2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤訓(xùn)練45 波粒二象性、能級（選修3-5）.doc
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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤訓(xùn)練45 波粒二象性、能級（選修3-5） 一、選擇題 1．用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，把入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時有兩個光子存在，如圖所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片．這些照片說明( ) A．光只有粒子性沒有波動性 B．光只有波動性沒有粒子性 C．少量光子的運(yùn)動顯示波動性，大量光子的運(yùn)動顯示粒子性 D．少量光子的運(yùn)動顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動顯示波動性 解析：少量光子落在膠片上，落點(diǎn)位置不確定，說明少量光子的運(yùn)動顯示粒子性，大量光子落在膠片上，出現(xiàn)了干涉條紋，呈現(xiàn)出波動性規(guī)律，說明大量光子的運(yùn)動顯示波動性，說明光具有波粒二象性，故只有選項(xiàng)D正確． 答案：D 2．(多選)關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中正確的是( ) A．不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動的微粒都具有波粒二象性 B．運(yùn)動的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個小孔時，都沒有特定的運(yùn)動軌道 C．波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運(yùn)動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的 D．實(shí)物的運(yùn)動有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性 E．宏觀運(yùn)動的物體沒有波動性 解析：波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律，大量粒子運(yùn)動的規(guī)律表現(xiàn)出波動性，而單個粒子的運(yùn)動表現(xiàn)出粒子性．而宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實(shí)際很難觀察到波動性，不是不具有波粒二象性．選項(xiàng)A、B、C正確． 答案：ABC 3．(xx江蘇卷)已知鈣和鉀的截止頻率分別為7.731014 Hz和5.441014 Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的( ) A．波長 B．頻率 C．能量 D．動量 解析：考查光電效應(yīng)規(guī)律及物質(zhì)波的概念．由愛因斯坦光電方程Ek＝hν－h(huán)ν0可知，由于鈣的截止頻率大，因此產(chǎn)生的光電子的最大初動能小，C錯誤．由p＝可知，逸出的光電子的動量小，D錯誤．由λ＝可知，物質(zhì)波的波長長，頻率低，A正確，B錯誤． 答案：A 4. (xx北京市東城區(qū)高三一模)氫原子能級如圖所示．大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時發(fā)出不同頻率的光，其中a光是從n＝3能級向n＝1能級躍遷時發(fā)出的，b光的頻率大于a光的頻率，則b光可能是( ) A．從n＝4能級向n＝3能級躍遷時發(fā)出的 B．從n＝4能級向n＝2能級躍遷時發(fā)出的 C．從n＝4 能級向n＝1能級躍遷時發(fā)出的 D．從n＝3能級向n＝2能級躍遷時發(fā)出的 解析：氫原子從高能級向低能級躍遷時輻射的光子能量等于能級差，a光的能量等于hνa＝E3－E1，b光的頻率大于a光的頻率，即b光的能量大于E3－E1，對照選項(xiàng)中的能級差，能夠大于E3－E1只有選項(xiàng)C的E4－E1，即選項(xiàng)C對． 答案：C 5．(xx廣州市普通高中畢業(yè)班一模)如圖是氫原子從n＝3、4、5、6能級躍遷到n＝2能級時輻射的四條光譜線，其中頻率最大的是( ) A．Hα B．Hβ C．Hγ D．Hδ 解析：由圖可知，氫原子從n＝6能級躍遷到n＝2能級時輻射的能量最大，由ε＝hν可知，它的頻率也最大，所以本題選擇D. 答案：D 6．(多選)(xx天門市高三調(diào)研)氦原子被電離出一個核外電子， 形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子．已知基態(tài)的氦離子能量為E1＝－54.4 eV，氦離子能級的示意圖如圖所示．在具有下列能量的粒子中，能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是( ) A．54.4 eV(光子) B．50.4 eV(光子) C．48.4 eV(電子) D．42.8 eV(光子) E．41.8 eV(電子) 解析：由玻爾理論知，基態(tài)的氦離子要實(shí)現(xiàn)躍遷，入射光子的能量(光子能量不可分)應(yīng)該等于氦離子在某激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差，因此只有能量恰好等于兩能級差的光子才能被氦離子吸收；而實(shí)物粒子(如電子)只要能量不小于兩能級差，均可能被吸收．氦離子在圖示的各激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為： ΔE1＝E∞－E1＝0－(－54.4 eV)＝54.4 eV ΔE2＝E4－E1＝－3.4 eV－(－54.4 eV)＝51.0 eV ΔE3＝E3－E1＝－6.0 eV－(－54.4 eV)＝48.4 eV ΔE4＝E2－E1＝－13.6 eV－(－54.4 eV)＝40.8 eV 可見，42.8 eV和50.4 eV的光子不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷，而實(shí)物粒子，可吸收等于能級差的部分而躍遷，則CE正確． 答案：ACE 7．