2019届高考物理一轮复习课时检测(三十八) 波粒二象性 含解析
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课练38波粒二象性1.(多选)下列说法正确的是()A.一般物体辐射电磁波的情况与温度无关,只与材料的种类及表面情况有关B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波,不反射C.带电微粒辐射和吸收的能量,只能是某一最小能量值的整数倍D.普朗克最先提出了能量子的概念答案:BCD解析:考查基本概念和物理学史的相关知识,只要记住本部分概念,直接判断即可.2.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是()答案:A解析:随着温度的升高,黑体辐射强度与波长有这样的关系:一方面,各种波长的辐射强度都有增加;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.由此规律可知应选A.3.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.则在如图所示的光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中,正确的是()纵轴的交点坐标为0.5).由图可知().该金属的截止频率为4.27×1014Hz.该金属的截止频率为5.5×1014Hz.该图线的斜率表示普朗克常量.该金属的逸出功为0.5 eV子全部到达另一极板,则电容器的最终带电荷量如图所示在光电效应现象中,光电管阴极的光照射在阴极上,若在的反向电压时,光电流恰好为零,已知普朗克常数为C.有光电子逸出,且光电子的最大初动能可表示为hν-hν0D.有光电子逸出,且光电子的最大初动能为零E.无光电子逸出,因为光电流为零答案:ABC解析:由逸出功的意义知阴极材料的逸出功W0=hν0,A对;由于入射光的频率ν>ν0,所以能发生光电效应,有光电子逸出,E错;A、K间加的是反向电压,则电子飞出后要做减速运动,当速度最大的光电子到达阳极A时速度减为零,光电流恰好为零,由动能定理得E km=eU,B对、D错;由爱因斯坦光电效应方程E km=hν-W0,且W0=hν0,则有E km=hν-hν0,C对.8.(多选)如图所示,电路中所有元件都是完好的,当光照射到光电管上时,灵敏电流计指针未发生偏转,可能的原因是() A.入射光强度较弱B.入射光波长太长C.光照射时间太短D.电源正负极接反E.入射光频率太低答案:BDE解析:灵敏电流计指针未发生偏转,可能是未发生光电效应现象,即入射光的频率小于金属的截止频率(入射光的波长大于金属的极限波长),与光照强度无关,A错,B、E对;光电效应的发生是瞬间的,与入射光的照射时间无关,C错;灵敏电流计指针未发生偏转,还可能是由于电源正、负极接反,光电子做减速运动,不能到达阳极,电路中不能形成电流,D对.9.下列说法中正确的是()A.物质波属于机械波B.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C.德布罗意认为,任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波和它对应,这种波叫物质波D.宏观物体运动时,看不到它的波动性,所以宏观物体运动时不具有波动性答案:C10.已知某种紫光的波长为440 nm,要使电子的德布罗意波长为这种紫光波长的万分之一,则电子的速度为________m/s,让此电子垂直射入磁感应强度B=0.001 T的弱匀强磁场中,且电子仅受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动,则运行的轨道半径为________m.(电电子电荷量e=1.6×10C)10-19 4.8×10-19由题图乙可知,当该装置所加的电压为反向电压且此电压时,电流表示数为0,即光电子的最大初动能为根据爱因斯坦光电效应方程知E km=hν-W4.8×10-19J.光具有波粒二象性,光子能量E0=hν(ν为光子频率因斯坦提出光子说后,法国物理学家德布罗意提出了光子动量与光波在某次光电效应实验中,的关系如图所示.若该直线的斜率和截距分别电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压.光电子的最大初动能不同.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,两束光的光强相同两束光的频率相同光的波长最短光照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大根据题图乙所示光电管两端的电压与相应的光电流的关系光子的能量已在图上标出),则下列说法正确的是(图中无光电子射出图中光电子到达金属网时的动能大小为图中的光电子能到达金属网图中光电子到达金属网时的最大动能为图中,因为入射光子的能量小于金属的逸出功,所以不正确;B图中,恰好发生光电效应,光电子的最eU=E′k,解得光电子到达金属网时的动能为图中,从N板飞出的光电子的最大初动能为,而要到达M需要的最小动能为1.5湖南十三校联考)如图所示为光电管工作原理图,均指真空中的波长,下同若改用更高频率的光照射,此时().将电池的极性反转,则光电管中没有光电子产生断开,则有电流流过电流表向b移动,光电子到达阳极时的速度可能置,某同学进行了如下操作:的光照射光电管,此时微安表中有电流.调节滑________端滑动(选填“表示数恰好变为零,记下电压表示数U1.的光照射光电管,重复(1)已知电子的电荷量为e,由上述实验可知,普朗克常量为用上述已知量和测量量表示).。
