2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 波粒二象性

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1、2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 訓(xùn)練：*波粒二象性* 一、選擇題 1.研究光電效應(yīng)的電路如圖所示，用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極A吸收，在電路中形成光電流．則在如圖所示的光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是(　　) 2．關(guān)于波粒二象性，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．圖1中紫光照射到鋅板上可以發(fā)生光電效應(yīng)，則其他可見(jiàn)光照射到鋅板上也一定可以發(fā)生光電效應(yīng) B．圖2中入射光的強(qiáng)度越大，則在陰極板上產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大 C．圖3說(shuō)明光子既有粒子性也有波動(dòng)性 D．戴維孫和G.P

2、.湯姆孫利用圖4證明了電子具有波動(dòng)性 3．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．物質(zhì)波屬于機(jī)械波 B．只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動(dòng)性 C．德布羅意認(rèn)為，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽(yáng)，都有一種波和它對(duì)應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波 D．宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，看不到它的波動(dòng)性，所以宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)不具有波動(dòng)性 4.如圖所示為研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置，陰極K與滑動(dòng)變阻器的中心抽頭c相連，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P從a移到c的過(guò)程中，光電流始終為零，為了產(chǎn)生光電流，可采取的措施是(　　) A．增大入射光的強(qiáng)度 B．增大入射光的頻率 C．將P從c向a移動(dòng) D．將P從c向b移動(dòng)

3、5．關(guān)于光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的規(guī)律，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．光電效應(yīng)中，金屬板向外發(fā)射的光電子又可以叫做光子 B．康普頓效應(yīng)說(shuō)明光具有波動(dòng)性 C．對(duì)于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率無(wú)關(guān) D．石墨對(duì)X射線(xiàn)散射時(shí)，部分X射線(xiàn)的散射光波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為康普頓效應(yīng) 6．如圖所示，真空中有一平行板電容器，兩極板分別用鋅板和銅板制成(鋅板和銅板的截止頻率分別為ν1和ν2，且ν1<ν2)，極板的面積為S，間距為d.鋅板與靈敏靜電計(jì)相連，鋅板和銅板原來(lái)都不帶電．現(xiàn)用頻率為ν(ν1<ν<ν2)的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面，假設(shè)光電子全部到達(dá)另一極板，則電容器的最終帶電荷量Q正比于(　　

4、) A.(ν1－ν) B.(ν1－ν2) C. D.(ν－ν1) 7．下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是(　　) 8．以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出．強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí)，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)． 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖．用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng)．換用同樣頻率ν的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上

5、反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽(yáng)極A接電源負(fù)極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng)．逐漸增大U，光電流會(huì)逐漸減?。划?dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電荷量)(　　) A．U＝－ B．U＝－ C．U＝2hν－W D．U＝－ 9.在用不同頻率的光分別照射鎢(W)和鋅(Zn)做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到了如圖所示的光電子最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖象．由此可知(　　) A．圖象斜率表示普朗克常量的倒數(shù) B．鋅的逸出功大于鎢的逸出功 C．光電子最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比 D．若增加光照強(qiáng)度，產(chǎn)生的光電子最

6、大初動(dòng)能增大 10．如圖所示，是某次實(shí)驗(yàn)中得到的甲、乙兩種金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖象，兩金屬的逸出功分別為W甲、W乙，如果用ν1頻率的光照射兩種金屬，光電子的最大初動(dòng)能分別為E甲、E乙，則下列關(guān)系正確的是(　　) A．W甲>W乙 B．W甲E乙 D．E甲＝E乙 11． (多選)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由圖可知(　　) A．隨著溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加 B．隨著溫度降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加 C．隨著溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng) D．隨著溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng) 12．

7、(多選)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性．下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是(　　) A．電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣 B．β射線(xiàn)在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡 C．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān) D．人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) 13． (多選)圖1所示為氫原子能級(jí)圖，大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出多種不同頻率的光，其中用從n＝4能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光照射圖2所示光電管的陰極K時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生，則(　　) A．若將滑片右移，電路中光電流增大 B．若將電源反接，電路中可能有光電流產(chǎn)生 C．若陰

8、極K的逸出功為1.05 eV，則逸出的光電子最大初動(dòng)能為2.4×10－19 J D．大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光子中只有4種光子能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng) 14． (多選)金屬鈣的逸出功為4.3×10－19 J，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．用波長(zhǎng)為400 nm的單色光照射金屬鈣，其表面有光電子逸出 B．用波長(zhǎng)為400 nm的單色光照射金屬鈣，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 C．若某波長(zhǎng)的單色光能使金屬鈣產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則增大光的強(qiáng)度將會(huì)使光電子的最大初動(dòng)能增大 D．若某波長(zhǎng)的單色光能使金屬鈣產(chǎn)生光

