高考物理一轮复习核心素养提升练 三十三 121.docx

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高考物理一轮复习核心素养提升练三十三121

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核心素养提升练三十三　

波粒二象性

（45分钟　96分）

（20分钟　48分）

选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分，全为单选题）

1.（2018·邢台模拟）下列关于概率波的说法中，正确的是（　　）

A.概率波就是机械波

B.物质波是一种概率波

C.概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象

D.在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过

【解析】选B。

德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A项错误；物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，故B项正确；概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C项错误；根据测不准原理，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故D项错误。

2.如图为黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则（　　）

A.各种波长的辐射强度都有减少

B.只有波长短的辐射强度增加

C.辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

D.辐射电磁波的波长先增大后减小

【解题指导】解答本题应注意以下两点：

（1）随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加。

（2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

【解析】选C。

由图象可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A、B项错误，C项正确；随着温度的升高，黑体的辐射增强，波长变短，频率增大，故D项错误。

3.关于康普顿效应，下列说法中正确的是（　　）

A.石墨对X射线散射时，部分射线的波长变短

B.康普顿效应仅出现在石墨对X射线的散射中

C.康普顿效应证明了光的波动性

D.光子具有动量

【解析】选D。

在康普顿效应中，当X射线与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ=

，知波长增大，故A项错误；康普顿效应不仅出现在石墨对X射线的散射中，不同的光子都可以出现，故B项错误；康普顿效应揭示了光具有粒子性，故C项错误；康普顿效应进一步表明光子具有动量，故D项正确。

4.在如图所示的光电效应的实验中，发现用一定频率的单色光A照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的单色光B照射时不发生光电效应，则下列说法正确的是世纪金榜导学号（　　）

A.增大B光光强，电流表指针可能发生偏转

B.延长B光照射时间，电流表指针可能发生偏转

C.用A光照射光电管时，流过电流表G的电流方向是a流向b

D.用B光照射光电管时，增大电源电压，电流表指针一定发生偏转

【解析】选C。

用B单色光照射时不发生光电效应，知νB<ν0，能否产生光电效应，是看入射光的频率，与光的强度、照射的时间都无关，故A、B项错误；发生光电效应时，电子从光电管右端运动到左端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流表G的电流方向是a流向b，故C项正确；用B单色光照射时不发生光电效应，增大电源电压仍然不能发生光电效应，电路中不能出现电流，故D项错误。

5.根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于（h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长）（　　）

A.h

　　　B.h

　　　C.hλ　　　D.

【解析】选A。

根据E=hν，ν=

得：

E=h

，故A对。

6.（2019·新乡模拟）已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×

1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（　　）

A.波长B.频率C.能量D.动量

【解析】选A。

根据爱因斯坦光电效应方程：

Ekm=hν-hν0，因为钙的ν0大，所以能量Ekm小，频率小，波长大，故B、C项错误，A项正确；根据物质波波长λ=

，所以钙逸出的光电子动量小，故D项错误。

【加固训练】

　　用波长为λ1和λ2的单色光A和B分别照射两种金属C和D的表面。

单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象，单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象，设两种金属的逸出功分别为WC和WD，则下列选项正确的是（　　）

A.λ1>λ2，WC>WD　　　B.λ1>λ2，WC

C.λ1<λ2，WC>WDD.λ1<λ2，WC

【解析】选D。

单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，根据光电效应条件知，单色光A的频率大于单色光B的频率，则λ1<λ2；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象。

知金属C的逸出功小于金属D的逸出功，即WC

7.（2018·福州模拟）某实验小组的同学在研究光电效应现象时,设计了如图所示的电路,用黄光照射阴极时,电路中的电流计有示数。

则下列说法正确的是

（　　）

A.用蓝光照射阴极时,电流计一定没有示数

B.用红光照射阴极时,电流计可能有示数

C.用黄光照射阴极时,将滑片向左移动,电流计示数变为零

D.用黄光照射阴极时,将滑片向右移动,电流计示数一定增大

【解析】选B。

由于蓝光的频率比黄光的频率高,因此用蓝光照射时,电流计一定有示数,A错误;由于不知阴极K的截止频率,所以用红光照射时,也可能发生光电效应,因此电流计可能有示数,B正确;即使UAK=0,电流表中也可能有电流通过,C错误;当滑动触头向右端滑动时,UAK增大,阳极A吸收光电子的能力增强,光电流会增大,当所有光电子都到达阳极A时,电流达到最大,即饱和电流,若在滑动前,电流已经达到饱和电流,那么即使增大UAK,光电流也不会增大,D错误。

8.研究光电效应的电路如图所示。

用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。

下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是（　　）

【解析】选C。

由于光的频率相同，所以对应的反向遏止电压相同，选项A、B错误；发生光电效应时，在同样的加速电压下，光强度越大，逸出的光电子数目越多，形成的光电流越大，所以C正确，D错误。

