2013高考一輪：第十二章近代物理初步 第1單元 量子論初步

1．關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中不正確的是()A．不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性B．運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣，當(dāng)它們通過一個(gè)小孔時(shí)，都沒有特定的運(yùn)動(dòng)軌道C．波動(dòng)性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的，但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D．實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性解析：光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律，大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，而單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出光的粒子性。光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波動(dòng)性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯．而宏觀物體的德布羅意波的波長(zhǎng)太小，實(shí)際很難觀察到波動(dòng)性，不是不具有波粒二象性。應(yīng)選D項(xiàng)。答案：D2．入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則下列說法中正確的是()A．從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大初動(dòng)能減小C．單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng)解析：光電效應(yīng)瞬時(shí)(10－9s)發(fā)生，與光強(qiáng)無關(guān)，A錯(cuò)；能否發(fā)生光電效應(yīng)，只決定于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強(qiáng)無關(guān)，D錯(cuò)；光電子的最大初動(dòng)能只與入射光頻率有關(guān)，入射光頻率越大，最大初動(dòng)能越大，B錯(cuò)；光電子數(shù)目多少與入射光強(qiáng)度有關(guān)，可理解為一個(gè)光子能打出一個(gè)光電子，光強(qiáng)減弱，逸出的光電子數(shù)目減少，C對(duì)。答案：C3．根據(jù)愛因斯坦光子說，光子能量E等于(h為普朗克常量，c、λ為真空中的光速和波長(zhǎng))()A．heq\f(c,λ)B．heq\f(λ,c)C．hλ D.eq\f(h,λ)解析：光子的能量E＝hν，而ν＝eq\f(c,λ)，故E＝heq\f(c,λ)，A正確。答案：A4．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動(dòng)能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek－ν圖像，已知鎢的逸出功是3.28eV，鋅的逸出功是3.34eV，若將二者的圖線畫在同一個(gè)Ek－ν坐標(biāo)系中，如圖1所示中用實(shí)線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過程的是()圖1解析：依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W可知，Ek－ν圖線的斜率代表普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek－ν圖線應(yīng)該平行。圖線的橫截距代表極限頻率ν0，而ν0＝eq\f(W,h)，因此鎢的ν0小些。綜上所述，A圖正確。答案：A5．(雙選)如圖2所示，一驗(yàn)電器與鋅板相連，現(xiàn)用一弧光燈照射鋅板，關(guān)燈后指針仍保持一定偏角，下列判斷中正確的是()圖2A．用一帶負(fù)電(帶電量較少)的金屬小球與鋅板接觸，則驗(yàn)電器指針偏角將增大B．用一帶負(fù)電(帶電量較少)的金屬小球與鋅板接觸，則驗(yàn)電器指針偏角將減小C．使驗(yàn)電器指針回到零后，改用強(qiáng)度更大的弧光燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針偏角將比原來大D．使驗(yàn)電器指針回到零后，改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針一定偏轉(zhuǎn)解析：根據(jù)光電效應(yīng)的原理可知鋅板帶正電，用帶負(fù)電的小球與鋅板接觸會(huì)中和一部分鋅板上的電荷，使鋅板上的電荷量減少，同時(shí)驗(yàn)電器上的電荷量也減少，所以驗(yàn)電器指針偏角將減小，B正確、A錯(cuò)誤；使驗(yàn)電器的指針回到零后，改用強(qiáng)度更大的弧光燈照射鋅板，會(huì)有更多的電子從鋅板逸出，鋅板帶的電荷量更多，驗(yàn)電器指針偏角將比原來大，C正確；用紅外線照射鋅板，不發(fā)生光電效應(yīng)，驗(yàn)電器指針不偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤。答案：BC6．(雙選)如圖3所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率變化的圖線(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()圖3A．該金屬的截止頻率為4.27×1014HzB．該金屬的截止頻率為5.5×1014HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功為0.5eV解析：圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確，B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為W0＝hν0＝eq\f(6.4×10－34×4.27×1014,1.6×10－19)eV＝1.77eV，D錯(cuò)誤。答案：AC7．(雙選)用波長(zhǎng)為λ和2λ的光照射同一種金屬，分別產(chǎn)生的速度最快的光電子速度之比為2∶1，普朗克常數(shù)和真空中光速分別用h和c表示，那么下列說法正確的有()A．