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2019年高考物理大一輪復習 第十二章 波粒二象性 原子結構與原子核 課時達標32 波粒二象性實戰(zhàn)演練 [解密考綱]考查對光電效應規(guī)律的理解，對光電效應方程的理解和對光的波粒二象性的理解． 1．(多選)如圖所示，用導線把驗電器與鋅板相連接，當用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現象是(　BC　) A．有光子從鋅板逸出 B．有電子從鋅板逸出 C．驗電器指針張開一個角度 D．鋅板帶負電 解析　用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故選項A錯誤，B正確；鋅板與驗電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗電器指針張角越大，故選項C正確，D錯誤． 2．用一束紫外線照射某金屬時不能產生光電效應，可能使該金屬發(fā)生光電效應的措施是(　B　) A．改用頻率更小的紫外線照射 B．改用X射線照射 C．改用強度更大的原紫外線照射 D．延長原紫外線的照射時間 解析　某種金屬能否發(fā)生光電效應取決于入射光的頻率，與入射光的強度和照射時間無關，不能發(fā)生光電效應，說明入射光的頻率小于金屬的極限頻率，所以要使金屬發(fā)生光電效應，應增大入射光的頻率，X射線的頻率比紫外線頻率高，故選項B正確． 3．入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則下列說法中正確的是(　C　) A．從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加 B．逸出的光電子的最大初動能減小 C．單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目將減少 D．有可能不發(fā)生光電效應 解析　光電效應瞬時(10－9 s)發(fā)生，與光強無關，選項A錯誤．光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關，入射光的頻率越大，最大初動能越大，選項B錯誤．光電子數目多少與入射光的強度有關，光強減弱，單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目減少，選項C正確．能否發(fā)生光電效應，只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強無關，選項D錯誤． 4．一個德布羅意波波長為λ1的中子和另一個德布羅意波波長為λ2的氘核同向正碰后結合成一個氚核，該氚核的德布羅意波波長為(　A　) A． B． C． D． 解析　設中子、氘核、氚核的動量分別為p1、p2、p3，由動量守恒定律知p1＋p2＝p，即＋＝，解得氚核的德布羅意波波長為λ＝，選項A正確． 5．(多選)已知某金屬發(fā)生光電效應的截止頻率為ν0，則(　AB　) A．當用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，一定能產生光電子 B．當用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，所產生的光電子的最大初動能為hν0 C．當照射光的頻率ν大于ν0時，若ν增大，則逸出功增大 D．當照射光的頻率ν大于ν0時，若ν增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍 解析　該金屬的截止頻率為ν0，則可知逸出功W0＝hν0，逸出功由金屬自身性質決定，與照射光的頻率無關，因此選項C錯誤；由光電效應的實驗規(guī)律可選項知A正確；由光電效應方程Ek＝hν－W0，將W0＝hν0代入可知選項B正確，D錯誤． 6．(多選)在光電效應實驗中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應，下列說法正確的是(　AD　) A．增大入射光的強度，光電流增大 B．減小入射光的強度，光電效應現象消失 C．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應 D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動能變大 解析　增大入射光強度，單位時間內照射到單位面積的光子數增加，則光電流將增大，故選項A正確；光電效應是否發(fā)生取決于入射光的頻率，而與入射光強度無關，故選項B錯誤．用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應，用頻率較小的光照射時，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會發(fā)生光電效應，選項C錯誤；根據hν－W逸＝mv2可知，增加入射光頻率，光電子的最大初動能也增大，故選項D正確． 7．(多選)用同一光電管研究a、b兩種單色光產生的光電效應，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關系如圖所示．