（25分钟　48分）

　选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分，9～11为单选题，12～16为多选题）

9.（2018·银川模拟）如图甲所示是研究光电效应实验规律的电路。

当用强度一定的黄光照射到光电管上时，测得电流表的示数随电压变化的图象如图乙所示。

下列说法正确的是（　　）

世纪金榜导学号

A.若改用红光照射光电管，一定不会发生光电效应

B.若照射的黄光越强，饱和光电流将越大

C.若用频率更高的光照射光电管，则光电管中金属的逸出功越大

D.若改用蓝光照射光电管，图象与横轴交点在黄光照射时的右侧

【解析】选B。

根据光电效应方程知，Ekm=hν-W0，红光的频率小于黄光的频率，红光照射不一定发生光电效应，但不是一定不会发生光电效应，故A项错误；增加入射光的强度，则单位时间内产生的光电子数目增加，饱和光电流将越大，故B项正确；光电管中金属的逸出功的大小是由材料本身决定的，与入射光的频率无关，故C项错误；根据光电效应方程知，Ekm=hν-W0，蓝光的频率大于黄光的频率，则光电子的最大初动能增大，所以反向遏止电压增大，图象与横轴交点在黄光照射时的左侧，故D项错误。

10.用波长为2.0×10-7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10-19J。

由此可知，钨的极限频率是（普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光速c=3.0×108m/s，结果取两位有效数字）（　　）

A.5.5×1014Hz　　　B.7.9×1014Hz

C.9.8×1014HzD.1.2×1015Hz

【解析】选B。

据Ekm=hν-W，W=hν0，ν=

，可得：

ν0=

-

，代入数据得：

ν0=7.9×1014Hz，故B项正确。

11.一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.

B.

C.

D.

【解析】选A。

中子的动量p1=

，氘核的动量p2=

，根据动量守恒定律得碰撞后形成的氚核的动量p3=p2+p1，所以氚核的德布罗意波波长为λ3=

=

，故A项正确。

12.已知某金属发生光电效应的截止频率为νc，则（　　）

A.当用频率为2νc的单色光照射该金属时，能产生光电子

B.当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνc

C.当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大

D.当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

【解题指导】解答本题应注意以下两点：

（1）光电效应方程Ek=hν-W0，逸出功W0=hνc。

（2）逸出功由金属自身性质决定，与照射光的频率无关。

【解析】选A、B。

该金属的截止频率为νc，则可知逸出功W0=hνc，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=hνc代入可知B正确，D错误。

13.（2019·石家庄模拟）波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的

是（　　）

A.黑体辐射规律可用光的波动性解释

B.光电效应现象揭示了光的粒子性

C.电子束射到晶体上产生衍射图样说明电子具有波动性

D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等

【解析】选B、C。

黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美地解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A项错误；光子既有波动性又有粒子性，光电效应现象揭示了光的粒子性，故B项正确；德布罗意提出了实物粒子同样具有波动性，戴维孙和汤姆孙用实验得到了电子束射到晶体上产生的衍射图样，证明了电子具有波动性，故C项正确；根据德布罗意波波长公式λ=

，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的波长相等，则动量p也相等，但是质子质量比电子质量大得多，因此动能Ek=

不相等，故D项错误。

14.（2018·武汉模拟）光既具有波动性，又具有粒子性。

如果一个光子的能量等于一个电子的静止能量，且电子质量me=0.90×10-30kg，光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.63×10-34J·s。

则世纪金榜导学号（　　）

A.光子的能量为2.7×10-22J

B.光子的频率为6.1×10-19Hz

C.光子的波长为2.5×10-12m

D.光子的动量为2.7×10-22kg·m/s

【解析】选C、D。

由题意，光子的能量为ε=hν=mec2=8.1×10-14J，光子的频率ν=

=1.2×1020Hz，光子的波长λ=

=2.5×10-12m，光子的动量p=

=2.7×

10-22kg·m/s。

所以，正确答案为C、D选项。

15.如图所示是某次实验中得到的甲、乙两种金属的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象，两金属的逸出功分别为W甲、W乙，如果用ν0频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E甲、E乙，则下列关系正确的是（　　）

A.W甲>W乙B.W甲

C.E甲

【解题指导】解答本题应注意以下两点：

（1）Uc-ν图线的纵截距的绝对值表示遏止电压。

（2）遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率。

【解析】选A、C。

根据光电效应方程得：

Ekm=hν-W0=hν-hν0，又Ekm=qUc，解得：

Uc=

ν-

，知Uc-ν图线，当Uc=0时，ν=νc，由图象可知，金属甲的极限频率大于金属乙，则金属甲的逸出功大于乙的，即W甲>W乙。

如果用ν0频率的光照射两种金属，根据光电效应方程，当相同频率的光入射时，则逸出功越大的，其光电子的最大初动能越小，因此E甲

故选A、C。

16.在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。

对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是（　　）

A.遏止电压　　　　　　　　B.饱和光电流

C.光电子的最大初动能D.逸出功

【解析】选A、C、D。

同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程Ek=hν-W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一束光照射，单位时间内光子数目相等，所以饱和光电流是相同的。

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