高考物理二轮选择题专练——光的波粒二象性练习题(共30题,有答案)

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光电效应、波粒二象性测试题及解析

光电效应、波粒二象性测试题及解析1．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明()A ．光的本质是波B ．光的本质是粒子C ．光的能量在胶片上分布不均匀D ．光到达胶片上不同位置的概率相同解析：选C 用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片出现的图样说明光具有波粒二象性，故A 、B 错误；该实验说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C 正确，D 错误。

2．(2020·滨州模拟)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( ) A ．波长 B ．频率 C ．能量D ．动量解析：选A 由爱因斯坦光电效应方程12m v 2m ＝hν－W 0，又由W 0＝hν0，可得光电子的最大初动能12m v 2m＝hν－hν0，由于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量，B 、C 、D 错误；又由c ＝λf 可知光电子频率较小时，波长较大，A 正确。

3．[多选]如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是( ) A ．入射光太弱 B ．入射光波长太长 C ．光照时间短D ．电源正、负极接反解析：选BD 若入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故选项B 正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若使该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D 正确。

4．(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。

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5.0 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，光电流越大解析：选B由光子的能量E＝hν，可知若入射光子的能量不同，则入射光子的频率不同，A正确。

高考物理专题复习：波粒二象性专题

精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！波粒二象性专题一、单选题1．用某一单色光照射一金属产生光电效应，入射光的波长从400nm减少到360nm,则遏止电压的改变是（）。

A. 0B. 0.345VC. 0.545VD. 1.231V【答案】B【解析】根据爱因斯坦光电效应方程，和，得到遏止电压和入射光频率的关系为：，又因为，则，所以当入射光的波长从=400nm减少到=360nm，则遏止电压的改变，代入数据得：=0.545V。

故本题选B2．关于近代物理内容的叙述正确的是（）A. 射线与射线一样是电磁波，但穿透本领比射线强B. 光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量C. 某原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少6个D. 氡的半衰期为天，4个氡原子核经过天后就一定只剩下1个氡原子核【答案】B【解析】γ射线是电磁波，β射线不是电磁波，β射线穿透本领比γ射线弱，选项A错误；光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量，选项B正确；某原子核经过一次衰变核内中子数减小2，两次衰变后，核内中子数减少2个，则核内中子数减少4个，选项C错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，则选项D错误；故选B.3．有关光的本性，下列说法正确的是()A. 光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B. 光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C. 大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D. 由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性【答案】D【解析】A、光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故A错误；B、光是概率波，不同与机械波；光的粒子性也不同与质点；即单个光子即具有粒子性也具有波动性；故B错误；C、单个光子即具有粒子性也具有波动性，只是大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故C错误；D、由于光具有波动性，又具有粒子性，即光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性，故无法只用其中一种去说明光的一切行为，故光具有波粒二象性，故D正确；故选D。

高考物理二轮必会题型：13.2《光电效应、波粒二象性》(含答案)

第2讲光电效应波粒二象性1.在光电效应实验中，飞飞同学用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1所示．则可判断出( )．图1A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和逸出功都相同，对于甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率相同，A项错误；丙光对应的反向截止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C、D均错，只有B项正确．答案 B2.太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能．如图2所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．图2(1)说出电源和电流表的正、负极．(2)入射光应照射在________极上．(3)若电流表读数是10 μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子数至少是________个．解析(1)电源左边为正极，右边为负极，电流表是上边正极下边负极．(2)入射光应照射到阴极板上，即题图中的B极．(3)q＝It＝10×10－6×1 C＝10－5 C，而n＝qe，所以每秒发射出6.25×1013个光电子．答案(1)电源左边为正极，右边为负极电流表是上边正极下边负极(2)B (3)6.25×10133.用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压U c与入射光频率ν，得到U cν图象如图7所示，根据图象求出该金属的截止频率νc ＝________ Hz ，普朗克常量h ＝________ J·s.(已知电子电荷量e ＝1.6×10－19 C)图3解析由题图线可知νc ＝5.0×1014 Hz ，又eU c ＝h ν－W 0，所以U c ＝h e ν－W 0e.结合图线可得 k ＝h e ＝ 2.05.0×1014 V/Hz ， h ＝2.0×1.6×10－195.0×1014 J·s＝6.4×10－34 J·s. 答案 5.0×1014 6.4×10－34 4．在光电效应实验中，某金属截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为______．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h.解析由波长、频率、波速的关系知，该金属的极限频率为ν0＝c λ0，故该金属的逸出功为h ν0＝hc λ0.设遏止电压为U c ，则eU c ＝hc λ－hc λ0，解得U c ＝hc e ·λ0－λλ0λ. 答案 hc λ0 hc e ·λ0－λλ0λ(写为hc e ·λ－λ0λ0λ也可) 5. 爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E km 与入射光频率ν的关系如图4所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是________．(填选项前的字母)图4A ．逸出功与ν有关B ．E km 与入射光强度成正比C ．当ν＜ν0时，会逸出光电子D ．图中直线的斜率与普朗克常量有关解析金属的逸出功由金属本身决定，与入射光的频率无关，A 错；由E km ＝h ν－h ν0可知，E km 与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，B 错；当入射光的频率小于极限频率时不会发生光电效应，不会逸出光电子，C 错；由E km ＝h ν－h ν0可知图线的斜率与普朗克常量有关，D 对．答案 D6．如图5所示，当电键S 断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P ，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．图5(1)求此时光电子的最大初动能的大小．(2)求该阴极材料的逸出功．解析设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为E k，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U＝0.60 V以后，具有最大初动能的光电子达不到阳极，因此eU＝E k由光电效应方程得：E k＝hν－W0由以上两式得：E k＝0.6 eV，W0＝1.9 eV.答案(1)0.6 eV (2)1.9 eV。

2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练：波粒二象性(解析版)