波粒二象性专题一、单选题1.用某一单色光照射一金属产生光电效应,入射光的波长从400nm 减少到360nm,则遏止电压的改变是( )。
A. 0B. 0.345VC. 0.545VD. 1.231V【答案】B【解析】根据爱因斯坦光电效应方程,和,得到遏止电压和入射光频率的关系为:E k =ℎν‒W 0E k =eU c ,又因为,则,所以当入射光的波长从=400nm 减少到U c =ℎe ⋅ν‒W 0e c =λ⋅νU c =ℎe ⋅c λ‒W 0e λ1=360nm ,则遏止电压的改变,代入数据得:=0.545V 。
λ2ΔU c =ℎc e (1λ2‒1λ1)ΔU c 故本题选B2.关于近代物理内容的叙述正确的是( )A. 射线与射线一样是电磁波,但穿透本领比射线强βγγB. 光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性,前者表明光子具有能量,后者表明光子既具有能量,也具有动量C. 某原子核经过一次衰变和两次衰变后,核内中子数减少6个αβD. 氡的半衰期为天,4个氡原子核经过天后就一定只剩下1个氡原子核3.87.6【答案】B【解析】γ射线是电磁波,β射线不是电磁波,β射线穿透本领比γ射线弱,选项A 错误;光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性,前者表明光子具有能量,后者表明光子既具有能量,也具有动量,选项B 正确;某原子核经过一次衰变核内中子数减小2,两次衰变后,核内中子数减少2个,则核内中αβ子数减少4个,选项C 错误;半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少数原子核不适用,则选项D 错误;故选B.3.有关光的本性,下列说法正确的是( )A. 光既具有波动性,又具有粒子性,两种性质是不相容的B. 光的波动性类似于机械波,光的粒子性类似于质点C. 大量光子才具有波动性,个别光子只具有粒子性D. 由于光既具有波动性,又具有粒子性,无法只用其中一种性质去说明光的一切行为,只能认为光具有波粒二象性【答案】D【解析】A 、光既具有粒子性,又具有波动性,大量的光子波动性比较明显,个别光子粒子性比较明显,故A 错误;B 、光是概率波,不同与机械波;光的粒子性也不同与质点;即单个光子即具有粒子性也具有波动性;故B 错误;C 、单个光子即具有粒子性也具有波动性,只是大量的光子波动性比较明显,个别光子粒子性比较明显,故C 错误;D 、由于光具有波动性,又具有粒子性,即光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性,故无法只用其中一种去说明光的一切行为,故光具有波粒二象性,故D 正确;故选D 。
2019年高考物理试题波粒二象性
1.在核反应方程中,X表示的是
A.质子
B.中子
C.电子
D.α粒子
【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(北京卷)
【答案】A
拓展:本题考查了核反应方程式,要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数,从而确定X的种类。
2.用波长为300nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810-19J。
已知普朗克常量为
6.6310-34J·s,真空中的光速为3.00108m·s-1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()
A.11014Hz
B.81014Hz
C.21015Hz
D.81015Hz
【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国II卷)
【答案】B
【解析】知道光电效应方程;知道逸出功并结合两个公式求解。
由光电效应方程式得:
得:
刚好发生光电效应的临界频率为
则
代入数据可得:,故B正确;
故选B
拓展:本题比较简单,知道光电效应方程并利用方程求解即可。
3.氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线,都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定
A.对应的前后能级之差最小
B.同一介质对的折射率最大
C.同一介质中的传播速度最大
D.用照射某一金属能发生光电效应,则也一定能。
板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】光电效应Ⅰ1.定义照射到金属表面的光,能使金属中的 电子从表面逸出的现象。
2.光电子光电效应中发射出来的电子。
3.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须 大于等于这个极限频率才能产生光电效应。
低于这个频率的光不能产生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的 强度无关,只随入射光频率的增大而 增大。
