高考模拟精选专题汇编波粒二象性含答案

1、5/5波粒二象性一、单项选择题5T1.物理学是一门以实验为根底的科学 ,任何学说和理论的建立都离不开实验 ,下面给出了几个在物理学开展史上有重要地位的物理实验 ,以及与之相关的物理学开展史的说法 ,其中错误的选项是()A. 康普顿效应进一步证实了光的波动特性B. 光电效应实验说明光具有粒子性C. 电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒D. 粒子散射实验是原子核式结构理论的实验根底2.关于光的说法正确的选项是()A. 有的光是波 ,有的光是粒子B. 光子可以被电场加速C. 光的波长越长 ,其波动性越显著D. 大量光子产生的效果往往显示粒子性3.以下说法正确的选项是A. 氢原子从n=3能级跃迁

2、到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级相比拟 ,前者辐射出的光的波长比后者的长B. 射线与射线和射线相比 ,射线具有较强的穿透能力C. 动能相等的质子和电子 ,它们的德布罗意波长也相等D. 康普顿效应说明光具有粒子性 ,电子的衍射实验说明实物粒子具有波动性4.我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞入千家万户.在通往量子论的道路上 ,一大批物理学家做出了卓越的奉献 ,以下有关说法正确的选项是()A. 玻尔在1900年把能量子引入物理学 ,破除了“能量连续变化的传统观念B. 爱因斯坦最早认识到了能量子的意义 ,提出光子说 ,并成功地解释了光电效应现象C. 德布罗意第一次将量子观念引入原

3、子领域 ,提出了定态和跃迁的概念D. 普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子 ,预言实物粒子也具有波动性5.以下说法中正确的选项是()A. 粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B. 根据玻尔理论 ,氢原子辐射出一个光子后 ,氢原子的电势能增大C. 在光电效应的实验中 ,入射光的强度增大 ,光电子的最大初动能也增大D. 某放射性物质的半衰期是5天 ,12g经过15天衰变后剩余的质量为0.5g二、多项选择题4T6.用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验 ,发现光电流与电压的关系如下图。普朗克常量为h ,被照射金属的逸出功为W0 ,遏止电压为Uc ,电子的电荷量为e ,那么以

4、下说法正确的选项是()A. 甲光的强度大于乙光的强度B. 甲光的频率大于乙光的频率C. 甲光照射时产生的光电子初动能均为eUcD. 乙光的频率为W0+eUch7.在研究某金属的光电效应现象时 ,发现当入射光的频率为以时 ,其遏止电压为U.普朗克常数为h ,电子电量大小为e ,以下说法正确的选项是()A. 该金属的截止频率为v-eUhB. 该金属的逸出功为eU-hvC. 增大入射光的频率 ,该金属的截止频率增大D. 增大入射光的频率 ,该金属的遏止电压增大8.2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德博伊尔和乔治史密斯主要成就是创造了电荷耦合器件(CCD)图象传感器。他们的创造利用了爱因斯坦的光电效应原

5、理。如下图电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管 ,其中A为阴极 ,K为阳极。理想电流计可检测通过光电管的电流 ,理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源 ,用光子能量为10.5eV的光照射阴极A ,电流计中有示数 ,假设将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动 ,电流计的读数逐渐减小 ,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零 ,读出此时电压有的示数为6.0V；现保持滑片P位置不变 ,以下判断正确的选项是()A. 光电管阴极材料的逸出功为4.5eVB. 假设增大入射光的强度 ,电流计的读数不为零C. 假设用光子能量为12eV的光照射阴极A ,光电子的最大初动能一定变大D. 假设用光子能量

6、为9.5eV的光照射阴极A ,同时把滑片P向左移动少许 ,电流计的读数一定不为零9.用频率为的光照射在某金属外表时产生了光电子 ,当光电子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动时 ,其最大半径为R ,假设以W表示逸出功 ,m、e表示电子的质量和电量 ,h表示普朗克常数 ,那么电子的最大初动能是()A. h+WBB. BeRmC. h-WD. B2e2R22m三、填空题1T10.光电效应实验中 ,用波长为0的单色光A照射某金属板时 ,刚好有光电子从金属外表逸出。当波长为02的单色光B照射该金属板时 ,光电子的最大初动能为_ ,A、B两种光子的动量之比为_。(普朗克常量为h、光速为c)四