2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练波粒二象性一、单项选择题1、如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( )A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流答案：D.解析：光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，初始时电压增加，光电流可能会增加，当达到饱和光电流后，再增大电压，则光电流也不会增大了，故A错误；将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A极的数目会减少，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B错误；若换用波长为λ1(λ1>λ的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故C错误；0)若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光的频率一定大于极限频率，电路中一定有光电流，故D正确．2、某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料( )材料钠铜铂极限波长(nm)541268196A.仅钠能产生光电子B．仅钠、铜能产生光电子C．仅铜、铂能产生光电子D．都能产生光电子答案：D.解析：根据爱因斯坦光电效应方程可知，只有光源的波长小于某金属的极限波长，才有光电子逸出，该光源发出的光的波长有一部分小于100 nm ，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D 正确，A 、B 、C 错误．3、已知钙和钾的截止频率分别为 7.73 ×1014 Hz 和5.44×1014 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量答案：A解析：根据爱因斯坦光电效应方程12mv 2m ＝h ν－W .由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝hλ和c＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．4、用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k －ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k －ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是( )答案：A解析：依据光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，E k －ν图线的斜率代表普朗克常量h ，因此钨和锌的E k －ν图线应该平行．图线的横轴截距代表截止频率ν0，而ν0＝W 0h，因此钨的截止频率小些，综上所述，选项A 图正确．5、下图是光电管的原理图．已知当有波长为λ0的光照到阴极K 上时，电路中有光电流，则( )A ．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流答案：D解析：若光电流已经达到饱和，增加电路中电源电压，电路中光电流也不再增大，A错；将电源极性反接，若加在光电管上的电压小于截止电压，电路中仍然有光电流产生，B错；换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，光子的能量小，但若波长小于极限波长，仍然有光电流产生，C错，D正确．6、下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c和入射光的频率ν的几组数据.由以上数据应用Excel描点连线，可得直线方程U c＝0.397 3ν1014－1.702 4，如图所示．则这种金属的截止频率约为( ) A ．3.5×1014 Hz B ．4.3×1014 Hz C ．5.5×1014 Hz D ．6.0×1014 Hz 答案：B解析：根据光电效应方程得：E km ＝hν－W 0＝hν－hν0，解得：U c ＝h e ν－W 0e ＝h e ν－hν0e ，与直线方程U c ＝0.397 3ν1014－1.702 4，比较可知，图线的斜率为：h e ＝0.397 31014，同时：hν0e＝1.702 4，联立得：ν0≈4.3×1014 Hz.故B 项正确，A 、C 、D 项错误．7、如图所示的光电效应实验装置中，光电管阴极K 的极限频率为ν0，现用频率为ν(ν>ν0)的光照射在阴极上，若在A 、K 之间加一数值为U 的反向电压时，光电流恰好为零，则下列判断错误的是( )A ．阴极材料的逸出功等于hν0B ．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为eUC ．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为hν－hν0D ．无光电子逸出，因为光电流为零答案：D解析：阴极材料的逸出功等于hν0，选项A 正确；因光的频率大于极限频率，则有光电子逸出，因在A 、K 之间加一数值为U 的反向电压时，光电流恰好为零，根据能量关系可知，光电子的最大初动能等于12mv 2m ＝hν－hν0＝eU ，选项B 、C 正确，D 错误．本题选判断错误的，故选D.8、某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c 与入射光频率ν的关系图象如图所示．则由图象可知( )A ．入射光的频率越大，该金属的逸出功越大B ．入射光的频率越大，则遏止电压越大C ．由图可求出普朗克常量h ＝Uν0D ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比答案：B解析：逸出功与入射光频率无关，由金属材料决定，故A 错误；根据光电效应方程E km ＝hν－W 0和eU c ＝E km 得U c ＝hνe －W 0e，当入射光的频率大于极限频率时，入射光的频率越大，则遏止电压越大，故B 正确；由U c ＝hνe －W 0e ，知图线的斜率k ＝h e ＝Uν0，可得普朗克常量h ＝Ueν0，故C 错误；根据光电效应方程E km ＝hν－W 0可知，光电子最大初动能与入射光的频率成线性关系，但不成正比，故D 错误．二、多项选择题9、波粒二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λ＝h p和p 2＝2mE k 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．10、如图所示为光电管的工作电路图，分别用波长为λ0、λ1、λ2的单色光做实验，已知λ1＞λ0＞λ2.当开关闭合后，用波长为λ0的单色光照射光电管的阴极K 时，电流表有示数．则下列说法正确的是( )A ．光电管阴极材料的逸出功与入射光无关B ．若用波长为λ1的单色光进行实验，则电流表的示数一定为零C ．若仅增大电源的电动势，则电流表的示数一定增大D．若仅将电源的正、负极对调，则电流表的示数可能为零答案：AD.解析：光电管阴极材料的逸出功只与材料有关，而与入射光的频率、入射光的强度无关，A正确；用波长为λ0的光照射阴极K时，电路中有光电流，可知波长为λ0的光照射阴极K时，发生了光电效应；若用波长为λ1(λ1＞λ0)的光照射阴极K时，虽然入射光的频率变小，但仍可能大于阴极的极限频率，仍可能发生光电效应，因此电流表的示数可能不为零，B错误；仅增大电路中电源的电动势，光电管两端电压增大，当达到饱和电流后，电流表的示数不再增大，C错误；将电路中电源的正、负极对调，光电子做减速运动，若电子到达不了阳极，则此时电流表的示数为零，D正确．11、利用金属晶格(大小约10－10 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是( ) A．该实验说明了电子具有波动性B．实验中电子束的德布罗意波的波长为λ＝h2meUC ．加速电压U 越大，电子的衍射现象越明显D ．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显答案：AB.解析：能得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A 正确；由德布罗意波的波长公式λ＝h p及动量p ＝2mE k ＝2meU ，可得λ＝h 2meU ，B 正确；由λ＝h 2meU可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显，C 错误；用相同动能的质子替代电子，质子的波长变小，衍射现象与电子相比不明显，故D 错误．12、金属钙的逸出功为4.3×10－19 J ，普朗克常量h ＝6.6×10－34 J ·s ，光速c ＝3.0×108 m/s ，以下说法正确的是( )A ．用波长为400 nm 的单色光照射金属钙，其表面有光子逸出B ．用波长为400 nm 的单色光照射金属钙，不能产生光电效应现象C ．若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则增大光的强度将会使光电子的最大初动能增大D ．若某波长的单色光能使金属钙产生光电效应现象，则减小光的强度将会使单位时间内发射的光电子数减少答案：AD.解析：波长为400 nm的单色光的光子能量为E＝h cλ＝4.95×10－19J，大于钙的逸出功，可以产生光电效应现象．根据光电效应规律，光电子的最大初动能决定于入射光的频率而与其强度无关，但强度决定了单位时间内发射的光电子数的多少，选项A、D正确．13、用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管上时，电流表G的示数为0.2 mA.移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0.则( )A．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB．开关S断开后，没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7 eVD．改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小答案：AC.解析：该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，则知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程E km＝hν－W0，得逸出功W0＝1.8 eV，故选项A、C 正确；当开关S断开后，用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故选项B 错误；改用能量为1.5 eV的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，选项D错误．14、如图所示是用光照射某种金属时，逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(图线与横轴的交点横坐标为 4.27×1014 Hz，与纵轴交点纵坐标为0.5 eV)．由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D ．该金属的逸出功为0.5 eV答案：AC解析：图线在横轴上的截距表示截止频率，A 正确，B 错误；由光电效应方程E k ＝hν－W 0可知图线的斜率表示普朗克常量，C 正确；金属的逸出功为W 0＝hνc ＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV ＝1.77 eV ，D 错误．15、用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.2 eV 的光照射到光电管上时，电流表G 的读数为0.2 mA.移动变阻器的触点c ，当电压表的示数大于或等于0.8 V 时，电流表读数为0，则( )A ．光电管阴极的逸出功为2.4 eVB ．电键S 断开后，电流表G 示数不为0C ．光电子的最大初动能为0.8 eVD．改用能量为2 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小答案：ABC解析：该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.8 V时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为0.8 eV，根据光电效应方程E km＝hν－W0，W0＝3.2 eV－0.8 eV＝2.4 eV，故A、C项正确；电键S断开后，用光子能量为3.2 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B项正确；改用能量为2 eV的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故D项错误．16、如图所示，一光电管的阴极用极限波长为λ0的钠制成．用波长为λ的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U时，饱和光电流为I，电子电荷量为e，则( )A．若入射光强度增到原来的三倍，但光子的能量不变，从阴极K 发射的光电子的最大初动能可能增大B ．若改用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子C ．每秒钟内由阴极K 发射的光电子数目为I eD ．发射的光电子到达阳极A 时的动能最大值为hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ－1λ0 答案：BC解析：从阴极K 发射的光电子的最大初动能E k ＝hν－W 0，只与入射光频率有关，与入射光强度无关，故A 错误；蓝光的频率比紫外线的频率小，可知用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子，也可能不逸出光电子，故B 正确；t 时间内由K 极发射的光电子数目为n ＝Q e＝It e ，则每秒钟内由K 极发射的光电子数目为I e，故C 正确；发射的电子到达阳极A 时的动能最大值为E k ＝hc λ－hc λ0＋Ue ＝hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ－1λ0＋Ue ，故D 错误．。

高中物理《波粒二象性》练习题(附答案解析)

高中物理《波粒二象性》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．利用公式εhν可以直接计算（）A．电流B．电压C．能量D．电阻2．用一种单色光照射某金属，产生光电子的最大初动能为E k，单位时间内发射光电子数量为n，若增大该入射光的强度，则（）A．E k增加，n增加B．E k增加，n不变C．E k不变，n不变D．E k不变，n增加3．有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是（）A．红光频率最大B．在空气中红光的波长最小C．红光光子的能量大于绿光光子的能量D．用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小4．如图是研究光电效应的装置，用某一频率的光束照射金属板K，有粒子逸出，则（）A．逸出的粒子带正电B．改变光束的频率，金属的逸出功随之改变C．减小光束的光强，逸出的粒子初动能减少D．减小光束的频率，金属板K可能没有粒子逸出5．下列说法正确的是（）A．变化的磁场产生电场，变化的电场不产生磁场B．黑体不反射电磁波，也不向外辐射电磁波C．原子从高能态向低能态跃迁时吸收光子的能量，等于前后两个能级之差D．波速等于波长乘以频率6．如图所示，虚线圆的半径为R，某激光器的一端固定于圆心O点，且绕O点以角速度ω转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出功率为P、波长为λ的细束激光（不计光束截面积），在虚线圆某处固定一弧形接收屏，该接收屏沿虚线圆的长度为l。

