【物理】2020届一轮复习人教版　波粒二象性学案

【物理】2020届一轮复习人教版　波粒二象性学案

专题十五　波粒二象性 挖命题 ‎【考情探究】‎ 考点 考向 ‎5年考情 预测热度 考试要求 考题示例 关联考点 素养要素 光电效应 波粒二象性 能量量子化 b ‎-‎ 能量观念 ‎★☆☆☆☆‎ 光的粒子性 c ‎2018.11选考,14,2分 ‎2017.11选考,15,2分 ‎2016.04选考,16,2分 光的折射、光的全反射、动量 科学本质 ‎★★★★☆‎ 粒子的波动性 c ‎2017.11选考,15,2分 科学本质 ‎★★★☆☆‎ 概率波 b ‎2016.04选考,16,2分 科学本质 ‎★☆☆☆☆‎ 不确定性关系 b ‎2018.04选考,14,2分 科学态度 ‎★☆☆☆☆‎ 分析解读　本专题内容以选择题形式考查,主要从波动性和粒子性两方面来解释某些光的现象,以考查光电效应方程为主,通常结合光学、电磁波、动量等知识,试题难度不大。‎ ‎【真题典例】‎ 破考点 ‎【考点集训】‎ 考点　光电效应　波粒二象性 ‎1.(2018浙江11月选考,14,2分)(多选)处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时,能辐射出a、b两种可见光,a光照射某金属表面时有光电子逸出,b光照射该金属表面时没有光电子逸出,则(　　)‎ A.以相同的入射角射向一平行玻璃砖,a光的侧移量小于b光的 B.垂直入射到同一单缝衍射装置,a光的衍射中央亮条纹宽度小于b光的 C.a光和b光的频率之比可能是20/27‎ D.a光子的动量大于b光子的 答案　BD　‎ ‎2.(2018浙江绍兴新昌中学选考适应性考试,14)(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有(　　)‎ A.光电效应现象揭示了光的粒子性 B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等 答案　AB　‎ ‎3.(2018浙江名校协作,15)(多选)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是　(　　)‎ A.图甲:由a、b两种光通过玻璃砖的折射情况,可知a、b光通过同一双缝干涉实验装置时,a光相邻干涉条纹间距小于b光相邻干涉条纹间距 B.图乙:各种电磁波都是横波,电磁波和机械波都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象及多普勒效应 C.图丙: 一群氢原子跃迁时,发出波长为λ1、λ2、λ3的三条谱线,它们的波长关系是λ1+λ2=λ3‎ D.图丁:图中强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点,说明发生光电效应时最大初动能与光的强度无关 答案　ABD　‎ ‎4.(2017浙江宁波诺丁汉大学附中期末,7)研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中正确的是(　　)‎ 答案　C ‎5.(2017浙江宁波九校联考,14)(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一 B.玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律 C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能是因为这束光的光强太小 D.德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想,而电子的衍射实验证实了他的猜想 答案　ABD　‎ 过专题 ‎【五年高考】‎ A组 自主命题·浙江卷题组 ‎1.(2017浙江11月选考,15,2分)(多选)a、b是两种单色光,其光子能量分别为εa和εb,且εaεb=k,(　　)‎ A.则a、b的光子动量之比papb=1∶k B.若a、b入射到同一双缝干涉装置上,则相邻亮条纹的间距之比ΔxaΔxb=1∶k C.若a、b都能使某种金属发生光电效应,则光电子最大初动能之差Eka-Ekb=εb(k-1)‎ D.若a、b是由处在同一激发态的原子跃迁到a态和b态时产生的,则a、b两态能级之差Ea-Eb=εb(k-1)‎ 答案　BC　‎ ‎2.(2016浙江4月选考,16,2分)(多选)在光电效应实验中,采用极限频率为ν0=5.5×1014Hz的钠做阴极,已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s,电子质量m=9.1×10-31kg。用频率ν=7.5×1014Hz的紫光照射钠阴极产生光电子的(　　)‎ A.动能的数量级为10-19J B.速率的数量级为108m/s C.动量的数量级为10-27kg·m/s D.德布罗意波长的数量级为10-9m 答案　AD　‎ ‎3.[2014浙江自选,14(2),7分]玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律,氢原子能级图如图所示。当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出频率为　　　　Hz的光子,用该频率的光照射逸出功为2.25eV的钾表面,产生的光电子的最大初动能为　　　　eV。(电子电荷量e=1.60×10-19C,普朗克常量h=6.63×10-34J·s) ‎ 答案　6.2×1014　0.30‎ ‎4.[2016浙江自选,14(2),6分]金属钠的逸出功为2.29eV。波长为420nm的紫光照射在金属钠表面产生光电效应(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,1eV=1.6×10-19J,c=3.0×108m/s)。求 ‎①入射光子的能量;‎ ‎②光电子的最大初动能。‎ 答案　①2.96eV　①0.67eV B组 统一命题·省（区、市）卷题组 ‎1.(2017课标Ⅲ,19,6分)(多选)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.若νa>νb,则一定有Uaνb,则一定有Eka>Ekb C.若Uaνb,则一定有hνa-Eka>hνb-Ekb 答案　BC　‎ ‎2.(2017北京理综,18,6分)2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100nm(1nm=10-9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。‎ 一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10-34J·s,真空光速c=3×108m/s)　(　　)‎ A.10-21J B.10-18J ‎ C.10-15J D.10-12J 答案　B　‎ ‎3.[2016课标Ⅰ,35(1),5分](多选)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生。下列说法正确的是(　　)‎ A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大 B.入射光的频率变高,饱和光电流变大 C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大 D.