（浙江专用）2020版高考物理一轮复习 专题十六 波粒二象性课件

专题十六波粒二象性高考物理(浙江专用)五年高考A组自主命题·浙江卷题组考点光电效应波粒二象性1.(2019浙江4月选考,14,2分)波长为λ1和λ2的两束可见光入射到双缝,在光屏上观察到干涉条纹,其中波长为λ1的光的条纹间距大于波长为λ2的条纹间距。则(下列表述中,脚标“1”和“2”分别代表波长为λ1和λ2的光所对应的物理量) ()A.这两束光的光子的动量p1p2B.这两束光从玻璃射向真空时,其临界角C1C2C.这两束光都能使某种金属发生光电效应,则遏止电压U1U2D.这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生,则相应激发态的电离能ΔE1ΔE2答案BD根据双缝干涉的条纹间距的表达式Δx= λ可知λ1λ2,由p= 可知p1p2,选项A错误;光1的折射率n1小于光2的折射率n2,则根据sinC=1/n可知这两束光从玻璃射向真空时,其临界角C1C2,选项B正确;光1的频率ν1小于光2的频率ν2,这两束光都能使某种金属发生光电效应,则根据Ue= m =hν-W逸出功可知,遏止电压U1U2,选项C错误;这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生,可知光1所处的激发态的能级较低,相应激发态的电离能较大,即ΔE1ΔE2,选项D正确。ldhλ122mv2.(2018浙江11月选考,14,2分)(多选)处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时,能辐射出a、b两种可见光,a光照射某金属表面时有光电子逸出,b光照射该金属表面时没有光电子逸出,则 ()A.以相同的入射角射向一平行玻璃砖,a光的侧移量小于b光的B.垂直入射到同一单缝衍射装置,a光的衍射中央亮条纹宽度小于b光的C.a光和b光的频率之比可能是20/27D.a光子的动量大于b光子的答案BD根据题意可知a光频率大于b光频率,玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率,b光的折射率较小,以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光的折射角较大,所以b光侧移量小,即a光的侧移量大于b光的,A错误;频率越大,波长越小,通过同一单缝衍射装置时,中央亮条纹宽度越小,B正确;a光的频率大,故频率之比不可能为 ,C错误;频率越大,波长越小,即λaλb,根据λ= 可知papb,D正确。2027hp3.(2017浙江11月选考,15,2分)(多选)a、b是两种单色光,其光子能量分别为εa和εb,且 =k, ()A.则a、b的光子动量之比 =1∶kB.若a、b入射到同一双缝干涉装置上,则相邻亮条纹的间距之比 =1∶kC.若a、b都能使某种金属发生光电效应,则光电子最大初动能之差Eka-Ekb=εb(k-1)D.若a、b是由处在同一激发态的原子跃迁到a态和b态时产生的,则a、b两态能级之差Ea-Eb=εb(k-1)abεεabppabxx答案BC根据德布罗意方程λ= 以及光子的能量ε=h ,联立得p= ,所以 = ,选项A错误。Δx= ,联立以上各式可得Δx= ,因此选项B正确。光电子最大初动能Ek=hν-W0,因此Eka-Ekb=(k-1)εb,选项C正确。由题意可知,Ea+εa=Eb+εb,所以Ea-Eb=εb-εa=εb(1-k),选项D错误。hpcλεcabppabεεLλdLhcdε4.(2016浙江4月选考,16,2分)(多选)在光电效应实验中,采用极限频率为ν0=5.5×1014Hz的钠做阴极,已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s,电子质量m=9.1×10-31kg。用频率ν=7.5×1014Hz的紫光照射钠阴极产生光电子的 ()A.动能的数量级为10-19JB.速率的数量级为108m/sC.动量的数量级为10-27kg·m/sD.德布罗意波长的数量级为10-9m答案AD根据Ek=hν-W,W=hν0,得:Ek=1.32×10-19J,A正确。由Ek= mv2,得v≈5×105m/s,B错误。动量p= ≈4.9×10-25kg·m/s,C错误。由p=h/λ得λ= m≈1.3×10-9m,故D正确。12k2mE34256.6104.910B组统一命题、省(区、市)卷题组考点光电效应波粒二象性1.(2019北京理综,19,6分)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。组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9由表中数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5.0eV,逸出光电子的最大动能为1.9eVD.若入射光子的能量为5.0eV,相对光强越强,光电流越大答案B本题考查了光电管在光照下产生光电流的现象和考生的实验数据分析能力,培养了考生的科学探究素养。表格中入射光子的能量不同,根据光子的能量E=hν可知两组实验采用的入射光的频率不同,再由光电效应方程解得两组实验中金属的逸出功都是3.1eV,所以A选项正确,B选项不正确。当入射光子的能量为5.0eV时,Ekm=hν-W=1.9eV,故C选项正确。当入射光子的能量为5.0eV时,相对光强越强,单位时间内飞出的光电子越多,光电流越大,所以D项正确。解题关键认真分析题中所给的数据,利用光电效应方程计算逸出功和最大初动能。2.(2019天津理综,5,6分)右图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的是 ()  答案C本题考查了考生的科学思维能力,体现了应用与创新价值观念。