已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为（）A．lcPh RλωB．l PhcRλωC．l cPhRλωD．hRl cPωλ7．某同学用如图所示的装置研究光电效应现象，开始时，滑动变阻器滑片c移在最右端b点．用光子能量为4.2eV的光照射到光电管上，此时电流表G有读数．向左移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于1.5V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是（）A．光电子最大初动能为2.7eVB．光电管阴极的逸出功为1.5eVC．当电流表示数为零时，断开电键，电流表示数不再为零D．将电源的正负极调换，变阻器滑片从b移到a，电流表的示数一直增大8．像增强器是能够把亮度很低的光学图像变为足够亮度的像的真空光电管。

高考物理总复习第十一章第2讲光电效应波粒二象性练习(含解析)

第2讲光电效应波粒二象性一、选择题1.下列实验中,能证实光具有粒子性的是( )A.光电效应实验B.光的双缝干涉实验C.光的圆孔衍射实验D.泊松亮斑实验答案 A 光电效应现象说明光具有粒子性,A项正确;泊松亮斑是光的衍射现象,光的干涉和衍射现象均说明光具有波动性,B、C、D项均错误。

2.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ν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.hνB.NhνC.NhνD.2Nhν答案 C 光子能量与频率有关,一个光子能量为ε=h频率,N个光子能量为Nh频率,故C项正确。

3.已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的( )A.波长B.频率C.能量D.动量答案 A 钙的截止频率大,由光电效应方程E k=hν-W0=hν-hν0可知,钙逸出的光电子的最大初动能小,其动量p=,故动量小,由λ=可知,波长较大,则频率较小,选项A正确。

4.(多选)具有相等动能的电子和质子,下列说法中正确的是( )A.电子和质子具有的能量相等B.电子的德布罗意波长较长C.质子的波动性更明显D.分别用上述电子流和质子流通过同一狭缝做单缝衍射实验,电子的衍射现象更明显答案BD 质子质量大于电子质量,根据E=mc2可知,质子具有的能量大于电子具有的能量,故A项错误;根据E k=知,动能相等,质量大,动量大,由λ=得,电子动量小,则电子的德布罗意波长较长,故B项正确;质子的德布罗意波长短,波动性不明显,故C项错误;电子的德布罗意波长长,则电子的衍射现象更明显,故D项正确。

5.下列说法中正确的是( )A.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性B.康普顿效应说明光子既有能量又有动量C.光是高速运动的微观粒子,单个光子不具有波粒二象性D.宏观物体的德布罗意波长非常小,极易观察到它的波动答案 B 由德布罗意理论知,宏观物体的德布罗意波长太小,很难观察到波动性,但仍具有波粒二象性,A、D项错误;康普顿效应说明光子除了具有能量之外还有动量,B正确;波粒二象性是光子的特性,单个光子也具有波粒二象性,C项错误。

2021届高三物理二轮复习近代物理部分波粒二象性专题(附答案)

波粒二象性专题一、单选题1．以下说法不正确的是A 、某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能不变B 、α衰变是原子核内的变化所引起的C 、原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关D 、511247162N H C He +→+是α衰变方程2．图为玻尔提出的氢原子能级图，可见光光子的能量在1.61 eV~3.10 eV 范围内．现有一个装有大量处于第四能级氢原子的发光管，利用该发光管的光线照射金属钠表面．已知金属钠的逸出功为2.29 eV ，则下面结论正确的是A ．发光管能发出5种频率的光子B ．发光管能发出2种频率的可见光C ．发光管发出的所有光子均能使金属钠发生光电效应D ．金属钠所发射的光电子的最大初动能为12.75 eV3．新冠肺炎防控中有一个重要环节是对外来人员进行体温检测，检测用的体温枪工作原理就是黑体辐射定律。

黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知下列描述正确的是（）A ．随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B ．温度降低，可能部分波长的辐射强度会减小C ．随温度升高，辐射强度的极大值向频率较小的方向移动D ．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动4．物理学史的学习是物理学习中很重要的一部分，下列关于物理学史叙述中不正确的是( )A ．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子B ．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型C ．爱因斯坦发现了光电效应，并提出了光量子理论成功解释了光电效应D ．巴耳末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式5．下列说法正确的是A ．用X 射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X 射线照射时光电子的最大初动能较小B ．根据玻尔原子理论，氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径也在连续地减小C ．一个质子和一个中子结合为一个氘核，若质子、中子和氘核的质量分别是m 1、m 2、m 3,则放出的的能量是()2123m m m c +- D ．若原子核发生一次β衰变，则该原子外层就失去一个电子6．如图所示为氢原子能级图，若a 光是从n =5能级跃迁到n =2能级产生的单色光，b 光是从n =5能级跃迁到n =3能级产生的单色光。

2025届高考物理复习：经典好题专项(光电效应波粒二象性)练习(附答案)

2025届高考物理复习：经典好题专项（光电效应波粒二象性）练习1．(多选)关于波粒二象性，下列说法正确的是()A．光电效应证明了光具有粒子性B．与实物粒子相联系的波被称为物质波C．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性D．电子绕原子核运动时只能在一定的轨道上运动，此时电子只有粒子性，没有波动性2．影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低。

利用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它利用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图像。

以下说法正确的是()A．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强B．加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显C．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强D．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱3. (2023ꞏ河南新乡市长垣一中校考)如图所示为玻尔理论的氢原子能级图，当一群处于激发态n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光中有两种频率的光能使某种金属发生光电效应，以下说法中正确的是()A．这群氢原子由n＝3能级向低能级跃迁时能发出6种不同频率的光B．这种金属的逸出功一定小于10.2 eVC．用发出的波长最短的光照射该金属时产生光电子的最大初动能一定大于3.4 eVD．由n＝3能级跃迁到n＝2能级时产生的光一定能够使该金属发生光电效应4. (2024ꞏ湖南彬州市第一中学校考)小刘同学用如图所示的装置研究光电效应，已知a光的频率小于b光的频率，两种光都能使阴极K发生光电效应，其中电压表可双向偏转。

则下列说法正确的是()A ．用a 光照射，开关S 接1可研究光电管中电流随电压U 的变化情况B ．分别用两种光照射阴极K ，开关S 接2时，当电流表的示数为0时，U a >U bC ．减小a 光的强度，阴极K 可能不发生光电效应D ．a 光照射阴极K 产生的最大初动能的光电子对应的物质波长小于b 光照射阴极K 产生的最大初动能的光电子对应的物质波长5．(2023ꞏ河南开封市期末)研究某种金属的光电效应规律，所得相关图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，E k 为光电子的最大初动能、ν为入射光的频率、I 为光电流、U 为两极板间的电压、U c 为遏止电压。

波粒二象性

波粒二象性-----训练题一、选择题1、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( AC )A．创立“相对论” B．发现“X”射线C．提出“光子说” D．建立“原子核式模式”2、a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将a光换成b光照射同一干涉仪，形成的光的干涉图样如图乙所示.则下述正确的是：（BC）A．a光光子的能量较大B．在水中a光传播的速度较大C．b光光子的能量较大D．若用a光照射某金属时不能发生光电效应，则用b光照射该金属时也不能发生光电效应3、在光的双缝干涉实验中，若在光屏处放照相底片，并设法控制入射光线强度和曝光时间，则下列描述中正确的是（ AD ）A.若曝光量很小，底片上会出现一些分布不规则的亮点，显示出光的粒子性B.即使曝光量很小，底片上也会显示出明暗相间的条纹，证明光具有波动性C.若曝光量足够大，底片上会出现亮度均匀的光斑，显示出光的波动性D.若曝光量足够大，底片上会出现明暗相间的条纹，证明光具有波动性4、如图所示，是现代化工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成；当用绿光照射图中光电管阴极K 时，可发生光电效应，则以下说法正确的是：（B、D）A.增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大；B.增大绿光照射强度，电路中的光电流增大；C.改用波长比绿光波长大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流；D.改用频率比绿光频率大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流。

