高考模拟精选专题汇编波粒二象性含答案 4页

波粒二象性 一、单选题（5T）‎ ‎1. 物理学是一门以实验为基础的科学，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发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中错误的是‎(‎　　‎‎)‎ A. 康普顿效应进一步证实了光的波动特性 B. 光电效应实验表明光具有粒子性 C. 电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒 D. α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础 ‎2. 关于光的说法正确的是‎(‎　　‎‎)‎ 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. 下列说法正确的是 A. 氢原子从n=3‎能级跃迁到n=1‎能级和从n=2‎能级跃迁到n=1‎能级相比较，前者辐射出的光的波长比后者的长 B. α射线与β射线和γ射线相比，α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贡献，下列有关说法正确的是‎(‎　　‎‎)‎ 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. 下列说法中正确的是‎(‎　　‎‎)‎ A. α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，12 g经过15天衰变后剩余的质量为‎0.5‎ g 二、多选题（4T）‎ ‎6. 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图所示。已知普朗克常量为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，则下列说法正确的是‎(‎　　‎‎)‎ 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eUc D. 乙光的频率为W‎0‎‎+eUch ‎ ‎7. 在研究某金属的光电效应现象时，发现当入射光的频率为ν以时，其遏止电压为U.‎已知普朗克常数为h，电子电量大小为e，下列说法正确的是‎(‎　　‎‎)‎ A. 该金属的截止频率为v-‎eUh B. 该金属的逸出功为eU-hv C. 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‎⋅‎史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件‎(CCD)‎ 图象传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示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，若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，以下判断正确的是‎(‎　　‎‎)‎ A. 光电管阴极材料的逸出功为‎4.5eV B. 若增大入射光的强度，电流计的读数不为零 C. 若用光子能量为12eV的光照射阴极A，光电子的最大初动能一定变大 D. 若用光子能量为‎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ν的光照射在某金属表面时产生了光电子，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，若以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，则电子的最大初动能是‎(‎　　‎‎)‎ A. hν+WB B. BeRm C. hν-W D. ‎B‎2‎e‎2‎R‎2‎‎2m 三、填空题（1T）‎ ‎10. 光电效应实验中，用波长为λ‎0‎的单色光A照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出。当波长为λ‎0‎‎2‎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______。‎(‎已知普朗克常量为h、光速为c)‎ 四、计算题（2T）‎ ‎11. 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倍增极的上表面MN时，极板上表面逸出大量速率不同、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逸出的部分光电子打到第2倍增极的上表面PQ.‎已知第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)‎若以最大速率、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。 ‎(3)‎若保持‎(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，已知金属钠的逸出功为‎2.29eV，现用波长为300nm的光照射金属钠表面，普朗克常量h=6.63×‎‎10‎‎-34‎ J⋅s，真空中的光速c=3.0×‎10‎‎8‎m/s，电子电荷量e=1.6×‎‎10‎‎-19‎ C，‎1nm=‎‎10‎‎-9‎ m，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‎.(‎结果均保留两位有效数字‎)‎ ‎ 五、综合题（T）‎ ‎13. ‎(1)‎下列说法正确的是______。‎(‎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.实验表明，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)‎如图所示，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： ‎(ⅰ)‎小球运动到最低点时速度大小； ‎ ‎(ⅱ)‎小球从释放到落地的过程中，小车向右移动的距离。 ‎ ‎1. A 2. C 3. D 4. B 5. A 6. AD 7. AD 8. AC 9. CD ‎ ‎10. hcλ‎0‎；1：2  ‎ ‎11. 解：‎(1)‎由爱因斯坦光电效应方程得：hγ=W+‎1‎‎2‎mvm‎2‎ 解得vm‎=‎‎2(hγ-W)‎m ‎(2)‎光电子全部到达PQ，如图中Ⅰ圆弧，则 r‎2‎‎=(d‎3‎‎)‎‎2‎+[(1+‎2‎‎2‎‎3‎)d-r‎]‎‎2‎  由牛顿第二定律得：evmB=mvm‎2‎r 联以以上三式得：B=‎‎2m(hγ-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，则有：r‎2‎‎=(r-d‎3‎‎)‎‎2‎+‎x‎2‎  解得：x=‎5‎‎3‎d<‎2‎‎2‎‎3‎d，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。如图所示圆弧Ⅱ，由几何关系和