(3)光电效应的发生 几乎是瞬时的,一般不超过10-9 s。
(4)当入射光的频率大于极限频率时,饱和光电流的强度与入射光的强度成 正比。
【知识点2】爱因斯坦光电效应方程Ⅰ1.光子说在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光的能量子,简称光子,光子的能量ε= hν。
其中h=6.63×10-34 J·s(称为普朗克常量)。
2.逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的 最小值。
3.最大初动能发生光电效应时,金属表面上的 电子吸收光子后克服金属的逸出功后所具有的动能。
4.爱因斯坦光电效应方程(1)表达式:E k= hν-W0。
(2)物理意义:金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克服金属的 逸出功W0,剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k= 12m ev2。
5.对光电效应规律的解释【知识点3】光的波粒二象性物质波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性。
(2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。
(3)光既具有波动性,又具有粒子性,即光具有波粒二象性。
2.物质波(1)1924年,法国物理学家德布罗意提出:实物粒子也具有波动性,每一个运动着的粒子都有一个波和它对应,这种波叫做物质波,也叫德布罗意波。
(2)物质波的波长:λ=hp=hm v,其中h是普朗克常量。
物质波也是一种概率波。
板块二考点细研·悟法培优考点1光电效应规律的理解[深化理解]1.光子与光电子光子是指组成光本身的一个个不可分割的能量子,光子不带电;光电子是指金属表面受到光照射时发射出来的电子。
12.1 波粒二象性1.(2019年温州质检)(多选)下列关于波粒二象性的说法正确的是( )A.光电效应揭示了光的波动性B.使光子一个一个地通过单缝,若时间足够长,底片上也会出现衍射图样C.黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性解析:光电效应揭示了光的粒子性,A 错误;单个光子通过单缝后在底片上呈现出随机性,但大量光子通过单缝后在底片上呈现出波动性,B 正确;黑体辐射的实验规律说明了电磁辐射是量子化的,即黑体辐射是不连续的、一份一份的,所以黑体辐射用光的粒子性来解释,C 正确;热中子束射在晶体上产生衍射图样,是由于运动的实物粒子具有波的特性,即说明中子具有波动性,D 正确.答案:BCD2.(2019年黄冈中学模拟)(多选)如图12-1-9所示为研究光电效应规律的实验电路,电源的两个电极分别与接线柱c 、da 照射光电管时,灵敏电流计G 的指针会发生偏转,而用另一频率的单色光b 照射该光电管时,灵敏电流计G 是 ( )图12-1-9A.a 光的频率一定大于b 光的频率B.电源正极可能与c 接线柱连接C.用b 光照射光电管时,一定没有发生光电效应D.若灵敏电流计的指针发生偏转,则电流方向一定是由e →G →f解析:由于电源的接法不知道,所以有两种情况:①c 接负极,d 接正极:用某种频率的单色光a 照射光电管阴极K ,电流计G 的指针发生偏转,知ab 照射光电管阴极K 时,电流计G 的指针不发生偏转,知b 光的频率小于金属的极限频率,所以a 光的频率一定大于b 光的频率.②c 接正极,d 接负极:用某种频率的单色光a 照射光电管阴极K ,电流计G 的指针发生偏转,知a 光产生的光电子能到达负极db 照射光电管阴极K 时,电流计G 的指针不发生偏转,知b 光即使产生光电子也不能到达负极d 端,所以a 光产生的光电子的最大初动能大,所以a 光的频率一定大于b 光的频率,故A 、B 正确;由以上的分析可知,不能判断出用b 光照射光电管时,一定没有发生光电效应,故C 错误;电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,若灵敏电流计的指针发生偏转,则电流方向一定是由e →G →f ,故D 正确. 答案:ABD3.现有a 、b 、c 三束单色光,其波长关系为λa ∶λb ∶λc a 光束照射某种金属板时能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为E k ,若改用b 光束照射该金属板,飞出的光电子最大动能为13E k ,当改用c 光束照射该金属板时( ) A.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为16E k B.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为19E kC.能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为112E kD.由于c 光束光子能量较小,该金属板不会发生光电效应解析:对a 、b 两束光由光电效应方程有hc λa -W 0=E k ,hc 2λa -W 0=13E k ,联立解得hc λa =43E k ,W 0=13E k .