5、已知一束可见光a是由m、n、p三种单色光组成的。

检测发现三种单色光中，n、p两种色光的频率都大于m色光；n色光能使某金属发生光电效应，而p色光不能使该金属发生光电效应。

那么，光束a通过三棱镜的情况是图中的( A )6、电子衍射实验证明电子具有波动性,这种波可称为(BCD)A．电磁波B。

几率波C。

德布罗意波D。

高级光学光电效应光的波粒二象性同步练习

高2012级光学----光电效应、光的波粒二象性同步练习命题人：侯川班级________. 姓名________.一、选择题1．当用一束紫外线照射装在原不带电的验电器金属球上的锌板时，发生了光电效应，这时发生的现象是[ ]A ．验电器内的金属箔带正电B ．有电子从锌板上飞出来C ．有正离子从锌板上飞出来D ．锌板吸收空气中的正离子2．一束绿光照射某金属发生了光电效应，对此，以下说法中正确的是[ ] A ．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变 B ．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加 C ．若改用紫光照射，则逸出光电子的最大初动能增加D ．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加3．在光电效应实验中，如果需要增大光电子到达阳极时的速度，可采用哪种方法？[ ] A ．增加光照时间 B ．增大入射光的波长 C ．增大入射光的强度 D ．增大入射光频率4．介质中某光子的能量是E ，波长是λ，则此介质的折射率是[ ] A ．λE/h B ．λE/chC ．ch/λED ．h/λE5．光在真空中的波长为λ，速度为c ，普朗克常量h ，现让光以入射角i 由真空射入水中，折射角为r ，则[ ]A ．r ＞iD ．每个光子在水中能量为hc/λ1页6．光电效应的四条规律中，波动说仅能解释的一条规律是[ ]A ．入射光的频率必须大于或等于被照金属的极限频率才能产生光电效应B ．发生光电效应时，光电流的强度与人射光的强度成正比C ．光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大D ．光电效应发生的时间极短，一般不超过10-9s7．三种不同的入射光A 、B 、C 分别射在三种不同的金属a 、b 、c 表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长λA ＞λB ＞λC ，则[ ]A ．用入射光A 照射金属b 和c ，金属b 和c 均可发出光电效应现象B ．用入射光A 和B 照射金属c ，金属c 可发生光电效应现象C ．用入射光C 照射金属a 与b ，金属a 、b 均可发生光电效应现象D ．用入射光B 和C 照射金属a ，均可使金属a 发生光电效应现象8．下列关于光子的说法中，正确的是[ ]A ．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子B ．光子的能量由光强决定，光强大，每份光子的能量一定大C ．光子的能量由光频率决定，其能量与它的频率成正比D ．光子可以被电场加速9.下表给出了一些金属材料的逸出功.材料铯钙镁铍钛的逸出功(×10－19 J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6 现用波长为400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料有(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J ・s ，光速c ＝3.0×108 m/s)( )A.2种B.3种C.4种D.5种10.在光电效应实验中，下列结果正确的是( )A.当光照时间增大为原来的两倍时，光电流强度也增大为原来的两倍B.当入射光频率增大为原来的两倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的两倍C.当入射光的强度增大为原来的两倍时，可能不产生光电效应D.当入射光的波长增大为原来的两倍时，单位时间内发射光电子的数量也增大为原来的两倍11.关于物质的波粒二象性，下列说法错误的是( )A.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微观粒子都具有波粒二象性B.高速运动的微观粒子跟光子一样，它们都不会发生衍射现象C.波粒二象性中的波动性，是大量光子或大量高速运动的微观粒子的行为，这种波动性与机械波在本质上是完全不相同的D.波动性和粒子性在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观现象中是统一的2页12．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著D．大量光子产生的效果往往显示粒子性13．下列说法不正确的是( )A．光是一种电磁波B．光是一种概率波C．光子相当于高速运动的质点D．光的直线传播只是宏观近似规律14.下列哪组现象能说明光具有波粒二象性（）A．光的色散和光的干涉B. 光的衍射和光的干涉C.泊松亮斑和光电效应D.以上三组现象都不行15.在单缝衍射实验中、中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上。