該種金屬的逸出功為hc/3λB．該種金屬的逸出功為hc/λC．波長(zhǎng)超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．波長(zhǎng)超過4λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)解析：由hν＝W＋Ek知heq\f(c,λ)＝W＋eq\f(1,2)mveq\o\al(12)，heq\f(c,2λ)＝W＋eq\f(1,2)mveq\o\al(22)，又v1＝2v2，所以W＝eq\f(hc,3λ)。光的波長(zhǎng)小于或等于3λ時(shí)方能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D項(xiàng)正確。答案：AD8．(雙選)美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)光子除了有能量之外還有動(dòng)量，被電子散射的X光子與入射的X光子相比()A．速度減小 B．頻率減小C．波長(zhǎng)減小 D．能量減小解析：光速不變，A錯(cuò)誤；光子將一部分能量轉(zhuǎn)移到電子，其能量減小，隨之光子的頻率減小、波長(zhǎng)變長(zhǎng)，B、D正確，C錯(cuò)誤。答案：BD9．下列說法正確的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著D．γ射線具有顯著的粒子性，而不具有波動(dòng)性解析：從光的波粒二象性可知：光是同時(shí)具有波粒二象性的，只不過在有的情況下波動(dòng)性顯著，有的情況下粒子性顯著。光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易觀察到其顯示波動(dòng)特征。光子是一種不帶電的微觀粒子，而電子是帶負(fù)電的實(shí)物粒子，它們雖然都是微觀粒子，但有本質(zhì)區(qū)別，故上述選項(xiàng)中正確的是C。答案：C10.如圖4所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長(zhǎng)為λ0的光照射到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則()圖4A．若換用波長(zhǎng)為λ1(λ1＞λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒有光電流B．若換用波長(zhǎng)為λ2(λ2＜λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流C．增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大D．若將電源極性反接，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生解析：用波長(zhǎng)為λ0的光照射陰極K，電路中有光電流，說明入射光的頻率ν＝eq\f(c,λ0)大于金屬的極限頻率，換用波長(zhǎng)為λ1的光照射陰極K，因?yàn)棣?＞λ0，根據(jù)ν＝eq\f(c,λ)可知，波長(zhǎng)為λ1的光的頻率不一定大于金屬的極限頻率，因此不一定能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；同理可以判斷，B正確；光電流的大小與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下，光電流與電壓之間的關(guān)系為：開始時(shí)，光電流隨電壓U的增加而增大，當(dāng)U大到一定程度時(shí)，光電流達(dá)到飽和值，這時(shí)即使再增大U，在單位時(shí)間內(nèi)也不可能有更多的光電子定向移動(dòng)，光電流也就不會(huì)再增加，即飽和光電流是在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下的最大光電流，增大電源電壓，若光電流達(dá)到飽和值，則光電流也不會(huì)增大，C錯(cuò)誤；將電源極性反接，若光電子的最大初動(dòng)能大于光電管兩極間電場(chǎng)力做的功，電路中仍有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。答案：B11．用不同頻率的光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，測(cè)量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，得到Uc－ν圖像如圖5所示，根據(jù)圖像求出該金屬的截止頻率νc＝________Hz，普朗克常量h＝________J·s。(已知電子電量e＝1.6×10－19圖5解析：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得：hν－W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)又eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝Uce；W＝hνc由以上兩式可求得：Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W,e)＝eq\f(h,e)ν－eq\f(h,e)νc對(duì)應(yīng)圖像可知，νc＝5.0×1014Hz，eq\f(h,e)＝eq\f(2V,5.0×1014Hz)解得：h＝6.4×10－34J·s答案：5.0×10146.4×10－3412．某同學(xué)采用如圖6所示的實(shí)驗(yàn)電路研究光電效應(yīng)，用某單色光照射光電管的陰極K時(shí)，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計(jì)中電流恰為零，此時(shí)電壓的示數(shù)U稱為反向遏止電壓。根據(jù)反向遏止電壓，可以計(jì)算出光電子的最大初動(dòng)能?，F(xiàn)分別用ν1和ν2的單色光照射陰極，測(cè)量到反向遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子的比荷為eq\f(e,m)，求：圖6(1)陰極K所用金屬的極限頻率；(2)用題目中所給條件表示普朗克常量h。解析：(1)由于陽極A和陰極K之間所加電壓為反向電壓，根據(jù)動(dòng)能定理。－eU1＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eU2＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)根據(jù)光電效應(yīng)方程eq\f(1,2)mveq\