当改用c 光束照射该金属板时有hc 3λ0-W 0=49E k -13E k =19E k ,B 正确. 答案:B4.如图12-1-10所示是研究光电管产生的电流的电路图,A 、K 是光电管的两个电极,已知该光电管阴极的极限频率为ν0.现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上,则下列方法一定能够增加饱和光电流的是( )图12-1-10A.照射光频率不变,增加光强B.照射光强度不变,增加光的频率C.增加A 、K 电极间的电压D.减小A 、K 电极间的电压解析:要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量,就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数,所以只有A 正确.答案:A。
高考物理近代物理知识点之波粒二象性知识点总复习含答案解析一、选择题1.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波动性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,它们的德布罗意波长也相等2.用如图所示的装置研究光电效应现象,用光子能量为 2.5eV的某种光照射到光电管上时,电流表G示数不为零;移动变阻器的触点C,当电压表的示数大于或等于0.7V时,电流表示数为零.以下说法正确的是A.电子光电管阴极的逸出功为0.7eVB.光电管阴极的逸出功为1.8eVC.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.当电压表示数大于0.7V时,如果把入射光的强度增大到一定程度,电流表可能会有示数3.关于光电效应,下列说法正确的是()A.极限频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多4.下列说法正确的是()A.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B.射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子流C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关5.下列说法中正确的是A.一群处于n=3激发态的氢原子,在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出三种不同波长的光子,其中从n=3跃迁到n=1所发出的光子波长最长B.α粒子散射实验验证了卢瑟福原子核式结构模型的正确性C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变小D.发生光电效应时,入射光越强,光子能量就越大,光电子的最大初动能就越大6.下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c和入射光的频率ν的几组数据.U c/V0.5410.6370.7140.809 0.878ν/1014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501由以上数据应用Execl描点连线,可得直线方程,如图所示.则这种金属的截止频率约为A.3.5×1014Hz B.4.3×1014Hz C.5.5×1014Hz D.6.0×1014Hz 7.用不同频率的光分别照射钨(W)和锌(Zn),产生光电效应,根据实验可画出光电子的-图线.已知钨的逸出功是4.54eV,锌的逸出功最大初动能k E随入射光频率v变化的k E v-坐标系中,则正确的图是()为4.62eV,若将二者的图线画在同一个k E vA.B.C.D.8.关于近代物理,下列说法正确的是()A.射线是高速运动的氦原子B.核聚变反应方程,表示质子C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氦原子光谱的特征9.下列说法中正确的是A.根据爱因斯坦的“光子说”可知,光的波长越大,光子的能量越小B.氢原子的核外电子,在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中,放出光子,电子绕核运动的动能减小,原子的电势能减小C.一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n=3激发态后,能发射出3种频率的光子D.原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子10.分别用波长为和的单色光照射同一金属板发出的光电子的最大初动能之比为,以表示普朗克常量,表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为()A.B.C.D.11.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),该粒子的德布罗意波长为( )A.h2mqUB.h2mqUC.h2mqU2mqUD.mqU12.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,部分射线的波长变长短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13.如图为氢原子的能级示意图,大量处于激发态(n=4)的氢原子,当向低能级跃迁过程中辐射出N种不同频率的光子,用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠,下列说法正确的是()A.N=5B.其中从n=4跃迁到n=3所发出的光子频率最高C.N种频率的光子中,共有4种光子能使金属钠发生光电效应D.金属钠表面逸出的光电子最大初动能为11.31eV14.用一束单色光先后照射锌片和银片,都能产生光电效应。