高中物理：波粒二象性测试题

高中物理：波粒二象性测试题(时间：90分钟分值：100分)命题报告一、选择题(合要求,第7～10小题,每小题有多个选项符合要求)1．下列实验中,能证实光具有粒子性的是( )A．光电效应实验B．光的双缝干涉实验C．光的圆孔衍射实验D．泊松亮斑实验【解析】光的双缝干涉实验,光的圆孔衍射实验,泊松亮斑实验都证明光具有波动性．光电效应实验证明光具有粒子性,故选A.【答案】 A2．下列关于光电效应的说法正确的是( )A．只要入射光的强度足够大,就可以发生光电效应B．只要入射光照射的时间足够长,就可以发生光电效应,与入射光的强度和频率无关C．入射光的频率高于极限频率时,光的频率越大,产生的光电子的最大初动能越大D．入射光的频率高于极限频率时,光的强度越大,产生的光电子的最大初动能越大【解析】只有当入射光的频率高于极限频率时,才发生光电效应,与入射光的强弱和照射时间无关,根据Ek ＝hν－W,可知,入射光频率越大,产生的光电子的最大初动能越大,只有C项正确．【答案】 C3．已知α粒子的质量mα＝6.64×10－27 kg,速度v＝3×107 m/s,要观察到α粒子明显的衍射现象,障碍物的尺寸约为( )A．3.3×10－10 m B．3.3×10－12 mC．3.3×10－15 m D．3.3×10－18 m【解析】根据德布罗意假说λ＝h p ＝h mv ＝ 6.63×10－346.64×10－27×3×107m ≈3.3×10－15m. 要观察到明显的衍射现象,障碍物的尺寸应与波长差不多,C 正确,A 、B 、D 错误．【答案】 C4．影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射,衍射现象越明显,分辨本领越低,使用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领,它利用高压对电子束加速,最后打在感光胶片上来观察显微图象．已知波长比孔的尺寸越大越易发生衍射．下列说法中正确的是( )A ．加速电压越高,电子的波长越长,分辨本领越强B ．加速电压越高,电子的波长越短,衍射现象越明显C ．如果加速电压相同,则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强D ．如果加速电压相同,则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱【解析】设加速电压为U,电子电荷量为e,质量为m,则有E k ＝12mv 2＝eU ＝p 22m ,又p ＝h λ,故eU ＝h 22m λ2,可得λ＝h 22emU.对电子来说,加速电压越高,λ越小,衍射现象越不明显,故选项A 、B 都不对．电子与质子比较,因质子质量比电子质量大得多,可知质子加速后的波长要小得多,衍射现象不明显,分辨本领强,故选项C 对,D 错．【答案】 C5．( ·沙坪坝高二检测)频率为ν的光照到某金属材料时,产生光电子的最大初动能为E km ,若改用频率为2ν的光照射同一金属材料,则所产生光电子的最大初动能为(h 为普朗克常量)( )A ．E km ＋hνB ．2E kmC ．E km －hνD ．E km ＋2hν【解析】由光电效应方程得频率为ν的光照射金属材料时E km ＝hν－W 0,改用频率为2ν的光照射同一金属材料时E km ′＝h·2ν－W 0,解得E km ′＝E km ＋hν,故A 正确．【答案】 A6．研究光电效应规律的实验装置如图1所示,以频率为ν的光照射光电管阴极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 做减速运动．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Uc,在下图所表示光电效应实验规律的图象中,错误的是( )图1【解析】当反向电压U与入射光频率ν一定时,光电流i与光强成正比,所以A图正确；频率为ν的入射光照射阴极所发射出的光电子的最大初动能为12mev2max＝hν－W,而截止电压Uc与最大初动能的关系为eUc ＝12mv2max,所以截止电压Uc与入射光频率ν的关系是eUc＝hν－W,其函数图象不过原点,所以B图错误；当光强与入射光频率一定时,单位时间内单位面积上逸出的光电子数及其最大初动能是一定的,所形成的光电流强度会随反向电压的增大而减少,所以C图正确；根据光电效应的瞬时性规律,不难确定D图是正确的．【答案】 B7．( ·北京重点中学联考)关于物质波,下列认识中错误的是( )A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波,这种波叫物质波B．X射线的衍射实验,证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验,证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看作物质波,但它们不具有干涉、衍射等现象【解析】据德布罗意物质波理论知,任何一个运动的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与之相对应,这种波就叫物质波,可见,A选项是正确的；由于X射线本身就是一种波,而不是实物粒子,故X射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性,即B选项错误；电子是一种实物粒子,电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性,故C选项是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知,少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的,无规律的,但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样,即大量电子的行为表现出电子的波动性,干涉、衍射是波的特有现象,只要是波,都会发生干涉、衍射现象,故选项D错误．【答案】BD8．电子的运动受波动性的支配,对于氢原子的核外电子,下列说法正确的是( )A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B．电子绕核运动时,可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的D．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置【解析】微观粒子的波动性是一种概率波,对于微观粒子的运动,牛顿运动定律已经不适用了,所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置,电子的“轨道”其实是没有意义的,电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置,综上所述,C、D正确．【答案】CD9．光通过单缝所发生的现象,用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释,正确的是( )A．单缝宽,光是沿直线传播,这是因为单缝宽,位置不确定量Δx大,动量不确定量Δp小,可以忽略B．当能发生衍射现象时,动量不确定量Δp可以忽略C．单缝越窄,中央亮纹越宽,是因为位置不确定量越小,动量不确定量越大D．以上解释都是不对的【解析】光在传播过程中的位置和动量的不确定性关系为ΔxΔp≥h4π.发生衍射时Δx>0,所以,Δp不能忽略,故选项B错误；缝越宽,Δp越小,缝越窄,Δp越大,所以,选项A、C 正确．【答案】AC图210．( ·河北正定中学期末检测)用如图2所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时,电流表G的读数为0.2 mA.移动变阻器的触点c,当电压表的示数大于或等于0.7 V时,电流表读数为0.则( )A．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB．开关S断开后,没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7 eVD．改用能量为1.5 eV的光子照射,电流表G也有电流,但电流较小【解析】由题知Uc ＝0.7 V,故Ek＝eUc＝0.7 eV,C项正确；由Ek＝hν－W,可得W＝1.8eV,A项正确,D项错误；开关S断开,仍会发生光电效应,有光电子逸出,光电管与G仍可构成闭合回路,电路中会有电流流过G ,B项错误．【答案】AC二、填空题(本题共3小题,共20分)11．(4分)“嫦娥二号”进入地月转移轨道时的速度约为11 km/s.已知“嫦娥二号”卫星的质量为2 480 kg,则与卫星奔月过程对应的物质波波长大小为________m.【解析】与嫦娥二号卫星奔月过程对应的物质波波长为λ＝hp＝hmv＝6.626×10－342 480×11×103m＝2.43×10－41 m.【答案】 2.43×10－41图312．(6分)太阳能直接转换的基本原理是利用光电效应,将太阳能转换成电能．如图3所示是测定光电流的电路简图,光电管加正向电压．(1)标出电源和电流表的正负极；(2)入射光应照在________极上．(3)电流表读数是10 μA,则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是________个．【解析】(1)加正向电压,应该是在光电管中电子由B向A运动,即电流是由左向右．因此电源左端是正极,右端是负极,电流表上端是正极,下端是负极．(2)光应照在B极上．(3)设电子个数为n,则I＝ne,所以n＝10×10－61.6×10－19＝6.25×1013(个)．【答案】(1)电源左端是正极,右端是负极；电流表上端是正极,下端是负极(2)B (3)6.25×101313．(10分)深沉的夜色中,在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道．如图4所示是一个航标灯自动控制电路的示意图．电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属．下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长,又知可见光的波长在400～770 nm(1 nm＝10－9m)．图4各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：金属铯钠锌银铂极限频率(Hz)4.545×10146.000×10148.065×10141.153×10151.529×1015极限波长(μm)0.660 0 0.500 0 0.372 0 0.260 0 0.196 2(1)光电管阴极K上应涂有金属________；(2)控制电路中的开关S应和________(填“a”和“b”)接触；(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时,稍有不慎就会把手压在里面,造成工伤事故．如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机,这时电路中开关S 应和________接触,这样,当工人不慎将手伸入危险区域时,由于遮住了光线,光控继电器衔铁立即动作,使机床停止工作,避免事故发生．【解析】 (1)依题意知,可见光的波长范围为 400×10－9～770×10－9m而金属铯的极限波长为λ＝0.660 0×10－6m ＝660×10－9m, 因此,光电管阴极K 上应涂金属铯．(2)深沉的夜色中,线圈中无电流,衔铁与b 接触,船舶依靠航标灯指引航道,所以控制电路中的开关S 应和b 接触．(3)若将上述控制电路中的电灯换成电机,在手遮住光线之前,电机应是正常工作的,此时衔铁与a 接触,所以电路中的开关S 应和a 接触．【答案】 (1)铯 (2)b (3)a 三、计算题(本题共3小题,共40分)14．(12分)已知：功率为100 W 的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量,光速c ＝3.0×108 m/s,普朗克常量h ＝6.63×10－34 J ·s,假定所发出的可见光的波长都是560 nm,计算灯泡每秒内发出的光子数．【解析】波长为λ的光子能量为：E ＝hcλ设灯泡每秒内发出的光子数为n,灯泡电功率为P, 则n ＝kP E式中,k ＝5%是灯泡的发光效率．得：光子数n ＝kP λhc,代入题给数据得：n ＝1.4×1019(个)．【答案】 1.4×1019个15．(12分)原子核的半径为10－15 m,估计核内质子的动量不确定范围．如果电子被限制在核内,其动量不确定范围又是多少？【解析】设质子的位置不确定范围等于原子核的直径,即Δx ＝2×10－15 m,由不确定关系公式ΔxΔp≥h4π,得Δp≥h4πΔx＝2.6×10－20 kg·m/s.同理,电子被限制在核内,动量的不确定范围与质子一样,为：Δp≥2.6×10－20 kg·m/s.【答案】均为大于或等于2.6×10－20 kg·m/s16．(16分)用波长为4×10－7 m的紫光照射某金属,发出的光电子垂直进入3×10－4 T的匀强磁场中,光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2 cm(电子电荷量e＝1.6×10－19C,其质量m＝9.1×10－31 kg)．求：(1)紫光光子的能量；(2)光电子的最大初动能；(3)该金属发生光电效应的极限频率．【解析】(1)光子的能量ε＝hν＝hcλ＝6.63×10－34×3×1084×10－7J＝4.98×10－19 J.(2)光电子进入磁场后,受到的洛伦兹力等于做匀速圆周运动的向心力,qvB＝m v2r,v＝qBrm,光电子的最大初动能：Ek ＝12mv2＝q2B2r22m＝1.62×10－38×9×10－8×1.44×10－42×9.1×10－31J＝1.82×10－19 J.(3)金属的极限频率满足W＝hν由爱因斯坦光电效应方程：Ek ＝hν－W＝hν－hνν0＝hν－Ekh＝4.98×10－19－1.82×10－196.63×10－34Hz＝4.77×1014 Hz.【答案】(1)4.98×10－19 J (2)1.82×10－19 J (3)4.77×1014 Hz。

高中物理【光电效应波粒二象性】典型题(带解析)