由题述“同一光电效应装置”可知金属的逸出功相同,再由I-U图像中遏止电压关系得知三种光的频率νbνcνa,则三种光在三棱镜中的折射率nbncna,据此可判断通过棱镜后光的折射情况,C选项正确,A、B、D项均错误。解题关键从图像中分析出三种光的频率关系,从而得出它们在三棱镜中的折射率的大小关系。3.(2018课标Ⅱ,17,6分)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1.28×10-19J。已知普朗克常量为6.63×10-34J·s,真空中的光速为3.00×108m·s-1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为 ()A.1×1014HzB.8×1014HzC.2×1015HzD.8×1015Hz答案B本题考查光电效应规律。由光电效应方程得Ek= -W0,而能使锌产生光电效应的单色光的最低频率ν0应满足hν0=W0,联立得ν0= - =8×1014Hz,故选项B正确。hcλcλkEh方法技巧光电效应现象的判断能使金属产生光电效应的单色光的最低频率即恰好发生光电效应的条件:照射光的能量等于金属的逸出功。4.(2017北京理综,18,6分)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100nm(1nm=10-9m)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h=6.6×10-34J·s,真空光速c=3×108m/s) ()A.10-21JB.10-18JC.10-15JD.10-12J答案B本题考查光子能量。由题意知,电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量,E=hν=h =2×10-18J,故选项B正确。cλ5.[2018江苏单科,12C(2)]光电效应实验中,用波长为λ0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)02λ答案 1∶20hcλ解析由爱因斯坦光电效应方程可知EkA=h -W0=0,得W0=h EkB=h -h = A种光子的动量pA= B种光子的动量pB= = 得pA∶pB=1∶20cλ0cλ02cλ0cλ0hcλ0hλ02hλ02hλ6.[2019江苏单科,12(3),3分]在“焊接”视网膜的眼科手术中,所用激光的波长λ=6.4×10-7m,每个激光脉冲的能量E=1.5×10-2J。求每个脉冲中的光子数目。(已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光速c=3×108m/s。计算结果保留一位有效数字)答案5×1016解析本题考查了光的波粒二象性中粒子性问题,考查了学生的理解能力,体现了物理观念中能量观念的素养要素,渗透了关注社会发展、科技进步、生产生活的价值观念。光子能量ε= ,光子数目n= ,代入数据得n=5×1016。hcλEε关联知识核反应中四大守恒规律:(1)质量数守恒;(2)电荷数守恒;(3)能量守恒;(4)动量守恒。以下为教师用书专用(7~9)7.[2016课标Ⅰ,35(1),5分](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。由Ek=hν-W0,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。由eU= mv2=hν-W0得eU=hν-W0,可见,遏止电压U随ν的增大而增大,与入射光的光强无关,故E正确。128.[2015课标Ⅱ,35(1),5分](多选)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E.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关答案ACD电子束通过双缝产生干涉图样,体现的是波动性,A正确;β射线在云室中留下清晰的径迹,不能体现波动性,B错误;衍射体现的是波动性,C正确;电子显微镜利用了电子束波长短的特性,D正确;光电效应体现的是光的粒子性,E错误。9.[2015课标Ⅰ,35(1),5分]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ν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ek-eb解析根据爱因斯坦光电效应方程有Ekm=hν-W0,又因为Ekm=eUc,得到Uc= ν- ,所以 =k,h=ek;- =b,W0=-eb。he0Wehe0We三年模拟A组2017—2019年高考模拟·考点基础题组考点光电效应波粒二象性1.(2019浙江七彩阳光联盟二模,15)(多选)两种单色光a和b,a光照射某种材料表面时有光电子逸出,b光照射该材料表面时没有光电子逸出,则 ()A.以相同的入射角斜射向一平行玻璃砖,a光的侧移量小于b光的侧移量B.垂直入射到同一双缝干涉装置上,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距C.a光光子的动量大于b光光子的动量D.b光照射处于基态的一群氢原子只能发出三种波长的光,则a光照射处于基态的一群氢原子可能发出四种波长的光。答案BC两种单色光a和b,a光照射某种材料表面时有光电子逸出,b光照射该材料表面时没有光电子逸出,说明a光的频率大于b光的频率,以相同的入射角斜射向一平行玻璃砖,所以a光的侧移量大于b光的侧移量,故A错误;根据c=λν可知a光的波长小于b光的波长,根据Δx= λ,分别用a、b光在同一个