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(xué)是一門以實驗為根底的科學(xué) ,任何學(xué)說和理論的建立都離不開實驗 ,下面給出了幾個在物理學(xué)開展史上有重要地位的物理實驗 ,以及與之相關(guān)的物理學(xué)開展史的說法 ,其中錯誤的選項是()A. 康普頓效應(yīng)進一步證實了光的波動特性B. 光電效應(yīng)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(gòu)成物質(zhì)的最小微粒D. 粒子散射實驗是原子核式結(jié)構(gòu)理論的實驗根底2.關(guān)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(chǎn)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(zhì)子和電子 ,它們的德布羅意波長也相等D. 康普頓效應(yīng)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(xué)家潘建偉院士預(yù)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(xué)家做出了卓越的奉獻 ,以下有關(guān)說法正確的選項是()A. 玻爾在1900年把能量子引入物理學(xué) ,破除了“能量連續(xù)變化的傳統(tǒng)觀念B. 愛因斯坦最早認(rèn)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(yīng)現(xiàn)象C. 德布羅意第一次將量子觀念引入原

3、子領(lǐng)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(yù)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(zhì)的半衰期是5天 ,12g經(jīng)過15天衰變后剩余的質(zhì)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(yīng)實驗 ,發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)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(chǎn)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(yīng)現(xiàn)象時 ,發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(xué)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(yīng)原

5、理。如下圖電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)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(shè)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(dāng)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(shè)增大入射光的強度 ,電流計的讀數(shù)不為零C. 假設(shè)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(shè)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(chǎn)生了光電子 ,當(dāng)光電子垂直射入磁感應(yīng)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(shè)以W表示逸出功 ,m、e表示電子的質(zhì)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(yīng)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(dāng)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(zhuǎn)化為電信號并逐級放大 ,其前兩個平行倍增極結(jié)構(gòu)如圖。當(dāng)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(zhì)量為m ,普朗克常量為h ,僅考慮光電子在紙面內(nèi)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(shè)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(yīng)強度的大小和方向。(

8、3)假設(shè)保持(2)中的磁場不變 ,關(guān)閉光源后 ,發(fā)現(xiàn)仍有光電子持續(xù)擊中PQ ,求關(guān)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(jié)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(biāo)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(nèi)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(jié)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(yīng)現(xiàn)象 E.放射性元素衰變的快慢只由核內(nèi)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(zhì)點的小球 ,小球的質(zhì)量為小車(包括桿的質(zhì)量)質(zhì)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(dāng)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小；

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(yīng)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(nèi)(3)關(guān)閉光源后 ,第2倍增極持續(xù)接收光電子的最長時間對應(yīng)的是軌跡圓心角最大的情況：當(dāng)速率最大時 ,圓軌跡與PQ相切時圓心角最大。設(shè)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(guān)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(shè)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(yīng)強度的大小為2m(h-W)ed、方向是磁場方向垂直紙面向內(nèi)。(3)假設(shè)保持(2)中的磁場不變 ,關(guān)閉光源

12、后 ,發(fā)現(xiàn)仍有光電子持續(xù)擊中PQ ,關(guān)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(yīng)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(shè)小球到最低點時 ,小球的速率為v1 ,小車的速率為v2 ,