2023高考物理一輪總復(fù)習(xí)第十三章動(dòng)量近代物理初步（選修3-5）第39講波粒二象性課時(shí)達(dá)標(biāo)

PAGEPAGE2第39講波粒二象性[解密考綱]考查對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的理解，對(duì)光電效應(yīng)方程的理解和對(duì)光的波粒二象性的理解．1．(多項(xiàng)選擇)如下圖，用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)，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(yàn)電器指針張開一個(gè)角度D．鋅板帶負(fù)電解析：用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)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(cuò)誤，B正確；鋅板與驗(yàn)電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗(yàn)電器指針張角越大，故C正確，D錯(cuò)誤．2．用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)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(qiáng)度更大的原紫外線照射D．延長(zhǎng)原紫外線的照射時(shí)間解析：某種金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率，與入射光的強(qiáng)度和照射時(shí)間無關(guān)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，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(yīng)，應(yīng)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(yīng)，假設(shè)入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，那么以下說法中正確的選項(xiàng)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(shí)間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動(dòng)能減小C．單位時(shí)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(yīng)解析：光電效應(yīng)瞬時(shí)(10－9s)發(fā)生，與光強(qiáng)無關(guān)，A錯(cuò)誤．光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的頻率有關(guān)，入射光的頻率越大，最大初動(dòng)能越大，B錯(cuò)誤．光電子數(shù)目多少與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光強(qiáng)減弱，單位時(shí)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(yīng)，只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強(qiáng)無關(guān)，D錯(cuò)誤．4．一個(gè)德布羅意波波長(zhǎng)為λ1的中子和另一個(gè)德布羅意波波長(zhǎng)為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個(gè)氚核，該氚核的德布羅意波波長(zhǎng)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(shè)中子、氘核、氚核的動(dòng)量分別為p1、p2、p3，由動(dòng)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(zhǎng)為λ＝eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)，A項(xiàng)正確．5．(多項(xiàng)選擇)某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率為ν0，那么(AB)A．當(dāng)用頻率為2ν0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2ν0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hν0C．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時(shí)，假設(shè)ν增大，那么逸出功增大D．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時(shí)，假設(shè)ν增大一倍，那么光電子的最大初動(dòng)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(guān)，因此C錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可知A正確；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，將W0＝hν0代入可知B正確，D錯(cuò)誤．6．(多項(xiàng)選擇)(2022·廣東卷)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，以下說法正確的選項(xiàng)是(AD)A．增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)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(yīng)D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大解析：增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)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(yīng)選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于入射光的頻率，而與入射光強(qiáng)度無關(guān)，應(yīng)選項(xiàng)B錯(cuò)誤．用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的光照射時(shí)，假設(shè)光的頻率仍大于極限頻率，那么仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)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(dòng)能也增大，應(yīng)選項(xiàng)D正確．7．(多項(xiàng)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(yīng)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(dòng)性C．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長(zhǎng)也相等解析：光電效應(yīng)說明光具有粒子性，選項(xiàng)A正確；衍射是波的特點(diǎn)，說明光具有波動(dòng)性，選項(xiàng)B正確；黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律說明光具有粒子性，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，二者質(zhì)量不同，德布羅意波長(zhǎng)不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．8．(多項(xiàng)選擇)(2022·黃岡中學(xué)模塊檢測(cè))頻率為ν的光子，具有的能量為hν，動(dòng)量為eq\f(hν,c)，將這個(gè)光子打在處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子上，光子將偏離原運(yùn)動(dòng)方向，這種現(xiàn)象稱為光子的散射，以下關(guān)于光子散射的說法正確的選項(xiàng)是(CD)A．光子改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)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(zhǎng)大于入射光子的波長(zhǎng)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?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)方向，但傳播速度不變，A錯(cuò)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(cuò)誤，C、D正確．9．(2022·廣東執(zhí)信中學(xué)二模)光子有能量，也有動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)，它也遵守有關(guān)動(dòng)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(diǎn)的豎直軸OO′在水平面內(nèi)靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dāng)用平行白光垂直照射這兩個(gè)圓面時(shí)，關(guān)于裝置開始轉(zhuǎn)動(dòng)情況(俯視)的以下說法中正確的選項(xiàng)是(B)A．順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)B．逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．都有可能D．不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)解析：白紙片反射光子，光子的動(dòng)量變化大，由動(dòng)量定理知，光子對(duì)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(shí)產(chǎn)生光電效應(yīng)，欲使光子從陰極逸出時(shí)的最大初動(dòng)能增大，應(yīng)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(qiáng)度D．增大加在光電管上的正向電壓解析：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大，與照射光強(qiáng)度、光電管的電壓無關(guān)，紅光的頻率比綠光的頻率小，不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，即使發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動(dòng)能也較小，而紫光的頻率大于綠光的頻率．應(yīng)選項(xiàng)B正確．11．(2022·浙江自選)小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)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(jí)(填“陰極〞或“陽極〞)；(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)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(shí)驗(yàn)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(dòng)能Ek＝1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均可]J.12．(2022·深圳市期末檢測(cè))深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航標(biāo)燈指引航道，如下圖是一個(gè)航標(biāo)燈自動(dòng)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(yīng)的金屬．下表反映的是各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長(zhǎng)，又知可見光在波長(zhǎng)在400nm～770nm(1nm＝10－9m各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長(zhǎng)：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(zhǎng)(μm)0.66000.50000.37200.26000.1962根據(jù)上圖和所給出的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為：(1)光電管陰極K上應(yīng)涂有金屬銫或鈉；(2)控制電路中的開關(guān)S應(yīng)和b(填“a〞和“b〞)接觸；(3)工人在鍛壓機(jī)、沖床、鉆床等機(jī)器上勞動(dòng)時(shí)，稍有不慎就會(huì)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(dòng)這些機(jī)器工作的電機(jī)，這時(shí)電路中開關(guān)S應(yīng)和a接觸，這樣，當(dāng)工人不慎將手伸入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，由于遮住了光線，光控繼電器銜鐵立即動(dòng)作，使機(jī)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(zhǎng)范圍為400×10－