2019版高考物理一轮总复习第12章波粒二象性一、选择题(本题共11小题,每小题6分,共66分。
其中1~7为单选,8~11为多选)1.[2016·东城区模拟]下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是( )答案 A解析随着温度的升高,辐射强度增加,辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动,A 正确。
2.[2016·茂名一模]用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使该金属产生光电效应的措施是( )A.改用红光照射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答案 B解析根据光电效应的条件ν>ν0,要产生光电效应,必须用能量更大,即频率更高的粒子。
能否发生光电效应与光的强度和照射时间无关。
X射线的频率大于紫外线的频率。
故A、C、D错误,B正确。
3.[2016·邢台模拟]用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属,均能使该金属发生光电效应。
下列判断正确的是( )A.用红光照射时,该金属的逸出功小,用蓝光照射时该金属的逸出功大B.用红光照射时,该金属的截止频率低,用蓝光照射时该金属的截止频率高C.用红光照射时,逸出光电子所需时间长,用蓝光照射时逸出光电子所需时间短D.用红光照射时,逸出的光电子最大初动能小,用蓝光照射时逸出的光电子最大初动能大答案 D解析同种金属的逸出功、截止频率是相同的,A、B错误;只要金属能发生光电效应,逸出光电子的时间一样,C错误;蓝光的频率比红光大,由E k=hν-W知,用蓝光时逸出的光电子最大初动能大,D正确。
4.[2016·宁波期末]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.λ1λ2λ1+λ2B.λ1λ2λ1-λ2C.λ1+λ22D.λ1-λ22答案 A解析 中子的动量p 1=h λ1,氘核的动量p 2=hλ2,同向对撞后形成的氚核的动量p 3=p 2+p 1,所以氚核的德布罗意波波长λ3=h p 3=λ1λ2λ1+λ2,A 正确。
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考点18 波粒二象性 原子物理 一、选择题1.(2018·天津理综·T1)下列说法正确的是 ( )A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量【解题指南】本题考查对物理基本知识的识记和理解,只有对这些知识有准确的记忆,且理解知识点间的联系才能正确地解答.【解析】选B.元素的半衰期由元素本身的性质决定,不能通过物理或化学的方法改变,A 错;根据玻尔理论,氢原子从激发态跃迁到基态时放出能量,这些能量以光子的形式释放,B 对;从高空对地面进行遥感摄影是利用了红外线的穿透能力,C 错;原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量,D 错.2.(2018·北京理综·T13)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级.该氢原子 ( )A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量减少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量减少【解题指南】本题需要把握以下两点:(1)玻尔理论能级的概念.(2)玻尔理论跃迁规律.【解析】选B.根据玻尔理论,氢原子能级越高对应的能量越大,当氢原子从较高能级向较低能级跃迁时放出光子,能量减少.3.(2018·北京理综·T20)“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成.若在结两端加恒定电压U,则它会辐射频率为ν的电磁波,且ν与U 成正比,即ν=kU.已知比例系数k 仅与元电荷e 的2倍和普朗克常量h 有关.你可能不了解此现象的机理,但仍可运用物理学中常用的方法,在下列选项中,推理判断比例系数k 的值可能为( ) A.2h e B.2ehC.2heD.12he【解题指南】本题需要把握以下两点:(1)电磁波的频率、普朗克常量、能量之间的关系.(2)电压、电量与能量的关系.【解析】选B.电磁波的频率ν、普朗克常量h 、能量E 之间的关系νh E = ,因为kU =ν,所以hkU E =;电压U 、电量q 与能量E 的关系是qU E =,由题意知e q 2=,所以h e k 2=4.