9、電效應(yīng)現(xiàn)象，則減小光的強(qiáng)度將會(huì)使單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)減少 15.(多選)如圖所示在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電管陰極K的極限頻率為ν0，現(xiàn)用頻率為ν(ν>ν0)的光照射在陰極上，若在A、K之間加一數(shù)值為U的反向電壓時(shí)，光電流恰好為零，已知普朗克常數(shù)為h，電子電荷量為e，則(　　) A．陰極材料的逸出功為hν0 B．有光電子逸出，且光電子的最大初動(dòng)能可表示為eU C．有光電子逸出，且光電子的最大初動(dòng)能可表示為hν－h(huán)ν0 D．有光電子逸出，且光電子的最大初動(dòng)能為零 E．無(wú)光電子逸出，因?yàn)楣怆娏鳛榱? 16． (多選)如圖甲所示，在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用相同頻率的單色光，分別照射陰極

10、材料為鋅和銅的兩個(gè)不同的光電管，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)．圖乙為其中一個(gè)光電管的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的函數(shù)關(guān)系圖象．對(duì)于這兩個(gè)光電管，下列判斷正確的是(　　) A．因?yàn)椴牧喜煌莩龉Σ煌远糁闺妷篣c不同 B．光電子的最大初動(dòng)能不同 C．因?yàn)楣鈴?qiáng)不確定，所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流也可能相同 D．兩個(gè)光電管的Uc－ν圖象的斜率可能不同 17．(多選)如圖所示，電路中所有元件都是完好的，當(dāng)光照射到光電管上時(shí)，靈敏電流計(jì)指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可能的原因是(　　) A．入射光強(qiáng)度較弱 B．入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng) C．光照射時(shí)間太短 D．電源正負(fù)極接反 E．入

11、射光頻率太低 18．(多選)下列關(guān)于光電效應(yīng)的說(shuō)法中正確的是(　　) A．在光電效應(yīng)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比 B．只有入射光的頻率大于所照射金屬的極限頻率時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng) C．對(duì)于某種金屬，只要入射光的強(qiáng)度足夠大，就會(huì)發(fā)生光電效應(yīng) D．用大于金屬極限頻率的光照射該金屬時(shí)，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大 E．光電效應(yīng)的發(fā)生基本不需要時(shí)間積累，只需入射光的波長(zhǎng)小于所照射金屬的極限波長(zhǎng) 二、非選擇題 19．光具有波粒二象性，光子能量E0＝hν(ν為光子頻率)，在愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō)后，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出了光子動(dòng)量與光波波長(zhǎng)的關(guān)系p＝，若某激光管以功率PW＝60 W發(fā)

12、射波長(zhǎng)λ＝663 nm的光束，則該激光管在1 s內(nèi)發(fā)射出的光子數(shù)為_(kāi)_______，若光束全部被某黑體表面吸收，則該光束對(duì)黑體表面的作用力大小為_(kāi)_____．(光在真空中傳播速度c＝3×108 m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s) 20．用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)，當(dāng)用光子能量為5 eV的光照射光電管時(shí)，測(cè)得電流表的示數(shù)隨電壓變化的圖象如圖乙所示．則光電子的最大初動(dòng)能為_(kāi)_______J，陰極所用材料的逸出功為_(kāi)_________J．(電子電荷量e＝1.6×10－19 C) 參考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9

13、 C D C B D D A B B 10 11 12 13 14 15 16 17 18 A AC AD BC AD ABC ABC BDE BDE 19.令在時(shí)間Δt＝1 s內(nèi)發(fā)射出的光子數(shù)為n，由能量守恒知PWΔt＝nhν，而ν＝，聯(lián)立得n＝，代入數(shù)值得n＝2×1020；由題意知在時(shí)間Δt內(nèi)全部被黑體表面吸收的光子的總動(dòng)量為p總＝np＝n，由動(dòng)量定理知FΔt＝p總，聯(lián)立得F＝＝＝，代入數(shù)值得F＝2×10－7 N，由牛頓第三定律知該光束對(duì)黑體表面的作用力大小為2×10－7 N. 20.由題圖乙可知，當(dāng)該裝置所加的電壓為反向電壓且此電壓為－2 V時(shí)，電流表示數(shù)為0，即光電子的最大初動(dòng)能為Ekm＝2 eV＝3.2×10－19 J，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程知Ekm＝hν－W0，代入數(shù)值得W0＝3 eV＝4.8×10－19 J. 8 / 8