高中物理【光电效应波粒二象性】典型题1．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图所示，该实验表明()A．光的本质是波B．光的本质是粒子C．光的能量在胶片上分布不均匀D．光到达胶片上不同位置的概率相同解析：选C．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A、B错误；时间越长，明暗条纹越明显，说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C正确，D错误．2．(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为νc，则()A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：选AB．该金属的截止频率为νc，则可知逸出功W0＝hνc，逸出功由金属自身性质决定，与照射光的频率无关，因此C错误；由光电效应的实验规律可知A正确；由光电效应方程E k＝hν－W0，将W0＝hνc代入可知B正确，D错误．3．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则()A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了解析：选A．光的频率不变，表示光子能量不变，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A正确．4．(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X 射线的散射时，发现光子除了具有能量之外还具有动量，被电子散射的X 光子与入射的X 光子相比( )A ．速度减小B ．频率减小C ．波长减小D ．能量减小解析：选BD ．光速不变，A 错误；光子将一部分能量转移到电子，其能量减小，随之光子的频率减小、波长变长，B 、D 正确，C 错误．5．(多选)下列关于波粒二象性的说法正确的是( )A ．光电效应揭示了光的波动性B ．使光子一个一个地通过单缝，若时间足够长，底片上也会出现衍射图样C ．黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性解析：选BCD ．光电效应揭示了光的粒子性，A 错误；单个光子通过单缝后在底片上呈现出随机性，但大量光子通过单缝后在底片上呈现出波动性，B 正确；黑体辐射的实验规律说明了电磁辐射是量子化的，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射可用光的粒子性来解释，C 正确；热中子束射在晶体上产生衍射图样，是由于运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，D 正确．6．如图甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极K ，发现电流表读数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V 时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V 时，电流表读数为零．把电路改为图乙，当电压表读数为2 V 时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为( )A ．1.5 eV 0.6 eVB ．1.7 eV 1.9 eVC ．1.9 eV 2.6 eVD ．3.1 eV 4.5 eV解析：选C ．光子能量h ν＝2.5 eV 的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生光电效应，当电压表读数大于或等于0.6 V 时，电流表读数为零，则电子不能到达阳极，由动能定理eU ＝12m v 2m知，最大初动能E km ＝eU ＝0.6 eV ，由光电效应方程h ν＝E km ＋W 0知W 0＝1.9 eV ，对图乙，当电压表读数为2 V 时，电子到达阳极的最大动能E km ′＝E km ＋eU ′＝0.6 eV ＋2 eV ＝2.6 eV .故C 正确．7．研究光电效应的电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．则在如图所示的光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )解析：选C ．光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此在入射光频率相同的情况下，遏止电压相同，在能发生光电效应的前提下，光电流随着光照强度增大而增大，C 正确．A 、B 表示入射光频率相同的情况下，遏止电压不相同，均错误．D 表示在发生光电效应时，光电流随着光照强度增大而减小，D 错误．8．一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为( )A ．λ1λ2λ1＋λ2B ．λ1λ2λ1－λ2C ．λ1＋λ22D ．λ1－λ22 解析：选A ．中子的动量p 1＝h λ1，氘核的动量p 2＝h λ2，同向正碰后形成的氚核的动量p 3＝p 2＋p 1，所以氚核的德布罗意波长λ3＝h p 3＝λ1λ2λ1＋λ2，A 正确． 9．某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料( )材料钠铜铂极限波长(nm)541 268 196 A C ．仅铜、铂能产生光电子 D ．都能产生光电子解析：选D ．根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长有的小于100 nm ，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D 正确，A 、B 、C 错误．10．用如图甲所示的装置研究光电效应现象．闭合开关S ，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应．图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a ，0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b )．下列说法正确的是( )A ．普朗克常量为h ＝a bB ．断开开关S 后，电流表G 的示数不为零C ．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D ．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G 的示数保持不变解析：选B ．由E k ＝h ν－W 0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h ＝b a，故A 错误；断开开关S 后，仍有光电子产生，所以电流表G 的示数不为零，故B 正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C 错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表G 的示数要减小，故D 错误．11.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应，换用同样频率为ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )A ．U ＝h νe －W eB ．U ＝2h νe －W eC ．U ＝2h ν－WD ．U ＝5h ν2e －W e解析：选B ．以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得：－Ue ＝0－12m v 2m① 由光电效应方程得：nh ν＝12m v 2m＋W (n ＝2，3，4，…)② 由①②式解得：U ＝nh νe －W e(n ＝2，3，4，…)，故选项B 正确．12．美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压U c 与入射光频率ν，算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以验证爱因斯坦方程的正确性．下图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压U c 与入射光频率ν关系图象，两金属的逸出功分别为W 甲、W 乙，如果用ν0频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E 甲、E 乙，则下列关系正确的是( )A ．W 甲<W 乙，E 甲>E 乙B ．W 甲>W 乙，E 甲<E 乙C ．W 甲>W 乙，E 甲>E 乙D ．W 甲<W 乙，E 甲<E 乙解析：选A ．根据光电效应方程得： E km ＝h ν－W 0＝h ν－h ν0，又E km ＝qU c ，解得：U c ＝h q ν－h qν0，知U c ν图线中：当U c ＝0，ν＝ν0；由图象可知，金属甲的极限频率小于金属乙，则金属甲的逸出功小于乙的，即W 甲<W 乙．如果用频率ν0的光照射两种金属，根据光电效应方程，当入射光频率相同时，则逸出功越大的，其光电子的最大初动能越小，因此E 甲>E 乙，A 正确．13．如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别用锌板和铜板制成(锌板和铜板的截止频率分别为ν1和ν2，且ν1＜ν2)，极板的面积为S ，间距为d .锌板与灵敏静电计相连，锌板和铜板原来都不带电．现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，假设光电子全部到达另一极板，则电容器的最终带电荷量Q 正比于( )A ．d S(ν1－ν) B ．d S (ν1－ν2) C ．S d ⎝⎛⎭⎫ν－ν1νν1 D ．S d(ν－ν1) 解析：选D ．现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，知该单色光照射锌板能发生光电效应，照射铜板不能发生光电效应．通过光电效应方程知，光电子的最大初动能E km ＝h ν－h ν1.临界状态是电子减速到负极板时速度刚好为零．根据动能定理有eU ＝E km ＝h ν－h ν1.平行板电容器的电容C ∝S d ，而Q ＝CU ，所以Q ∝S d(ν－ν1)，故D 正确．14.如图所示，有一束单色光入射到极限频率为ν0的金属板K 上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚好为零．已知电容器的电容为C ，带电量为Q ，极板间距为d ，普朗克常量为h ，电子电量的绝对值为e ，不计电子的重力．关于电容器右侧极板的带电情况和入射光的频率ν，以下判断正确的是( )A．带正电，ν0＋QeCh B．带正电，ν0＋QeChdC．带负电，ν0＋QeCh D．带负电，ν0＋QeChd解析：选C．以最大初动能入射至电容器的电子经板间电场到达右侧极板速度刚好为0，说明电场力做负功，电场强度方向向右，右侧极板所带电荷为负电荷，且－eU＝0－E k0，其中由电容器电压与电荷量的关系知U＝QC，由最大初动能与单色光入射频率的关系知E k0＝hν－hν0；代入化简可得ν＝ν0＋QeCh，故C正确．。

高考物理复习考题精选光的波粒二象性

拾躲市安息阳光实验学校高中物理考题精选（121）——光的波粒二象性1、如图所示，是氢原子四个能级的示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n ＝3的能级时，辐射出光子a.当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.则以下判断正确的是（）A．a光和b光由同一种介质射入空气中时a光更容易发生全反射B．光子a和光子b使同一种金属发生光电效应，由光子a照射产生的光电子的最大初动能大于光子b照射而产生的。

C．光子a的波长大于光子b的波长D．在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度答案 C2、近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )A．光只具有粒子性，它和物质的作用是一份一份的B．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C．大量光子表现光具有粒子性D．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性答案 D3、根据爱因斯坦的“光子说”可知________。

A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B．光的波长越大，光子的能量越小C．一束单色光的能量可以连续变化D．只有光子数很多时，光才具有粒子性答案 B 光子并非实物粒子，其能量是一份一份的，不连续变化，每个光子的能量ε＝hν＝h，光的波长越大，光子能量越小，所以选项A、C 错误，B正确。

