粒子的波动性4

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1、航帆教育随堂知识题库1龙文教育学科教师辅导讲义龙文教育学科教师辅导讲义教师：_ 学生：_ 时间:_年_月_日_段1929 年，德布罗意因对实物粒子波动性的揭示而获得诺贝尔物理学奖.在授奖仪式上，瑞典物理学家 卡尔乌辛把德布罗意介绍给全体与会者，并发表了如下的讲话：“有一首每个瑞典人都很熟悉的诗是这样开头的：我的生活就是波.诗人也可以这样来表达他的 思想：我就是波.他最好这样表达，这样，他的诗句也将包含着对物质性质最深刻认识的先觉.从现 在起，这样的认识已是我们都能接受的了” 3 年高考平台年高考平台 一、选择题 1.研究光电效应规律的实验装置如图 16-1 所示,以频率为 的光照射光电管阴极

2、K 时,有光电子产生.由于 光电管 K、A 间加的是反向电压,光电子从阴极 K 发射后将向阳极 A 作减速运动.光电流 i 由图中电流计 G 测出,反向电压 U 由电压表 V 测出.当电流计的示数恰好为零时,电压表的示数称为反向截止电压 U0.在下列 表示光电效应实验规律的图像中,错误的是（ ）图 16-1图 16-2 答案答案:B 2.现有 a、b、c 三束单色光，其波长关系为 abc.用 b 光束照射某种金属时，恰能发生光电效应.若分 别用 a 光束和 c 光束照射该金属，则可以断定（ ） A.a 光束照射时，不能发生光电效应 B.c 光束照射时，不能发生光电效应 C.a 光束照射时，释放

3、出的光电子数目最多 D.c 光束照射时，释放出的光电子的最大初 动能最小 答案：答案：A 二、非选择题 3.（1）人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律.请问谁提出了何种学说很好地 解释了上述规律？已知锌的逸出功为 3.34 eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为 106 m/s，求该紫外线的波长 （电子质量 me=9.1110-31 kg，普朗克常量 h=6.6310-34 Js,1 eV=1.6010-19 J ）. （2）风力发电是一种环保的电能获取方式.图 16-3 为某风力发电站外观图.设计每台风力发电机的功率为 40 kW.实验测得风的动能转化为

4、电能的效率约为 20%，空气的密度是 1.29 kg/m3，当地水平风速约为 10 m/s，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？课课 题题光的波动性和粒子性光的波动性和粒子性航帆教育随堂知识题库2图 16-3 答案：答案：（1）2.0110-7 m （2）10 m 解析：解析：（1）爱因斯坦提出了光子学说很好地解释了光电效应. 根据爱因斯坦光电效应方程 hc/=W+ 2 21vme所以 =2.0110-7 m. (2)风的动能：Ek= 2 21mv风 t 时间内通过叶片为半径圆的质量：m=V=l2vt 32 21vltEPk由得：l10 m. 高考题高考题 一、选择题 1.在下列各

5、组的两个现象中都表现出光具有波动性的是( ) A.光的折射现象、色散现象 B.光的反射现象、干涉现象 C.光的衍射现象、偏振现象 D.光的直线传播现象、光电效应现象 答案：答案：C 2.有关红、蓝两束单色光，下述说法正确的是（ ） A.在空气中的波长 红蓝 B.在水中的光速 v红v蓝 C.在同一介质中的折射率 n红n蓝 D.蓝光光子的能量大于红光光子的能量 答案：答案：D 3. 2005 年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对科学的贡献.爱因斯坦对物理学的贡献有（ ） A.创立“相对论” B.发现“X 射线” C.提出“光子说” D.建立“原子核式模型” 答案：答案：AC 5.(200

6、5 江苏高考综合，22)光电效应现象证明了光具有（ ） A.粒子性 B.波动性 C.衍射的特性 D.干涉的特性 答案：答案：A 7.(2005 广东高考综合，29)硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有 N 个频率为 的光 子打在光电池极板上，这些光子的总能量为（h 为普朗克常量） （ ）A.h B. C.Nh D.2Nhhv21答案：答案：C 二、非选择题 8. 1801 年,托马斯杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834 年,洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结 果(称洛埃镜实验).航帆教育随堂知识题库3图 16-4 (1)洛埃镜实验的基本装置如图 16-4 所示,S 为单

7、色光源,M 为一平面镜.试用平面镜成像作图法画出 S 经平 面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域. (2)设光源 S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为 a 和 L,光的波长为 ,在光屏上形成干涉条纹. 写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离 x 的表达式. 答案答案:略 解析：解析：(1)(2)dLx 因为 d=2a,所以.2aLx 题源探究题源探究 1.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 0（ ） A.当用频率为 20的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B.当用频率为 20的单色光照射该金属时，所产生光电子的最大初动能为 h0 C.当照射光的频率 大于 0时，若 增大，