則這兩種光(　BC　) A．照射該光電管時a光使其逸出的光電子最大初動能大 B．從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角大 C．通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大 D．通過同一玻璃三棱鏡時，a光的偏折程度大 解析　由題圖可知b光照射時對應遏止電壓Uc2大于a光照射時的遏止電壓Uc1，因eU＝mv2，所以b光照射時光電子最大初動能大，且可得νb>νa，λb<λa，選項A、D錯誤，C正確；b光折射率大于a光折射率，所以a光臨界角大，選項B正確． 8．(多選)頻率為ν的光子，具有的能量為hν，動量為，將這個光子打在處于靜止狀態(tài)的電子上，光子將偏離原運動方向，這種現象稱為光子的散射，下列關于光子散射的說法正確的是(　CD　) A．光子改變原來的運動方向，且傳播速度變小 B．光子由于在與電子碰撞中獲得能量，因而頻率增大 C．由于受到電子碰撞，散射后的光子波長大于入射光子的波長 D．由于受到電子碰撞，散射后的光子頻率小于入射光子的頻率 解析　碰撞后光子改變原來的運動方向，但傳播速度不變，選項A錯誤；光子由于在與電子碰撞中損失能量，因而頻率減小，即ν1>ν2，再由c＝λ1ν1＝λ2ν2，得到λ1<λ2，選項B錯誤，C、D正確． 9．(xx廣東執(zhí)信中學二模)光子有能量，也有動量p＝，它也遵守有關動量的規(guī)律．如圖所示，真空中有一“∞”字形裝置可繞通過橫桿中點的豎直軸OO′在水平面內靈活地轉動，其中左邊是圓形黑紙片，右邊是和左邊大小、質量都相同的圓形白紙片．當用平行白光垂直照射這兩個圓面時，關于裝置開始轉動情況(俯視)的下列說法中正確的是(　B　) A．順時針方向轉動 B．逆時針方向轉動 C．都有可能 D．不會轉動 解析　白紙片反射光子，光子的動量變化大，由動量定理知，光子對白紙片的沖擊力大，故選項B正確． 10．如圖所示，用綠光照射一光電管的陰極時產生光電效應，欲使光電子從陰極逸出時的最大初動能增大，應采取的措施是(　B　) A．改用紅光照射 B．改用紫光照射 C．增大綠光的強度 D．增大加在光電管上的正向電壓 解析　發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能隨照射光頻率的增大而增大，與照射光強度、光電管的電壓無關，紅光的頻率比綠光的頻率小，不一定能發(fā)生光電效應，即使發(fā)生光電效應，光電子的最大初動能也較小，而紫光的頻率大于綠光的頻率．故選項B正確． 11．小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應現象，實驗裝置示意如圖甲所示．已知普朗克常量h＝6.6310－34 Js． 　 (1)圖甲中電板A為光電管的__陽極__(填“陰極”或“陽極”)； (2)實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示，則銣的截止頻率νc＝__5.151014_[(5.12～5.18)1014均可]__Hz，逸出功W0＝__3.4110－19 [(3.39～3.43)10－19均可]__J； (3)如果實驗中入射光的頻率ν＝7.001014 Hz，則產生的光電子的最大初動能Ek＝__1.2310－19 [(1.21～1.25)10－19均可]__J． 12．深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航標燈指引航道，如圖所示是一個航標燈自動控制電路的示意圖．電路中的光電管陰極K涂有可發(fā)生光電效應的金屬．下表反映的是各種金屬發(fā)生光電效應的極限頻率和極限波長，又知可見光的波長范圍在400 nm～770 nm.(1 nm＝10－9 m) 各種金屬發(fā)生光電效應的極限頻率和極限波長： 金屬 銫 鈉 鋅 銀 鉑 極限頻率(Hz) 4.5451014 6.0001014 8.0651014 1.1531015 1.5291015 極限波長(μm) 0.660 0 0.500 0 0.372 0 0.260 0 0.196 2 根據上圖和所給出的數據，你認為： (1)光電管陰極K上應涂有金屬__銫或鈉__； (2)控制電路中的開關S應和__b__(選填“a”或“b”)接觸； (3)工人在鍛壓機、沖床、鉆床等機器上勞動時，稍有不慎就會把手壓在里面，造成工傷事故．如果將上述控制電路中的電燈換成驅動這些機器工作的電機，這時電路中開關S應和__a__(選填“a”或“b”)接觸，這樣，當工人不慎將手伸入危險區(qū)域時，由于遮住了光線，光控繼電器銜鐵立即動作，使機床停止工作，避免事故發(fā)生． 解析　(1)依題意知，可見光的波長范圍為 40010－9 m～77010－9 m． 而金屬銫的極限波長為λ＝0.660 010－6 m＝660 nm，鈉的極限波長為λ1＝0.500 010－6 m＝500 nm，因此，光電管陰極K上應涂金屬銫或鈉． (2)深沉的夜色中，線圈中無電流，但燈仍正常工作，船舶依靠航標燈指引航道，所以控制電路中的開關S應和b接觸． (3)若將上述控制電路中的電燈換成電機，在手遮住光線之前，電機應是正常工作的，此時銜鐵與a接觸，所以電路中的開關S應和a接觸．