光子数很少时，光表现出粒子性越明显，选项D错误。

4、用很弱的光做双缝干涉实验,把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在,如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片.这些照片说明( )A.光只有粒子性没有波动性B.光只有波动性没有粒子性C.少量光子的运动显示波动性,大量光子的运动显示粒子性D.少量光子的运动显示粒子性,大量光子的运动显示波动性答案 D解析:少量光子落在胶片上,落点位置不确定,说明少量光子的运动显示粒子性,大量光子落在胶片上,出现了干涉条纹,呈现出波动性规律,说明大量光子的运动显示波动性,但不能说光只具有粒子性或只具有波动性,故只有选项D正确.5、关于物质的波粒二象性,下列说法中正确的是( )A.不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性B.运动的微观粒子与光子一样,当它们通过一个小孔时,都没有特定的运动轨道C.波动性和粒子性,在宏观现象中是矛盾的、对立的,但在微观高速运动的现象中是统一的D.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性E.宏观运动的物体没有波动性答案 ABC解析:波粒二象性是微观世界具有的特殊规律,大量粒子运动的规律表现出波动性,而单个粒子的运动表现出粒子性.而宏观物体的德布罗意波的波长太小,实际很难观察到波动性,不是不具有波粒二象性.选项A、B、C正确.6、下列说法不正确的是（）A.光电效应和康普顿效应深入地解释了光的粒子性的一面B.光的干涉和衍射现象是光具有波动性的有力证据C.继电子的波动性被证实之后，科学家陆续证实了质子、中子、原子、分子等的波动性D.电子的德布罗意波长不可能比可见光的波长短答案 D7、下列四个实验示意图中，能揭示光的粒子性的是（）答案 B8、白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖．假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比( )A．频率变大B．速度变小C．光子能量变大 D．波长变长答案 D解析：光子与自由电子碰撞时，遵守动量守恒和能量守恒，自由电子碰撞前静止，碰撞后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小，故C错误；由λ＝、E＝hν可知光子频率变小，波长变长，故A错误，D正确；由于光子速度是不变的，故B错误．9、下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有( )答案 AB解析：选项A为康普顿效应，选项B为光电效应，康普顿效应和光电效应都深入揭示了光的粒子性；选项C为α粒子散射实验，未涉及光子，揭示了原子的核式结构；选项D为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续．10、麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中提出了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波．(1)一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图1所示，求该光波的频率．(2)图2表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC 界面上，a、b是其中的两条平行光线．光线a在玻璃砖中的光路已给出．画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数．答案(1)5×1014Hz(2)如图所示解析：设光在介质中的传播速度为v，波长为λ，频率为f，则f ＝①v ＝②联立①②式得f ＝③从波形图上读出波长λ＝4×10－7m，代入数据解得f＝5×1014Hz(2)光路如图所示11、下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）答案 C12、关于光的本性，下列说法正确的是（）（A）波长较长的光是波，波长较短的光是粒子（B）光有的时候是波，有的时候是粒子（C）光既具有波动性，同时又具有粒子性（D）光的干涉现象说明光具有波粒二象性答案 C13、对“光的波粒二象性”理解正确的是A．光既是一种波又是一种粒子B．光直线传播时表现为粒子性，发生衍射时表现为波动性C．个别光子是粒子，大量光子是波D．在光的干涉条纹中，明条纹是光子能够到达的地方，暗条纹是光子不能到达的地方答案 B14、人们对“光的本性”的认识，经历了漫长的发展过程．下列符合物理学史实的是（）（A）牛顿提出光是一种高速粒子流，并能解释一切光的现象（B）惠更斯认为光是机械波，并能解释一切光的现象（C）为了解释光电效应，爱因斯坦提出了光子说（D）为了说明光的本性，麦克斯韦提出了光的波粒二象性答案 C15、对于光的波粒二象性的说法中，正确的是A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子和电子是同种粒子，光波和机械波是同种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用形成的D．光子说中光子的能量E=hν表明光子具有波的特征答案 D16、近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )A．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C．大量光子表现光具有粒子性D．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性答案 D17、对光的认识，以下说法错误的是（）A 个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现出波动性B 光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C 光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D 光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显，答案 C18、人们对光本性的正确认识是（）（A）光是一种可见的高速运动微粒（B）光是波长极短的射线（C）光是一种电磁波（D）光子不具有波动性答案 C19、康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．右图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子：（）A．可能沿1方向，且波长变小B．可能沿2方向，且波长变小C．可能沿1方向，且波长变长D．可能沿3方向，且波长变长答案 C20、用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则（）(A)图像(a)表明光具有粒子性(B)图像(c)表明光具有波动性(C)用紫外光观察不到类似的图像(D)实验表明光是一种概率波答案 AB D21、对光的波粒二象性的理解，正确的是（）（A）凡是光的现象，都可用光的波动性去解释，也可用光的粒子性去解释（B）波粒二象性就是微粒说与波动说的统一（C）一切粒子的运动都具有波粒二象性（D）大量光子往往表现出波动性，少量光子往往表现出粒子性答案 CD22、光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转换成水的内能．如图K50－3所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成内能，这种镀膜技术的物理依据是( )A．光的直线传播 B．光的粒子性C．光的干涉 D．光的衍射答案 C [解析] 真空玻璃管上镀膜技术是利用薄膜干涉原理来增强透射光的，这种镀膜技术的物理依据是使薄膜厚度等于光在薄膜介质中波长的，入射光经薄膜的前后表面反射后发生光的干涉，选项C正确。

2020年高考物理专题复习：光电效应波粒二象性含解析

[课时作业]单独成册方便使用一、单项选择题1．下列有关光的波粒二象性的说法中正确的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，有些行为(如光电效应)表现出粒子性，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，A、B错误；光的波粒二象性表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著，C正确，D错误．答案：C2．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是() A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间解析：某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关．不能发生光电效应，说明入射光的频率小于金属的极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，X射线的频率比紫外线频率高，所以本题答案为B.答案：B3．关于光电效应，下列说法正确的是()A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多解析：逸出功W＝hν0，W∝ν0，A正确；只有照射光的频率ν大于金属极限频率ν，才能产生光电效应现象，B 错误；某金属的逸出功只与该金属的极限频率有关，与从金属表面逸出的光电子的最大初动能无关，C 错误；光强E ＝nhν，ν越大，E 一定，则光子数n 越小，单位时间内逸出的光电子数就越少，D 错误．答案：A4．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km .改为频率为2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h 为普朗克常量)( )A ．E km －hνB ．2E kmC ．E km ＋hνD ．E km ＋2hν解析：根据爱因斯坦光电效应方程得E km ＝hν－W ，若入射光频率变为2ν，则E km ′＝h ·2ν－W ＝2hν－(hν－E km )＝hν＋E km ，故选C.答案：C5．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k -ν图像．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k -ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是( )解析：依据光电效应方程E k ＝hν－W 可知，E k ν图线的斜率代表普朗克常量h ，因此钨和锌的E k -ν图线应该平行．图线的横轴截距代表截止频率ν0，而ν0＝W h ，因此钨的截止频率小些，综上所述，A图正确．答案：A二、多项选择题6．波粒二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。

高考物理二轮复习练：波粒二象性近代物理

高考物理：波粒二象性近代物理二轮题有答案一、选择题。

1、14C 是碳元素的一种具有放射性的同位素，其半衰期约为5 700年．在某次研究中，测得考古样品中14C 的含量大约是鲜活生命体中14C 含量的18，则样品生活的年代约是( )A ．11 400年前B ．17 100年前C ．22 800年前D ．45 600年前2、下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（）A. 一束传播的光,有的光是波,有的光是粒子B. 光子与电子是同一种粒子,光波与机械波是同样一种波C. 光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的D. 光是一种波,同时也是一种粒子,光子说并未否定波动说,在光子的能量中,频率v 表示的仍是波的特性3、（多选）4、关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是（）A. 光的波长越短,光子的能量越大,光的粒子性越明显B. 不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性C. 光电效应现象揭示了光的粒子性D. 实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性5、（多选）在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大动能E k 与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图线可求出（）A ．该金属的极限频率和极限波长B ．普朗克常量C ．该金属的逸出功D ．单位时间逸出的光电子数 6、如图甲所示，密闭在钢瓶中的理想气体，从分子动理论的角度分析，该气体在温度分别为T 1、T 2时的分子速率分布图象；如图乙，研究黑体辐射的实验规图律，上面图象对应温度为T 3，下面的图象对应的温度为T 4，则A ．12T T ，34T T >B ．12T T <，34T T >C ．12T T ，34T T <D ．12T T <，34T T <7、关于对黑体的认识,下列说法正确的是( )A.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关,与材料的种类及表面状况无关D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收,最终不能从小孔射出,这个空腔就成了一个黑体8、有两个质量为m 的均处于基态的氢原子A 、B ，A 静止，B 以速度v 0与它发生碰撞。