8、则逸出功增大 D.当照射光的频率 大于 0时，若 增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍答案：答案：AB 2.某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为 2.21 eV,用波长为 2.510-7 m 的紫外线照射阴极，已 知真空中光速为 3.0108 m/s，元电荷为 1.610-19 C,普朗克常量为 6.6310-34 Js，求得钾的极限频率和该 光电管发射的光电子的最大动能应分别是（ ） A.5.31014 Hz,2.2 J B.5.31014 Hz,4.410-19 J C.3.31033 Hz,2.2 J D.3.31033 Hz,4.410-19 J答案：答案：B 考点考点:光

9、电效应在光的照射下物体发射电子的现象，叫做光电效应，发射出的电子叫做光电子.光电效应的规律：每种金属都存在发生光电效应的极限频率；光电子的最大初动能与入射光的强度 无关，随入射光的频率增大而增大；光电效应的瞬时性，一般不超过 10-9 s；当入射光的频率大于极限频 率时，光电流的强度与入射光的强度成正比.爱因斯坦的光子说：空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，每个光子 的能量为 E=h.爱因斯坦光电效应方程：Ek=h-W. 方法点击方法点击 （1）光电效应是光的粒子性的一个有力证据，是光量子说的实验基础.对光电效应的规律不要航帆教育随堂知识题库4机械地记忆，一定要理解好.

10、爱因斯坦的光子说就可以很好地解释光电效应：光子的能量被金属中的某个 电子吸收后，能量增加，如果能量足够大，电子就能克服金属内正电荷对它的引力，离开金属表面逃逸 出来，成为光电子.且入射光的能量越大，光电子的最大初动能也越大.不同金属对电子的束缚程度不同， 如果光子的能量小于使电子逃逸出来所需的最小值，无论光多么强，照射时间多么长，也不能使电子从 金属中逃逸出来，因而每种金属都存在极限频率.电子对光子的吸收十分迅速，因此光电效应的发生几乎 是瞬时的.对光电流的强度与入射光的强度成正比，只对同种金属才是成立的，若不同色光照射同种金属， 或同种色光照射不同的金属，则失去了比较的意义. （2）光电效应

11、的实际应用之一就是光电管，由于高考命题非常注重应用型、能力型试题，要引起重视. 【例】 在如图 16-6 所示的光电管实验中，发现用一定频率的 A 单色光照射光电管时，电流表指针会发 生偏转，而用另一频率的 B 单色光照射时不发生光电效应，那么（ ）图 16- A.A 光的频率大于 B 光的频率 B.B 光的频率大于 A 光的频率 C.用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 a 流向 b D.用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 b 流向 a 考点考点 2 光的波粒二象性、物质波光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性.任何一个运动着的物体，都有一种物质波与它对

12、应，波长.ph方法点击方法点击 既不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子.大量光子产生的效果往 往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性.光在传播过程中往往显示波动性，在与物质作 用时往往显示粒子性. 2 年模拟题阵年模拟题阵 基础巩固基础巩固 一、选择题 1.(2006 甘肃诊断理综)夏天，在黄河边散步时，发现水面上有油污，在阳光的照射下会看到彩色的花纹， 这属于（ ） A.光的色散现象 B.光的衍射现象 C.光的干涉现象 D.光的全反射现象 答案：答案：C 2.(2006 北京东城一模)下列实际的例子中，应用的物理原理表明光是波动的是（ ） A.在磨制各种镜面

13、或其他光学平面时应用干涉法检查平面的平整程度 B.拍摄水面下的物体时，在照相机镜头前装一片偏振滤光片，可以使景象清晰 C.一窄束白光通过三棱镜色散得到彩色的光带 D.利用光照射到光电管上产生光电流，进行自动控制 答案：答案：AB 3.(2005 湖北一模)白光通过双缝在屏上观察到干涉条纹，除中央为白色明纹外，两侧还出现彩色条纹，它 的原因是 （ ） A.各色光的波长不同 B.各色光的速度不同 C.各色光的色散不同 D.各色光的强度不同 答案：答案：A航帆教育随堂知识题库54.(2005 江苏启东一模)抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图 16-7 所示，观察激光束经过细 丝时在光屏上所

14、产生的条纹即可判断细丝粗细的变化.下列说法正确的是( )图 16-7 A.这主要是光的干涉现象 B.这主要是光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细 答案：答案：BD 5.(2006 云南质量检测)关于光电效应，下列说法正确的是（ ） A.发生光电效应时，一般来说，照射光频率一定，被照射的金属不同，则逸出的光电子的最大初动能不 同 B.发生光电效应时，不同频率的单色光照射同一种金属表面，逸出的光电子的最大初动能并不相同 C.发生光电效应时，逸出的光电子的最大初动能的最小值等于金属的逸出功 D.用某单色光照射某金属表面时，没发生光电效应.若用多束这样的单色光同时照射该金属表面，可能发 生光电效应 答案：答案：AB 6.(2006 四川一模)如图 16-8 所示是伦琴射线