2021版高考物理一轮复习考点集训四十六第1节光电效应波粒二象性含解析.docx

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1、考点集训(四十六)第1节光电效应波粒二象性A组1下列各种说法中错误的是()A普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说B一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短C在光的单缝衍射实验中，狭缝越窄，光子动量的不确定量越大D任何一个运动物体都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波解析 普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说，选项A正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率太小，选项B错误；在光的单缝衍射实验中，根据不确定关系px知狭缝越窄，光子动量的不确定量越大，选项C正确；任何一个运动物体都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率

2、波，选项D正确；此题选择错误的选项，故选B.答案 B2下列各组现象能说明光具有波粒二象性的是()A光的色散和光的干涉B光的干涉和光的衍射C泊松亮斑和光电效应D光的反射和光电效应解析 光的色散、干涉都说明光具有波动性，选项A错误；光的干涉和光的衍射都说明光具有波动性，选项B错误；泊松亮斑说明光具有波动性，光电效应现象说明光又具有粒子性选项C正确；光的反射说明光具有类似于实物粒子的特性，光电效应现象说明光具有粒子性，故D错误答案 C3在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近已知中子质量m1.61027 kg，普朗克常量h6.631034 Js，可以

3、估算德布罗意波长1.821010 m的热中子动能的数量级为()A1015 J B1019 JC1021 J D1034 J解析 根据德布罗意波理论，中子动量p，中子动能Ekmv2，代入数据可估算出中子动能的数量级为1021 J，C正确答案 C4用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.281019 J，已知普朗克常量为6.631034 Js，真空中的光速为3108 m/s，能使锌产生光电效应单色光的最低频率()A11014 Hz B81015 HzC21015 Hz D81014 Hz解析 根据光电效应方程EkhW0hW0，逸出功W0h0，可知W0hEkhEk，代入数

4、据可知81014 Hz，故D正确答案 D5关于电子的运动规律，以下说法正确的是()A电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律B电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律C电子如果表现出波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律D电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律解析 电子运动对应的物质波是概率波少量电子表现出粒子性，无法用轨迹描述其运动，也不遵循牛顿运动定律，A、B错误；大量电子表现出波动性，无法用轨迹描述其运动，可确定电子在某点附近出现的概率，且概率遵循波动规律，C

5、正确，D错误答案 C6(多选)关于下列图象的解释正确的是()A如图甲所示，由黑体的辐射强度与辐射光波长的关系可知，随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动(已知T1T2)B如图乙所示，发生光电效应时，入射光越强，光电子的最大初动能也就越大C如图丙所示，金属的遏制电压Uc与入射光的频率的图象中，该直线的斜率为D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，如图丁所示，则可判断甲、乙、丙光的频率关系为甲乙丙解析 由图可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增大，辐射强度的极大值向波长较小方向移动，故A错误；根据光电效应方程有EkmhW0，可知光电子的

6、最大初动能与光的强度无关，故B错误；根据光电效应方程有EkmhW0，根据能量守恒定律得eUcEkm，联立得eUchW0，即Uc，可知该直线的斜率为，故C正确；根据eUcEkm，由图知丙光的遏止电压大于甲光的遏止电压，所以甲光、乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，故D正确答案 CD7现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为，其中n1.已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为()A. B.C. D.解析 物质波的波长，则有，解得v，由动能定理可得eUmv2，解得U，故

7、选项D正确答案 DB组8(多选)如图，用某单色光照射光电管的阴极K.会发生光电效应在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为反向截止电压，现分别用频率为1和2的单色光照射阴极，测得反向截止电压分别为U1和U2.设电子的质量为m、电荷量为e，则下列关系式正确的是()A频率为1的光照射时，光电子的最大初速度为B普朗克常数hC阴极K金属的逸出功为WD阴极K金属的极限频率是0解析 光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：eU10mv，则得光电子的最大初速度vm1，故A正确；根据爱因斯坦光电效应方程得：h1eU

8、1W；h2eU2W，联立解得：h；W，故B错误，C正确；阴极K金属的极限频率0，代入普朗克常量的表达式，得：0，故D正确答案 ACD9光具有波粒二象性，光子的能量为h，其中频率表征波的特性在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长的关系为p.若某激光管以P60 W的功率发射波长6.63107 m的光束已知普朗克常量h6.631034 Js，真空中光速c3108 m/s，求：(1)该管在1 s内发射出多少个光子？(2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到的光束对它的作用力F为多大？解析 (1)设在时间t内发射出的光子数为n，光子频率为，每个光子的能量为h

9、，则Ptnh又，则Pt将t1 s代入上式，解得：n21020个(2)在时间t内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末态总动量变为0，根据题中信息可知，n个光子的初态总动量为p0npn根据动量定理可知Ft0(p0)黑体表面对光子的作用力为F N2.0107 N根据牛顿第三定律，光子对黑体表面的作用力为2.0107 N10如图所示，一光电管的阴极用极限波长0500 nm的钠制成用波长300 nm的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U2.1 V，饱和光电流的值(当阴极K发射的电子全部到达阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流)I0.56 A.(1)求每秒钟内由K极发射的光电子数目；(2)求电子到达A极时的最大动能；(3)如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达A极的最大动能是多大？(普朗克常量h6.631034 Js，结果均保留2位有效数字)解析 (1)设每秒内发射的电子数为n，则n3.51012(个)(2)由光电效应方程可知，光电子的最大初动能EkmhW0hhhc在A、K间加电压U时，电子到达阳极时的动能为Ek，由动能定理EkEkmeUhceU代入数值得Ek6.01019 J(3)根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关；如果电压U不变，则电子到达A极的最大动能不会变，仍为6.01019 J.5