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2020高中物理 第十七章 波粒二象性 高考真题集训(含解析)新人教版选修3-5.doc

上传人:高**** 文档编号:464066 上传时间:2024-05-28 格式:DOC 页数:6 大小:2.03MB
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1、第十七章高考真题集训一、选择题1(2018全国卷)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3.00108 ms1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A11014 Hz B81014 HzC21015 Hz D81015 Hz答案B解析由光电效应方程EkhW0,得W0hEkhEk。刚好发生光电效应的临界条件是最大初动能Ek0时,入射光的频率为0,则W0h0,代入数据可得:081014 Hz,故B正确。2(2017全国卷)(多选)在光电效应实验中,分别用频率为a、b的单色光a、b照射到同种

2、金属上,测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是()A若ab,则一定有Uab,则一定有EkaEkbC若UaUb,则一定有Ekab,则一定有haEkahbEkb答案BC解析光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eUEk,根据光电效应方程可知EkhW0,若ab,则EkaEkb,UaUb,选项A错误,选项B正确;若UaUb,则Ekaca,由于光的频率越大,折射率越大,光的偏折角度越大,故C正确,A、B、D错误。4(2017北京高考)2017年年初,我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm(1 nm1

3、09 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲,“大连光源”因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h6.61034 Js,真空光速c3108 m/s)()A1021 J B1018 JC1015 J D1012 J答案B解析一个处于极紫外波段的光子所具有的能量Ehh6.61034 J1018 J,选项B正确。5(2017天津高考) 明代学者方以智在阳燧倒影中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光

4、通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是()A若增大入射角i,则b光先消失B在该三棱镜中a光波长小于b光Ca光能发生偏振现象,b光不能发生D若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低答案D解析A错:增大入射角i,a、b光都不会消失。B错:复色光通过三棱镜后分解成两束单色光,b光比a光的偏折角大,折射率大,频率高,波长短。即nbna,ba,ba可知,b光的遏止电压高。6(2016全国卷)(多选)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生。下列说法正确的是()A保持入射光的频率不变,入射

5、光的光强变大,饱和光电流变大B入射光的频率变高,饱和光电流变大C入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大D保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生E遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关答案ACE解析保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,单位时间内逸出的光电子个数增加,则饱和光电流变大,故A正确;饱和光电流的大小与入射光的频率无直接关系,故B错误;由EkhW,可知C正确。当入射光的频率小于金属的极限频率时,光电效应不能发生,故D错误;由eUmv2hW得eUhW,可见,遏止电压U随的增大而增大,与入射光的光强无关,故E正确。7(2015江苏高考)(多选)波粒二

6、象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有()A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等答案AB解析光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释,选项A正确,选项C错误;热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性,选项B正确;由德布罗意波长公式和p22mEk知动能相等的质子和电子动量不同,德布罗意波长不相等,选项D错误。8(2019北京高考)光电管是一种利用光照射产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。由表中数

7、据得出的论断中不正确的是()A两组实验采用了不同频率的入射光B两组实验所用的金属板材质不同C若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eVD若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大答案B解析光子的能量Eh,两组实验中入射光子的能量不同,故入射光的频率不同,A正确;由爱因斯坦的光电效应方程hWEk,可求出两组实验中金属板的逸出功W均为3.1 eV,故两组实验所用的金属板材质相同,B错误;由hWEk,W3.1 eV,当h5.0 eV时,Ek1.9 eV,C正确;相对光强越强,单位时间内射出的光子数越多,单位时间内逸出的光电子数越多,形成的光电流越大,D正确。二、

8、填空题9(2019天津高考)第26届国际计量大会决定,质量单位“千克”用普朗克常量h定义,“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”。h的数值为6.631034,根据能量子定义,h的单位是_,该单位用国际单位制中的力学基本单位表示,则为_。答案Jskgm2/s解析普朗克常量h的单位为Js;由WFl及Fma可推导:1 Js1 Nms1 kgms2ms1 kgm2/s。10(2018江苏高考)光电效应实验中,用波长为0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)

9、答案12解析根据光电效应方程EkhW0,又,所以有0W0,EkW0,解得Ek;又光子动量p,所以A、B两种光子的动量之比为12。11(2017江苏高考)质子(H)和粒子(He)被加速到相同动能时,质子的动量_(选填“大于”“小于”或“等于”)粒子的动量,质子和粒子的德布罗意波波长之比为_。答案小于21解析由pmv,Ekmv2知,p,质子质量小于粒子质量,动能相同时质子动量小。由知,21。12(2016江苏高考)已知光速为c,普朗克常量为h,则频率为的光子的动量为_。用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为_。答案解析光子的动量p,垂直反射回去p。

10、13(2015全国卷)在某次光电效应实验中,得到的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图所示。若该直线的斜率和截距分别为k和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为_,所用材料的逸出功可表示为_。答案ekeb解析由光电效应方程,光电子的最大初动能mv2hWc。根据动能定理,eUcmv2,联立解得:Uc。对照题给遏止电压Uc与入射光的频率的关系图象,可知:图象斜率k,解得普朗克常量hek。图象在纵轴上的截距b,解得所用材料的逸出功Wceb。三、计算题14(2016江苏高考)几种金属的逸出功W0见下表:金属钨钙钠钾铷W0(1019 J)7.265.123.663.603.41用一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪些能发生光电效应。已知该可见光的波长范围为4.01077.6107 m,普朗克常量h6.631034 Js。答案见解析解析光子的能量E,取4.0107 m,则E5.01019 J根据EW0判断,钠、钾、铷能发生光电效应。15(2019江苏高考)在“焊接”视网膜的眼科手术中,所用激光的波长6.4107 m,每个激光脉冲的能量E1.5102 J。求每个脉冲中的光子数目。(已知普朗克常量h6.631034 Js,光速c3108 m/s。计算结果保留一位有效数字)答案51016解析光子能量,光子数目n,联立并代入数据得n51016。

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