专题13-3+光电效应、波粒二象性（押题专练）-2018年高考物理一轮复习精品资料

专题13-3+光电效应、波粒二象性（押题专练）-2018年高考物理一轮复习精品资料

专题13.3+光电效应、波粒二象性 ‎1．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于 (　　)‎ A．等效替代 B．控制变量 C．科学假说 D．数学归纳 ‎【答案】　C ‎2．(多选)光电效应的实验结论是：对于某种金属 (　　)‎ A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应 C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小 D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 ‎【解析】　根据光电效应规律可知，选项A正确；根据光电效应方程hν＝mv＋W0知，频率ν越高，初动能就越大，选项D正确．‎ ‎【答案】　AD ‎3．质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大为2v，则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)(　　)‎ A．保持不变 B．变为原来波长的两倍 C．变为原来波长的一半 D．变为原来波长的倍 ‎【解析】　由题意知，粒子速度为v时，λ1＝；粒子速度为2v时，λ2＝，则λ2＝λ1，可知C正确，A、B、D错误．‎ ‎【答案】　C ‎4．下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　)‎ A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同样的一种粒子 C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 D．大量光子的行为往往显示出粒子性 ‎【答案】　C ‎5．(多选)下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波的波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，由表中数据可知(　　)‎ 质量/kg 速度/(m·s－1)‎ 波长/m 弹子球 ‎2×10－2‎ ‎1.0×10－2‎ ‎3.3×10－30‎ 电子(100 eV)‎ ‎9.0×10－31‎ ‎5.0×106‎ ‎1.4×10－10‎ 无线电波(1 MHz)‎ ‎3.0×108‎ ‎3.3×102‎ A.要检测弹子球的波动性几乎不可能 B．无线电波通常情况下表现出波动性 C．电子照射到金属晶体(大小约为10－10 m)上能观察到波动性 D．只有可见光才有波动性 ‎【解析】　弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A正确；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B正确；电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C正确；由物质波理论知，D错误．‎ ‎【答案】　ABC ‎6.‎ 如图所示，近年来数码相机已经进入千家万户，用来衡量数码相机性能的一个重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可解释为(　　)‎ A．像素的多少，与光的本质无关 B．像素少，光的波动性显著 C．像素多，说明大量光子表现光具有粒子性 D．像素的多少能说明光具有波粒二象性，像素多光的波动性显著 ‎【答案】　D ‎7.‎ ‎(多选)如图所示是研究光电效应的电路，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K在受到光照射时能够发射光电子．阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流．如果用单色光a照射阴极K，电流表的指针发生偏转；用单色光b照射光电管阴极K时，电流表的指针不发生偏转．下列说法正确的是(　　)‎ A．a光的波长一定小于b光的波长 B．只增加a光的强度可能使通过电流表的电流增大 C．只增加a光的强度可使逸出的光电子最大初动能变大 D．阴极材料的逸出功与入射光的频率有关 ‎【解析】　用a光照射，探测到了光电流，说明发生了光电效应，而用b光照射，未探测到光电流，说明没有发生光电效应，所以νa>νb，即λa<λb，A正确；增加a光的强度，会使单位时间内逸出的光电子数量增大，引起光电流增大，即电流表示数增大，B正确；光的强度与光的频率无关，所以只增加a光的强度，不能增大光电子的最大初动能，C错误；逸出功由金属的原子结构决定，与入射光无关，D错误．‎ ‎【答案】　AB ‎8．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的哪一个物理量也相等．(　　)‎ A．速度 B．动能 C．动量 D．总能量 ‎【解析】　由公式p＝可知，它们的动量相等，C项正确．‎ ‎【答案】　C ‎9．在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置如图(a)在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图(b)所示，则正确的是(　　)‎ A．乙光的频率小于甲光的频率 B．甲光的波长大于丙光的波长 C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量 D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能 ‎【答案】　B ‎10．下表给出了一些金属材料的逸出功.‎ 材料 铯 钙 镁 铍 钛 逸出功(10－19 J)‎ ‎3.0‎ ‎4.3‎ ‎5.9‎ ‎6.2‎ ‎6.6‎ 现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s)(　　)‎ A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 ‎【解析】　要发生光电效应，则入射光的能量必须大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm的光的能量为E＝hν＝h＝6.63×10－34× J＝4.97×10－19 J，大于铯和钙的逸出功．所以A选项正确．‎ ‎【答案】　A ‎11．(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为0.5)．由图可知(　　)‎ A．该金属的截止频率为4.27×1014 Hz B．该金属的截止频率为5.5×1014 Hz C．该图线的斜率表示普朗克常量 D．该金属的逸出功为0.5 eV ‎【解析】　图线在横轴上的截距为截止频率，A正确，B错误；由光电效应方程知Ekm＝hν－W0，因此图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为W0＝hν0＝＝1.77 eV，D错误．‎ ‎【答案】　AC ‎12．如图甲，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．由此可知，光电子的最大初动能为________．把电路改为图乙，当电压表读数为2 V时，电子到达阳极时的最大动能为________．图乙中，电压表读数为2 V不变而照射光的强度增到原来的三倍，此时电子到达阳极时的最大动能是________．‎ ‎【答案】　0.6 eV　2.6 eV　2.6 eV ‎13．X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为λ，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，求X射线每个光子的能量E和动量p.‎ ‎【解析】　根据E＝hν，λ＝，c＝λν可得，X射线每个光子的能量为E＝，每个光子的动量为p＝.‎ ‎【答案】　见解析 ‎14．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长是λ＝，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量．已知某种紫光的波长是440 nm，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波的10－4倍．求：‎ ‎(1)电子的动量大小；‎ ‎(2)试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小．电子质量m＝9.1×10－31 kg，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字．‎ ‎【答案】　(1)1.5×10－23 kg·m/s ‎(2)U＝　8×102 V