2023高考物理一轮总复习第十三章动量近代物理初步（选修3-5）第39讲波粒二象性课时达标

PAGEPAGE2第39讲波粒二象性[解密考纲]考查对光电效应规律的理解，对光电效应方程的理解和对光的波粒二象性的理解．1．(多项选择)如下图，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是(BC)A．有光子从锌板逸出B．有电子从锌板逸出C．验电器指针张开一个角度D．锌板带负电解析：用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板外表逸出，称之为光电子，故A错误，B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误．2．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是(B)A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间解析：某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X射线的频率比紫外线频率高，所以此题答案为B．3．入射光照到某金属外表发生光电效应，假设入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么以下说法中正确的选项是(C)A．从光照射到金属外表上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能减小C．单位时间内从金属外表逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应解析：光电效应瞬时(10－9s)发生，与光强无关，A错误．光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，入射光的频率越大，最大初动能越大，B错误．光电子数目多少与入射光的强度有关，光强减弱，单位时间内从金属外表逸出的光电子数目减少，C正确．能否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，D错误．4．一个德布罗意波波长为λ1的中子和另一个德布罗意波波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为(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：设中子、氘核、氚核的动量分别为p1、p2、p3，由动量守恒定律知p1＋p2＝p，即eq\f(h,λ1)＋eq\f(h,λ2)＝eq\f(h,λ)，解得氚核的德布罗意波波长为λ＝eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)，A项正确．5．(多项选择)某金属发生光电效应的截止频率为ν0，那么(AB)A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0C．当照射光的频率ν大于ν0时，假设ν增大，那么逸出功增大D．当照射光的频率ν大于ν0时，假设ν增大一倍，那么光电子的最大初动能也增大一倍解析：该金属的截止频率为ν0，那么可知逸出功W0＝hν0，逸出功由金属自身性质决定，与照射光的频率无关，因此C错误；由光电效应的实验规律可知A正确；由光电效应方程Ek＝hν－W0，将W0＝hν0代入可知B正确，D错误．6．(多项选择)(2022·广东卷)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，以下说法正确的选项是(AD)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解析：增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光子数增加，那么光电流将增大，应选项A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，应选项B错误．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，假设光的频率仍大于极限频率，那么仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W逸＝eq\f(1,2)mv2可知，增参加射光频率，光电子的最大初动能也增大，应选项D正确．7．(多项选择)(2022·上海卷)波粒二象性是微观世界的根本特征，以下说法正确的有(AB)A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热电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解析：光电效应说明光具有粒子性，选项A正确；衍射是波的特点，说明光具有波动性，选项B正确；黑体辐射的实验规律说明光具有粒子性，选项C错误；动能相等的质子和电子，二者质量不同，德布罗意波长不相等，选项D错误．8．(多项选择)(2022·黄冈中学模块检测)频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为eq\f(hν,c)，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，以下关于光子散射的说法正确的选项是(CD)A．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小B．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大C．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长D．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率解析：碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，A错误；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即ν1>ν2，再由c＝λ1ν1＝λ2ν2，得到λ1<λ2，B错误，C、D正确．9．(2022·广东执信中学二模)光子有能量，也有动量p＝eq\f(h,λ)，它也遵守有关动量的规律．如下图，真空中有一“∞〞字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是和左边大小、质量都相同的圆形白纸片．当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始转动情况(俯视)的以下说法中正确的选项是(B)A．顺时针方向转动B．逆时针方向转动C．都有可能D．不会转动解析：白纸片反射光子，光子的动量变化大，由动量定理知，光子对白纸片的冲击力大，故B正确．10．如下图，用绿光照射一光电管的阴极时产生光电效应，欲使光子从阴极逸出时的最大初动能增大，应采取的措施是(B)A．改用红光照射B．改用紫光照射C．增大绿光的强度D．增大加在光电管上的正向电压解析：发生光电效应时，光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大，与照射光强度、光电管的电压无关，红光的频率比绿光的频率小，不一定能发生光电效应，即使发生光电效应，光电子的最大初动能也较小，而紫光的频率大于绿光的频率．应选项B正确．11．(2022·浙江自选)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(1)图甲中电板A为光电管的阳级(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，那么铷的截止频率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)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，那么产生的光电子的最大初动能Ek＝1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均可]J.12．(2022·深圳市期末检测)深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道，如下图是一个航标灯自动控制电路的示意图．电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属．下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长，又知可见光在波长在400nm～770nm(1nm＝10－9m各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：金属铯钠锌银铂极限频率(Hz)4.545×10146.000×10148.065×10141.153×10151.529×1015极限波长(μm)0.66000.50000.37200.26000.1962根据上图和所给出的数据，你认为：(1)光电管阴极K上应涂有金属铯或钠；(2)控制电路中的开关S应和b(填“a〞和“b〞)接触；(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤事故．如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机，这时电路中开关S应和a接触，这样，当工人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即动作，使机床停止工作，防止事故发生．解析：(1)依题意知，可见光的波长范围为400×10－