(多選)(xx山西太原模考)利用金屬晶格(大小約10－10 m)作為障礙物觀察電子的衍射圖樣，方法是讓電子通過電場加速后，讓電子束照射到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度為0，加速電壓為U，普朗克常量為h，則下列說法中正確的是( ) A．該實(shí)驗(yàn)說明了電子具有波動性 B．實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波的波長為λ＝ C．加速電壓U越大，電子的衍射現(xiàn)象越明顯 D．若用相同動能的質(zhì)子替代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯 解析：能得到電子的衍射圖樣，說明電子具有波動性，A正確；由德布羅意波的波長公式λ＝及動量p＝＝，可得λ＝，B正確；由λ＝可知，加速電壓越大，電子的波長越小，衍射現(xiàn)象就越不明顯，C錯誤；用相同動能的質(zhì)子替代電子，質(zhì)量變大質(zhì)子的波長變小，衍射現(xiàn)象與電子相比不明顯，故D錯誤． 答案：AB 8．(多選)如圖所示是用光照 射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)，由圖可知( ) A．該金屬的截止頻率為4.271014 Hz B．該金屬的截止頻率為5.51014 Hz C．該圖線的斜率表示普朗克常量 D．該金屬的逸出功為0.5 eV 解析：由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，圖中橫軸的截距為該金屬的截止頻率，選項(xiàng)A正確、B錯誤；圖線的斜率表示普朗克常量h，C正確；該金屬的逸出功W0＝hν0＝6.6310－344.271014 J＝1.77 eV或W0＝hν－Ek＝6.6310－345.51014 J－0.5 eV＝1.78 eV，選項(xiàng)D錯誤． 答案：AC 9．(多選)利用光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)如下圖所示，用最大頻率為νc的可見光照射陰極K，電流表中有電流通過，則( ) A．用紫外線照射，電流表中不一定有電流通過 B．用紫外線照射，電流表中一定有電流通過 C．用頻率為νc的可見光照射K，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭移到A端，電流表中一定無電流通過 D．用頻率為νc的可見光照射K，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭向B端滑動時，電流表示數(shù)可能不變 解析：紫外線頻率大于可見光的頻率，故一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故A錯，B對；盡管P滑到A端但仍有少量電子逸出到達(dá)陽極，故有微弱電流通過，故C錯．當(dāng)光電流強(qiáng)度達(dá)到飽和時，增加正向電壓光電流也不再增大，D對． 答案：BD 10．如圖甲所示，合上開關(guān)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)光電壓表讀數(shù)小于0.60 V時，電流表計(jì)數(shù)仍不為零，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時，電流表讀數(shù)為零．把電路改為圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時，則逸出功及電子到達(dá)陽極時的最大動能為( ) A．1.5 eV 0.6 eV B．1.7 eV 1.9 eV C．1.9 eV 2.6 eV D．3.1 eV 4.5 eV 解析：光子能量hν＝2.5 eV的光照射陰極，電流表讀數(shù)不為零，則能發(fā)生光電效應(yīng)，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.6 V時，電流表讀數(shù)為零，則電子不能到達(dá)陽極， 由動能定理eU＝mv知， 最大初動能Ekm＝eU＝0.6 eV， 由光電效應(yīng)方程hν＝Ekm＋W0知W0＝1.9 eV 對圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時，電子到達(dá)陽極的最大動能Ekm′＝Ekm＋eU′＝0.6 eV＋2 eV＝2.6 eV.故C正確． 答案：C 二、非選擇題 11．(1)研究光電效應(yīng)的電路如下圖所示．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)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流．下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是( ) (2)鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子，光電子從金屬表面逸出的過程中，其動量的大小________(選填“增大”、“減小”或“不變”)，原因是 ______________________________________________________. (3)已知?dú)湓犹幵诘谝?、第二激發(fā)態(tài)的能級分別為－3.4 eV和－1.51 eV，金屬鈉的截止頻率為5.531014 Hz，普朗克常量h＝6.6310－34 Js，請通過計(jì)算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過程中發(fā)出的光照射金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應(yīng)． 解析：(1)設(shè)遏止電壓為UKA′，由光電效應(yīng)規(guī)律知eUKA′＝mv2＝hν－W0，因都是頻率相同的光照射鈉極板，即ν、W0均相同，故強(qiáng)光和弱光的遏止電壓相同；當(dāng)UAK＝0時，強(qiáng)光的光電流應(yīng)大于弱光的光電流．所以C對． (2)因?yàn)殡娮訌慕饘俦砻嬉莩龅倪^程中受到金屬表面層中力的阻礙作用，所以其動量會減小． (3)氫原子放出的光子能量E＝E3－E2，代入數(shù)據(jù)得E＝1.89 eV.金屬鈉的逸出功W0＝hνc， 代入數(shù)據(jù)得W0＝2.3 eV.因?yàn)镋下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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