(2018·广东理综·T18)能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一,下列释放核能的反应方程,表述正确的有A.32411120H H He n +→+是核聚变反应 B. 32411120H H He n +→+是β衰变C. 2351144891920563603U n Ba Kr n +→++是核裂变反应D .2351140941920543802U n Xe Sr n +→++是α衰变 【解题指南】解答本题需要掌握核反应基本知识,主要考查衰变与其他的核反应的区别.【解析】选A 、C.两个轻核聚合成一个较重的核的反应为核聚变反应,故A 对B 错.重核被中子轰击后分裂成两个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应为核裂变反应,故C 对.原子核放出α或β粒子后变成另一种原子核的反应称为原子核的衰变.原子核的衰变的反应物只有一种,故D 错.5.(2018·福建理综·T29(1))关于近代物理,下列说法正确的是( )A.α射线是高速运动的氦原子B.核聚变反应方程23411120H H He n +→+中, 10n 表示质子C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征【解题指南】解答本题时应明确以下三点:(1)分清原子、原子核、核子.(2)理解光电效应方程.(3)玻尔的量子观念.【解析】选D.α射线是氦原子核,A 错;10n 表示中子,B 错;据光电效应方程0km E h w =ϒ-可知光电子的最大初动能随照射光的频率的增大而增大,并不成正比,C 错;玻尔的量子观能解释氢原子光谱,D 对.6.(2018·江苏物理·T12·C(1))如图所示是某原子的能级图,a 、b 、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是( )【解析】根据λγγc h E ==∆,,可知E hcc h E ∆===∆γλγ,,能级差越大,波长越小,所以a 的波长最小,b的波长最大,答案选C.7.(2018·海南单科·T19(1))产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能E k ,下列说法正确的是( )A . 对于同种金属,E k 与照射光的强度无关B.对于同种金属,E k与照射光的波长成正比C.对于同种金属,E k与照射光的时间成正比D.对于同种金属,E k与照射光的频率成线性关系E.对于不同种金属,若照射光频率不变,E k与金属的逸出功成线性关系【解题指南】爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0表明,E k与入射光的频率ν成线性关系,而不是成正比,且与光的强弱无关,不需要积累能量的时间。
2019 高考物理试题分类汇编 - 波粒二象性、原子结构和原子核( 纯 word 附分析 )〔2018 上海〕 1、在光电效应实验中,用单色光照耀某种金属表面,有光电子逸出,那么光电子的最大初动能取决于入射光的〔〕( A)频率〔 B〕强度〔C〕照耀时间〔 D〕光子数量【分析】由 E h W0可知选项 A 正确。
【答案】 A〔 2018 上海〕 3、与原子核内部变化有关的现象是〔〕〔 A〕电离现象〔B〕光电效应现象〔C〕天然放射现象〔D〕粒子散射现象3.【考点】此题观察原子核的变化【分析】电离现象为原子核外的电子远离原子核,原子核不变,选项 A 错误。
光电效应现象相同是原子核外的电子远离原子核,原子核不变,选项 B 错误。
天然放射现象是原子核发生变化,选项 C 正确。
粒子散射现象原子核不发生变化,选项 D 错误。
【答案】 C〔2018 上海〕 4、依据爱因斯坦的“光子说”可知〔〕〔A〕“光子说”实质就是牛顿的“微粒说”〔B〕光的波长越大,光子的能量越小〔C〕一束单色光的能量可以连续变化〔D〕只有光子数很多时,光才拥有粒子性4.【考点】此题观察对爱因斯坦“光子说”的理解【分析】爱因斯坦的“光子说”与牛顿的“微粒说”实质不一样,选项A错误。
c可由E hC 知选项 B 正确。
一束单色光的能量不可以是连续变化,只好是单个光子能量的整数倍,选项错误。
光子不仅拥有颠簸性,并且拥有粒子性,选项 D 错误。
【答案】 B〔 2018 上海〕 5、在轧制钢板时需要动向地监测钢板厚度,其检测装置由放射源、探测器等构成,以以下图。
该装置中探测器接收到的是〔〕(A)X 射线〔B〕射线〔C〕射线〔D〕射线5.【考点】此题观察三种射线的性质【分析】放射源放出、、三种射线,而这三种射线中只有射线能穿过钢板,选项 D正确。
【答案】 D〔 2018 上海〕 9、A A A A某种元素拥有多种同位素,反响这些同位素的质量数 A 与中子数 N 关O N O N O N O N 系的是图〔〕(A)(B)(C)(D)9.【考点】此题观察同位素质量数与中子数之间的关系。
课时跟踪检测(三十八)波粒二象性对点训练:对光电效应的理解1.用某种频率的光照射锌板,使其发射出光电子。
为了增大光电子的最大初动能,下列措施可行的是()A.增大入射光的强度B.增加入射光的照射时间C.换用频率更高的入射光照射锌板D.换用波长更长的入射光照射锌板解析:选C根据光电效应方程E km=hν-W0得,光电子的最大初动能与入射光的强度、照射时间无关。
入射光的频率越高或波长越短,光电子的最大初动能越大,故C正确,A、B、D错误。
