c)四

7、、計算題2T11.光電倍增管可將光信號轉化為電信號并逐級放大 ,其前兩個平行倍增極結構如圖。當頻率為v的入射光照射到第1倍增極的上外表MN時 ,極板上外表逸出大量速率不同、沿各個方向運動的光電子 ,空間加上垂直紙面的勻強磁場 ,可使從MN逸出的局部光電子打到第2倍增極的上外表PQ.第1倍增極金屬的逸出功為W ,兩個倍增極長度均為d ,水平間距為223d ,豎直間距為d3 ,光電子電量為e、質量為m ,普朗克常量為h ,僅考慮光電子在紙面內運動且只受洛倫茲力作用。(1)求從MN上逸出的光電子的最大速率。(2)假設以最大速率、方向垂直MN逸出的光電子可以全部到達PQ ,求磁感應強度的大小和方向。(

8、3)假設保持(2)中的磁場不變 ,關閉光源后 ,發(fā)現(xiàn)仍有光電子持續(xù)擊中PQ ,求關閉光源后光電子持續(xù)擊中PQ的時間。12.某光電管用金屬鈉作為陰極金屬 ,金屬鈉的逸出功為2.29eV ,現(xiàn)用波長為300nm的光照射金屬鈉外表 ,普朗克常量h=6.6310-34Js ,真空中的光速c=3.0108m/s ,電子電荷量e=1.610-19C ,1nm=10-9m ,求：(1)金屬鈉的截止頻率(2)光電子的最大初動能(3)該光電管的遏止電壓.(結果均保存兩位有效數(shù)字)五、綜合題T13.(1)以下說法正確的選項是_。(填正確答案標號。選對1個得2分 ,選對2個得4分 ,選對3個得5分 ,每選錯1個扣3

9、分 ,最低得分為0分) A.太陽輻射的能量主要來自太陽內部的輕核聚變 B.輕核聚變與重核裂變均釋放能量 C.原子核的比結合能越大表示該原子核越不穩(wěn)定 D.實驗說明 ,只要照射光的強度足夠大 ,就一定能發(fā)生光電效應現(xiàn)象 E.放射性元素衰變的快慢只由核內部自身的因素決定(2)如下圖 ,光滑水平面上有一平板車 ,車上固定一豎直直桿 ,桿的最高點O通過一長為L的輕繩拴接一個可視為質點的小球 ,小球的質量為小車(包括桿的質量)質量的一半 ,懸點O距離地面的高度為2L ,輕繩水平時 ,小球與小車速度均為零。釋放小球 ,當小球運動到最低點時 ,輕繩斷開。重力加速度為g。求： ()小球運動到最低點時速度大?。?/p>

10、 ()小球從釋放到落地的過程中 ,小車向右移動的距離。1. A2. C3. D4. B5. A6. AD7. AD8. AC9. CD10. hc0；1：211. 解：(1)由愛因斯坦光電效應方程得：h=W+12mvm2解得vm=2(h-W)m(2)光電子全部到達PQ ,如圖中圓弧 ,那么r2=(d3)2+(1+223)d-r2 由牛頓第二定律得：evmB=mvm2r聯(lián)以以上三式得：B=2m(h-W)ed磁場方向垂直紙面向內(3)關閉光源后 ,第2倍增極持續(xù)接收光電子的最長時間對應的是軌跡圓心角最大的情況：當速率最大時 ,圓軌跡與PQ相切時圓心角最大。設切點與N的水平距離為x ,那么有：r2=

11、(r-d3)2+x2 解得：x=53d223d ,軌跡沒有擊中PQ ,故從N端出射并擊中P端的光電子軌跡圓心角最大 ,光電子在磁場中運動時間最長。如下圖圓弧 ,由幾何關系和NP=(23)2+(223d)2=dsinm=NP2r=12 ,m=6 光電子的運動周期T=2rvm=2meB最長時間tMax=2-2min2T由以上幾式可求得：tMax=5d3m2(h-W) 答：(1)從MN上逸出的光電子的最大速率為2(h-W)m。(2)假設以最大速率、方向垂直MN逸出的光電子可以全部到達PQ ,磁感應強度的大小為2m(h-W)ed、方向是磁場方向垂直紙面向內。(3)假設保持(2)中的磁場不變 ,關閉光源

12、后 ,發(fā)現(xiàn)仍有光電子持續(xù)擊中PQ ,關閉光源后光電子持續(xù)擊中PQ的時間是5d3m2(h-W)。12. 解：(1)根據(jù)逸出功W0=h0 ,解得截止頻率：0=2.291.610-196.6310-34Hz=5.51014Hz；(2)根據(jù)光電效應方程：Ek=h-W0=hc-W0=6.6310-34310830010-9-2.291.610-19=3.010-19J(3)光電子動能減小到0時 ,反向電壓即遏止電壓 ,根據(jù)動能定理：eU=Ek ,代入數(shù)據(jù)得：U=3.010-191.610-191.9V答：(1)金屬鈉的截止頻率5.51014Hz；(2)光電子的最大初動能3.010-19J；(3)該光電管的遏止電壓1.9V13. (1)ABE(2)解：(i)小球下落過程中 ,小球與車組成的系統(tǒng) ,水平方向動量守恒 ,系統(tǒng)機械能守恒 ,設小球到最低點時 ,小球的速率為v1 ,小車的速率為v2 ,