2024高考物理波粒二象性练习题及答案精选

2024高考物理波粒二象性练习题及答案精选一、单项选择题1. 假设电子的质量为m，速度为v，动量为p，则根据量子力学理论，对于电子的波动性来说，下面哪个式子是正确的？A. p = mvB. λ = h/mvC. E = hνD. E = mc²答案：B2. 一束光通过一个狭缝后形成的衍射图样中，可观察到明暗相间的条纹，这表明光的波动性。

下列哪个现象正好能够验证光的波动性？A. 光与物质之间的相互作用B. 光的反射和折射C. 光的干涉和衍射D. 光的吸收和发射答案：C3. 下列哪一组粒子中，具有波动性的只有：A. 电子、质子B. 电子、中子C. 电子、光子D. 质子、中子答案：C4. 在双缝干涉实验中，缝宽减小，其他条件不变，干涉条纹的间距会：A. 变大B. 变小C. 不变D. 消失答案：B5. 下列哪个实验表明了电子具有波动性？A. 干涉实验B. 衍射实验C. 碰撞实验D. 反射实验答案：B二、解答题1. 有一束波长为500 nm的光，通过一条缝宽为0.2 mm的狭缝后，发生衍射。

求在屏幕上相邻两个最亮条纹之间的距离。

解：根据夫琅禾费衍射公式，屏幕上相邻两个最亮条纹的间距d可以计算为：d = λL / a其中，λ为光的波长，L为狭缝到屏幕的距离，a为狭缝的宽度。

代入已知数据，可以得到：d = (500 nm) × (0.2 mm) / (500 nm) ≈ 0.2 mm答案：0.2 mm2. 一个电子的动能是E，根据德布罗意波动关系，求它的波长。

解：根据德布罗意波动关系，物质的波长λ可以计算为：λ = h / p其中，h为普朗克常量，p为电子的动量。

由动能公式E = mv²/2可知，电子的动量p可以计算为：p = √(2mE)其中，m为电子的质量，E为电子的动能。

代入已知数据，可以得到：p = √(2 × m × E)λ = h / √(2 × m × E)答案：λ = h / √(2 × m × E)3. 具有波长为100 pm的电子束通过一个缝宽为1 μm的狭缝，形成衍射图样。

高考物理近代物理知识点之波粒二象性专项训练及答案

高考物理近代物理知识点之波粒二象性专项训练及答案一、选择题1．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是 ( )A．黑体辐射规律可用光的波动性解释B．光电效应现象揭示了光的波动性C．电子束射到晶体上产生衍射图样说明电子具有波动性D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等2．用如图的装置研究光电效应现象，当用能量为3.0eV的光子照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA，移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0，则（）A．电键K断开后，没有电流流过电流表GB．所有光电子的初动能为0.7eVC．光电管阴极的逸出功为2.3eVD．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小3．下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c和入射光的频率ν的几组数据．U c/V0.5410.6370.7140.809 0.878ν/1014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501由以上数据应用Execl描点连线，可得直线方程，如图所示．则这种金属的截止频率约为A．3.5×1014Hz B．4.3×1014Hz C．5.5×1014Hz D．6.0×1014Hz4．在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能E k与入射光频率v 的关系如图所示，则A．两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等B．若增大入射光频率v，则所需的遏止电压U c随之增大C．若某一频率的光可以使甲金属发生光电效应，则一定也能使乙金属发生光电效应D．若增加入射光的强度，不改变入射光频率v，则光电子的最大初动能将增大5．利用金属晶格（大小约10-10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m、电量为e、初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是 ( ) A．该实验说明电子具有波动性λ=B．实验中电子束的德布罗意波长为2meUC．加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显D．若用相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加明显6．用如图甲所示的装置研究光电效应现象.用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是()A ．普朗克常量为h ＝b aB ．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大C ．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G 的示数保持不变D ．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G 的示数增大7．如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a 光，从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b 光，a 、b 光照射到逸出功为2. 29eV 的金属钠表面均可产生光电效应，则（）A ．a 光的频率小于b 光的频率B ．a 光的波长大于b 光的波长C ．a 光照射所产生的光电子最大初动能0.57k E eV =D ．b 光照射所产生的光电子最大初动能0.34kE eV =8．如图所示是光电管的使用原理图。

高考物理二轮选择题专练——光的波粒二象性练习题(共30题,有答案)

高考物理二轮选择题专练——光的波粒二象性练习题（共30题，有答案）1．2019年10月31日，重庆半导体光电科技产业同正式开工建设，标志着我国对光电效应的研究转型为自主研发，下列有关光电效应的说法正确的是（）A.某种单色光照射到金属表面时，只要光足够强就能发生光电效应，与频率无关B.任何金属都存在截止频率，入射光的频率必须大于该金属的截止频率时才能发生光电效应C.若某单色光照在金属表面已发生光电效应，不改变光强的条件下增大入射光的频率，形成的饱和光电流将随之增大D.发生光电效应时，入射光的频率越大，要使具有最大初动能的光电子的动能减为零所需反向电压就越小2．硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似：当光照射硅光电池，回路里就会产生电流。

关于光电效应，下列说法正确的是（）A.任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流B.只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D.超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大3．光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。

在高于某特定频率的电磁波照射下，某些金属内部的电子会被光子激发出来而形成光电子。

下列关于光电效应的说法正确的是（）A.光电效应是原子核吸收光子后向外释放电子的现象B.光电子的最大初动能Ek与入射光的强度无关C.相同强度的黄光和绿光照射同种金属材料时相同时间内逸出的光电子数相等D.入射光的频率为原来的一半时，逸出的光电子数一定减半4．某同学研究光电效应的实验电路如图所示，用不同的光分别照射密封管真空管的钠阴极（阴极K），钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（为甲光.乙光.丙光），如图所示，则以下说法正确的是（）A.甲光的强度小于乙光的强度B.乙光的频率小于丙光的频率C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初速度大于乙光的光电子的最大初动能5．光电效应实验的装置如图所示，用A.B两种不同频率的单色光分别照射锌板，A光能使验电器的指针发生偏转，B光则不能使验电器的指针发生偏转，下列说法正确的是（）A.照射光A光的频率小于照射光B光的频率B.增大照射光A的强度，验电器指针张角将变小C.使验电器指针发生偏转的是正电荷D.若A光是氢原子从n＝5能级向n＝1能级跃迁时产生的，则B光可能是氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时产生的6．用光子能量为5.0eV的一束光照射阴极P，如图，当电键K断开时。

高考物理近代物理知识点之波粒二象性单元检测附答案(7)

高考物理近代物理知识点之波粒二象性单元检测附答案(7)一、选择题1．下面关于光的波粒二象性的说法中，不正确的说法是 ( )A．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B．频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著C．光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性D．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性2．在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到了甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线．下列判断正确的是（）A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长小于丙光的波长C．乙光的强度低于甲光的强度D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能3．关于康普顿效应下列说法中正确的是（）A．石墨对X射线散射时，部分射线的波长变长短B．康普顿效应仅出现在石墨对X射线的散射中C．康普顿效应证明了光的波动性D．光子具有动量4．用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁释放的光子，照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应。

已知氢原子处在n=1、2、3、4能级时的能量分别为E1、E2、E3、E4，能级图如图所示。

普朗克常量为h，则下列判断正确的是（）A．这些氢原子共发出8种不同频率的光子B．氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级释放光子，氢原子核外电子的动能减小C．能使金属发生光电效应的两种光子的能量分别为E4﹣E3、E4﹣E2D．金属的逸出功W0一定满足关系：E2﹣E1＜W0＜E3﹣E15．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知A ．该金属的截止频率为4.27⨯1014 HzB ．该金属的截止频率为5.5⨯1014 HzC ．该图线的斜率没有实际意义D ．该金属的逸出功为0.5 eV6．实验得到金属钙的光电子的最大初动能max K E 与入射光频率ν的关系如图所示。

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