7、、计算题2T11.光电倍增管可将光信号转化为电信号并逐级放大 ,其前两个平行倍增极结构如图。当频率为v的入射光照射到第1倍增极的上外表MN时 ,极板上外表逸出大量速率不同、沿各个方向运动的光电子 ,空间加上垂直纸面的匀强磁场 ,可使从MN逸出的局部光电子打到第2倍增极的上外表PQ.第1倍增极金属的逸出功为W ,两个倍增极长度均为d ,水平间距为223d ,竖直间距为d3 ,光电子电量为e、质量为m ,普朗克常量为h ,仅考虑光电子在纸面内运动且只受洛伦兹力作用。(1)求从MN上逸出的光电子的最大速率。(2)假设以最大速率、方向垂直MN逸出的光电子可以全部到达PQ ,求磁感应强度的大小和方向。(

8、3)假设保持(2)中的磁场不变 ,关闭光源后 ,发现仍有光电子持续击中PQ ,求关闭光源后光电子持续击中PQ的时间。12.某光电管用金属钠作为阴极金属 ,金属钠的逸出功为2.29eV ,现用波长为300nm的光照射金属钠外表 ,普朗克常量h=6.6310-34Js ,真空中的光速c=3.0108m/s ,电子电荷量e=1.610-19C ,1nm=10-9m ,求：(1)金属钠的截止频率(2)光电子的最大初动能(3)该光电管的遏止电压.(结果均保存两位有效数字)五、综合题T13.(1)以下说法正确的选项是_。(填正确答案标号。选对1个得2分 ,选对2个得4分 ,选对3个得5分 ,每选错1个扣3

9、分 ,最低得分为0分) A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变 B.轻核聚变与重核裂变均释放能量 C.原子核的比结合能越大表示该原子核越不稳定 D.实验说明 ,只要照射光的强度足够大 ,就一定能发生光电效应现象 E.放射性元素衰变的快慢只由核内部自身的因素决定(2)如下图 ,光滑水平面上有一平板车 ,车上固定一竖直直杆 ,杆的最高点O通过一长为L的轻绳拴接一个可视为质点的小球 ,小球的质量为小车(包括杆的质量)质量的一半 ,悬点O距离地面的高度为2L ,轻绳水平时 ,小球与小车速度均为零。释放小球 ,当小球运动到最低点时 ,轻绳断开。重力加速度为g。求： ()小球运动到最低点时速度大小；

10、 ()小球从释放到落地的过程中 ,小车向右移动的距离。1. A2. C3. D4. B5. A6. AD7. AD8. AC9. CD10. hc0；1：211. 解：(1)由爱因斯坦光电效应方程得：h=W+12mvm2解得vm=2(h-W)m(2)光电子全部到达PQ ,如图中圆弧 ,那么r2=(d3)2+(1+223)d-r2 由牛顿第二定律得：evmB=mvm2r联以以上三式得：B=2m(h-W)ed磁场方向垂直纸面向内(3)关闭光源后 ,第2倍增极持续接收光电子的最长时间对应的是轨迹圆心角最大的情况：当速率最大时 ,圆轨迹与PQ相切时圆心角最大。设切点与N的水平距离为x ,那么有：r2=

11、(r-d3)2+x2 解得：x=53d223d ,轨迹没有击中PQ ,故从N端出射并击中P端的光电子轨迹圆心角最大 ,光电子在磁场中运动时间最长。如下图圆弧 ,由几何关系和NP=(23)2+(223d)2=dsinm=NP2r=12 ,m=6 光电子的运动周期T=2rvm=2meB最长时间tMax=2-2min2T由以上几式可求得：tMax=5d3m2(h-W) 答：(1)从MN上逸出的光电子的最大速率为2(h-W)m。(2)假设以最大速率、方向垂直MN逸出的光电子可以全部到达PQ ,磁感应强度的大小为2m(h-W)ed、方向是磁场方向垂直纸面向内。(3)假设保持(2)中的磁场不变 ,关闭光源

12、后 ,发现仍有光电子持续击中PQ ,关闭光源后光电子持续击中PQ的时间是5d3m2(h-W)。12. 解：(1)根据逸出功W0=h0 ,解得截止频率：0=2.291.610-196.6310-34Hz=5.51014Hz；(2)根据光电效应方程：Ek=h-W0=hc-W0=6.6310-34310830010-9-2.291.610-19=3.010-19J(3)光电子动能减小到0时 ,反向电压即遏止电压 ,根据动能定理：eU=Ek ,代入数据得：U=3.010-191.610-191.9V答：(1)金属钠的截止频率5.51014Hz；(2)光电子的最大初动能3.010-19J；(3)该光电管的遏止电压1.9V13. (1)ABE(2)解：(i)小球下落过程中 ,小球与车组成的系统 ,水平方向动量守恒 ,系统机械能守恒 ,设小球到最低点时 ,小球的速率为v1 ,小车的速率为v2 ,