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生 E.遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关 答案　ACE　‎ ‎4.[2015课标Ⅱ,35(1),5分](多选)实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是(　　)‎ A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 E.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关 答案　ACD　‎ C组 教师专用题组 ‎1.(2013浙江自选,14,10分)小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,‎ 实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s。‎ ‎(1)图甲中电极A为光电管的　　　　　(填“阴极”或“阳极”); ‎ ‎(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc=　　　　　Hz,逸出功W0=　　　　　J; ‎ ‎(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek=　　　　　J。 ‎ 答案　(1)阳极 ‎(2)(5.12~5.18)×1014　(3.39~3.43)×10-19‎ ‎(3)(1.21~1.25)×10-19‎ ‎2.[2015课标Ⅰ,35(1),5分]在某次光电效应实验中,得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示。若该直线的斜率和截距分别为k和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为　　　　,所用材料的逸出功可表示为　　　　。 ‎ 答案　ek(2分)　-eb(3分)‎ ‎3.[2014江苏单科,12C(1)]已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的　　　　。 ‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.波长 B.频率 C.能量 D.动量 答案　A　‎ ‎4.(2014广东理综,18,6分)(多选)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是　(　　)‎ A.增大入射光的强度,光电流增大 B.减小入射光的强度,光电效应现象消失 C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应 D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大 答案　AD　‎ ‎【三年模拟】‎ 选择题(每题3分,共21分)‎ ‎1.(2019届浙江绿色评价联盟10月适应性考试,15)(多选)两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖,O是圆心,MN是法线,PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点,折射角为r。下列说法正确的是(　　)‎ 丙 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.乙光以入射角i入射时一定发生全反射 B.甲光在玻璃砖中的临界角C满足sinC=‎sinisinr C.甲光光子的动量大于乙光光子的动量 D.若乙光恰好能使某金属发生光电效应,则甲光不可能使该金属发生光电效应 答案　BD　‎ ‎2.(2019届浙江五校10月联考,14)(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A.已知频率为ν、波长为 λ 的光子的能量为 E=hν,动量为p=hλ,式中h为普朗克常量,则光速c可表示为Ep B.某种核X经过α衰变后变为核Y,再经过β衰变后变为核Z,即‎:‎baXdcYfeZ,则 a=e+4‎ C.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光频率有关,与入射光强度无关 D.让光子一个一个通过某一单缝,当光子个数较少时,在光屏上分布杂乱无章,当光子个数达到一定数目时,光屏上出现衍射条纹,说明光的波动性是光子相互作用的结果 答案　ABC　‎ ‎3.(2018浙江杭州期末,16)(多选)北京时间2017年7月19日上午,杭州、宁波等浙江多地出现日晕(如图甲所示)。日晕是当日光通过卷层云中的冰晶时,发生折射或反射形成的。图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光。下列说法正确的是(　　)‎ A.a光的波长大于b光的波长 B.b光比a光更容易发生衍射现象 C.a光的光子动量小于b光的光子动量 D.a光和b光光子可能是某元素原子分别从第一、第二激发态跃迁到基态时辐射出的 答案　ACD　‎ ‎4.(2018浙江金华十校联考,16)(多选)如图甲是研究光电效应的电路图,将三束不同的可见光a、b、c分别从窗口射向阴极K,得到对应三条光电流与电压的关系图线a、b、c,如图乙所示。下列结论正确的是(　　)‎ A.三束光分别照射K极时,射出光电子的最大初动能分别为Eka、Ekb、Ekc,其中Eka最大,Ekc最小 B.分别利用这三束光做双缝干涉实验时(其他条件相同),b光产生的条纹间距最大 C.分别让这三束光射入同一透明的玻璃介质,b光在该介质中传播速度最小 D.将分别发出a、b这两种光的光源以同样方式分别安装在范围足够大的水池底部同一位置,在水面上有被照亮的圆面,b光所对应的圆比a光所对应的圆小 答案　CD　‎ ‎5.(2018浙江台州中学统练,16)(多选)小宇同学参加科技嘉年华,设计了一个光电烟雾探测器,如图,S为光源,射出光束,当有烟雾进入探测器时,来自S的光会被烟雾散射进入光电管C,当光射到光电管中的钠表面(钠的极限频率为6.00×1014Hz),会产生光电子,当光电流大于或等于10-8A时,便会触发报警系统报警。下列说法正确的是(　　)‎ A.要使该探测器正常工作,光源S发出的光波长不能小于0.5μm B.光源S发出的光能使光电管发生光电效应,则光源越强,光电烟雾探测器灵敏度越高 C.光束遇到烟雾发生散射是一种折射现象 D.若射向光电管C的光子有5%会激发出光电子,当报警器报警时,每秒射向C中钠表面的光子最少数目是1.25×1012个 答案　BD　‎ 6. ‎(2017浙江嘉兴基础测试,15)(多选)随着网络技术的发展,WiFi无线网络(标识如图所示)成为一种时尚。WiFi信号实质是一种电磁波,则WiFi信号(　　)‎ A.可能以纵波形式传播 ‎ ‎ B.可以发生干涉和衍射 C.可以发生偏振现象 ‎ D.能使锌板发生光电效应 答案　BC　‎ ‎7.(2017浙江丽水选考模拟,15)如图所示,已知用光子能量为2.82eV的紫光照射光电管中的金属涂层时,毫安表的指针发生了偏转,若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时,毫安表的读数恰好减小到零,电压表读数为1V,则该金属涂层的逸出功约为(　　)‎ A.2.9×10-19J B.6.1×10-19J C.1.6×10-19J D.4.5×10-19J 答案　A　‎