2.(2018·南京调研)如图所示,把一块不带电的锌板连接在验电器上。
当用紫外线照射锌板时,发现验电器指针偏转一定角度,则()A.锌板带正电,验电器带负电B.若改用强度更小的紫外线照射锌板,验电器的指针也会偏转C.若改用红外线照射锌板,验电器的指针仍然会发生偏转D.这个现象可以说明光具有波动性解析:选B用紫外线照射锌板,锌板失去电子带正电,验电器与锌板相连,则验电器的金属球和金属指针带正电,故A错误;根据光电效应的条件可知发生光电效应与光的强度无关,若改用强度更小的紫外线照射锌板,验电器的指针也会偏转,故B正确;根据光电效应的条件可知若改用红外线照射锌板,不一定能发生光电效应,所以验电器的指针不一定会发生偏转,故C错误;光电效应说明光具有粒子性,故D错误。
3.(2018·保定模拟)如图所示,在验电器上安装一个铜网,使其带电,验电器金属箔片张开一定角度。
用紫外线照射铜网,验电器金属箔片的张角保持不变。
再将一块锌板放置在该铜网后面一定距离处,用同一紫外线照射锌板时,发现金属箔片张开角度减小。
下列相关说法中正确的是()A.增加紫外线的强度照射铜网,金属箔片张角将变大B.紫外线的频率大于金属锌的截止频率C.铜网带负电D.改用紫光照射锌板,验电器的金属箔片张角也一定减小解析:选B根据用紫外线照射铜网,验电器金属箔片的张角保持不变;再将一块锌板放置在该铜网后面一定距离处,用同一紫外线照射锌板时,发现金属箔片张开角度减小,说明逸出的光电子跑到铜网上,导致其电量减小,当增加紫外线的强度照射铜网,金属箔片张角将变更小,由此可知,铜网带正电,故A、C错误。
只有紫外线的频率大于金属锌的截止频率,才会发生光电效应,故B正确。
根据光电效应产生条件,当用紫光照射,则紫光频率小于紫外线,因此可能不发生光电效应现象,则验电器金属箔片张角不一定会减小,故D错误。
对点训练:爱因斯坦的光电效应方程及应用4.(2018·盐城模拟)用如图所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为3.0 eV的光照射到光电管上时,电流表G的读数为0.2 mA,移动变阻器的触点c,当电压表的示数大于或等于0.7 V时,电流表读数为0,则()A.开关K断开后,没有电流流过电流表GB.所有光电子的初动能为0.7 eVC.光电管阴极的逸出功为2.3 eVD.改用能量为1.5 eV的光子照射,电流表G也有电流,但电流较小解析:选C光电管两端接的是反向电压,当开关断开后,光电管两端的电压为零,逸出的光电子能够到达另一端,则仍然有电流流过电流表G,故A错误。
当电压表的示数大于或等于0.7 V时,电流表读数为0,可知遏止电压为0.7 V,根据动能定理得,eU c=E km,则光电子的最大初动能为0.7 eV,故B错误。
根据光电效应方程得,E km=hν-W0,则逸出功W0=hν-E km=3.0 eV-0.7 eV=2.3 eV,故C正确。
改用能量为1.5 eV的光子照射,因为光子能量小于逸出功,则不会发生光电效应,没有光电流,故D错误。
5.[多选](2017·全国卷Ⅲ)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b。
h为普朗克常量。
下列说法正确的是()A.若νa>νb,则一定有U a<U bB.若νa>νb,则一定有E k a>E k bC.若U a<U b,则一定有E k a<E k bD.若νa>νb,则一定有hνa-E k a>hνb-E k b解析:选BC设该金属的逸出功为W,根据爱因斯坦光电效应方程有E k=hν-W,同种金属的W不变,则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大,B项正确;又E k=eU,则最大初动能与遏止电压成正比,C项正确;根据上述有eU=hν-W,遏止电压U随ν增大而增大,A项错误;又有hν-E k=W,W相同,则D项错误。
6.如图甲所示,合上开关,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K,发现电流表读数不为零。
调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V 时,电流表计数仍不为零,当电压表读数大于或等于0.60 V 时,电流表读数为零。
把电路改为图乙,当电压表读数为2 V 时,则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为( )A .1.5 eV 0.6 eVB .1.7 eV 1.9 eVC .1.9 eV 2.6 eVD .3.1 eV 4.5 eV解析:选C 光子能量hν=2.5 eV 的光照射阴极,电流表读数不为零,则能发生光电效应,当电压表读数大于或等于0.6 V 时,电流表读数为零,则电子不能到达阳极,由动能定理eU =12m v m 2知,最大初动能E km =eU =0.6 eV ,由光电效应方程hν=E km +W 0知W 0=1.9 eV ,对图乙,当电压表读数为2 V 时,电子到达阳极的最大动能E km ′=E km +eU ′=0.6 eV +2 eV =2.6 eV 。
故C 正确。
7.(2018·淮安期末)关于光电效应现象,下列说法中正确的是( )A .对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须小于此波长,才能产生光电效应B .在光电效应现象中,光电子的最大初动能与照射光的频率成正比C .在光电效应现象中,入射光的强度越大,光电子的最大初动能越大D .对于某种金属,只要入射光的强度足够大,就会发生光电效应解析:选A 根据光电效应方程E km =h c λ-h c λ0。
入射光的波长必须小于极限波长,才能发生光电效应,故A 正确;从光电效应方程知,光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系,不是成正比,故B 错误;根据光电效应方程E km =hν-W 0,入射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,与入射光的强度无关,故C 错误;能否发生光电效应与入射光的强度无关,故D 错误。
8.(2016·江苏高考)几种金属的逸出功W 0见下表:见光的波长范围为4.0×10-7~7.6×10-7 m ,普朗克常数h =6.63×10-34 J·s 。
解析:光子的能量E =hc λ取λ=4.0×10-7 m ,则E ≈5.0×10-19 J根据E >W 0判断,钠、钾、铷能发生光电效应。
答案:钠、钾、铷对点训练:与光电效应有关的图像问题9.(2018·兰州模拟)在光电效应实验中,某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。
则可判断出( )A .甲光的频率大于乙光的频率B .乙光的波长大于丙光的波长C .乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D .甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子对应的最大初动能解析:选B 因光电管不变,所以逸出功不变。
由图像知甲光、乙光对应的遏止电压相等,且小于丙光对应的遏止电压,所以甲光和乙光对应的光电子最大初动能相等且小于丙光的光电子最大初动能,故D 错误;根据爱因斯坦光电效应方程E k =hν-W 0知甲光和乙光的频率相等,且小于丙光的频率,甲光和乙光的波长大于丙光的波长,故A 错误,B 正确;截止频率是由金属决定的,与入射光无关,故C 错误。
10.如图所示,是甲、乙两种金属的遏止电压U c 与入射光频率ν的关系图像,如果用频率为ν的光照射两种金属,光电子的最大初动能分别为E 甲、E 乙,则关于E 甲、E 乙的大小关系正确的是( )A .E 甲>E 乙B .E 甲=E 乙C .E 甲<E 乙D .无法判断 解析:选A 根据光电效应方程得:E km =hν-W 0=hν-hν0又E km =qU c解得:U c =h q ν-hν0q ;结合U c -ν图线可知,当U c =0时,ν=ν0;由题图可知,金属甲的极限频率小于金属乙的,则金属甲的逸出功小于乙的,即W 甲<W 乙。
如果用ν频率的光照射两种金属,根据光电效应方程,当用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>E 乙,故A 正确,B 、C 、D 错误。
11.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。
用波长λ=0.50 μm 的绿光照射阴极K ,实验测得流过Ⓖ表的电流I 与AK 之间的电势差U AK 满足如图乙所示规律,取h =6.63×10-34 J·s 。
结合图像,求:(结果保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能。
(2)该阴极材料的极限波长。
解析:(1)光电流达到饱和时,阴极发射的光电子全部到达阳极A,阴极每秒钟发射的光电子的个数n=I me=0.64×10-61.6×10-19(个)=4.0×1012(个)光电子的最大初动能为:E km=eU0=1.6×10-19 C×0.6 V=9.6×10-20 J。
(2)设阴极材料的极限波长为λ0,根据爱因斯坦光电效应方程:E km=h cλ-hcλ0,代入数据得λ0=0.66 μm。
答案:(1)4.0×1012个9.6×10-20 J(2)0.66 μm对点训练:对波粒二象性的理解12.[多选]美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现光子除了具有能量之外还具有动量,被电子散射的X光子与入射的X光子相比()A.速度减小B.频率减小C.波长减小D.能量减小解析:选BD光速不变,A错误;光子将一部分能量转移到电子,其能量减小,随之光子的频率减小、波长变长,B、D正确,C错误。
13.[多选](2018·福建省高考适应性检测)实物粒子和光都具有波粒二象性。
下列事实中突出体现波动性的是()A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构解析:选ACD干涉是波具有的特性,电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,说明电子具有波动性,所以A正确;β粒子在云室中受磁场力的作用,做的是圆周运动,与波动性无关,所以B错误;可以利用慢中子衍射来研究晶体的结构,说明中子可以产生衍射现象,说明具有波动性,所以C正确;人们利用电子显微镜观测物质的微观结构,说明电子可以产生衍射现象,说明具有波动性,所以D正确。