高考物理新近代物理知识点之波粒二象性知识点总复习含答案

高考物理新近代物理知识点之波粒二象性知识点总复习含答案
一、选择题
1．光电效应实验中，下列表述正确的是 ( )
A．光照时间越长，则光电流越大
B．入射光足够强就可以有光电流
C．遏止电压与入射光的频率无关
D．入射光频率大于极限频率时一定能产生光电子
2．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
3．如图所示为光电管的示意图，光照时两极间可产生的最大电压为0.5V。

若光的波长约为6×10－7m，普朗克常量为h，光在真空中的传播速度为c，取hc=2×10－25J·m，电子的电荷量为1.6×10－19C，则下列判断正确的是
A．该光电管K极的逸出功大约为2.53×10－19J
B．当光照强度增大时，极板间的电压会增大
C．当光照强度增大时，光电管的逸出功会减小
D．若改用频率更大、强度很弱的光照射时，两极板间的最大电压可能会减小
4．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 a
B．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
5．关于光电效应，下列说法正确的是
A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B．光的频率一定时，入射光越强，饱和电流越大
C．光的频率一定时，入射光越强，遏止电压越大
D．光子能量与光的速度成正比
6．用不同频率的光分别照射钨(W)和锌(Zn),产生光电效应,根据实验可画出光电子的
-图线.已知钨的逸出功是4.54eV,锌的逸出功最大初动能k E随入射光频率v变化的k E v
-坐标系中,则正确的图是（）
为4.62eV,若将二者的图线画在同一个k E v
A．B．
C．
D．
7．下列说法中正确的是
A．根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越小
B．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子绕核运动的动能减小，原子的电势能减小
C．一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n=3激发态后，能发射出3种频率的光子
D．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子
8．分别用波长为和的单色光照射同一金属板发出的光电子的最大初动能之比为，以表示普朗克常量，表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（）A．B．C．D．
9．19世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使得光电效应现象得以完美解释，关于光电效应下列说法正确的是
A．在光电效应实验中，入射光足够强就可以发生光电效应
B．在光电效应实验中，入射光照射时间足够长就可以发生光电效应
C．若某金属的逸出功为，该金属的截止频率为
D ．保持入射光强度不变，增大入射光频率，金属在单位时间内逸出的光电子数将增大 10．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a 、b 、c ，频率，让这三种光照射逸出
功为10.2eV 的某金属表面，则（ ）
A ．照射氢原子的光子能量为12.75eV
B ．从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出的光频率为
C ．逸出的光电子的最大初动能为1.89eV
D ．光a 、b 、c 均能使金属发生光电效应
11．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 12．下列说法正确的是( )
A ．只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应
B ．一群氢原子从4n =能级跃迁到基态时，能发出6种频率的光子
C ．比结合能越大，原子核越不稳定
D ．核反应
238234
492
902U Th He →+为重核裂变
13．用一束单色光照射A 、B 两种金属，若照射A 得到光电子的最大初动能比照射B 得到光电子的最大初动能大．则
A ．若增大光照强度，则光电子的最大初动能增大
B ．金属A 的逸出功比金属B 逸出功大
C ．金属A 的截止频率比金属B 的截止频率低
D ．得到的光电子在真空中运动的速度为光速
14．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），如图所示。

则可判断出（ ）
A．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
15．如图所示，一束光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。

下列判断不正确的是
A．a光的频率小于b光的频率
B．a光光子能量小于b光光子能量
C．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
D．a光在玻璃砖中的速度大于b光在玻璃砖中的速度
16．氢原子能级关系如图，下列是有关氢原子跃迁的说法，正确的是
A．大量处于n=3能级的氢原子，跃迁时能辐射出2种频率的光子
B．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子照射逸出功为4.54eV的金属钨能发生光电效应
C．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到n=2能级
D．氢原子从n=3能级向基态跃迁时，辐射出的光子能量为1.51eV
17．如图，用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，则（）
A．电源右端应为正极B．流过电流表G的电流大小取决于照射光的频率
C．流过电流表G的电流方向是a流向b D．普朗克解释了光电效应并提出光子能量E=hν
18．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．若仅增大光照强度，电路中光电流一定增大
B．若仅将电源极性反接，电路中一定没有光电流
C．若仅换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流
D．若仅将电路中滑动变阻器的滑片向右滑动，电路中光电流一定增大
19．如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能与入射光频率v的关系图象，由图象可知，下列不正确的是( )
A．图线的斜率表示普朗克常量h
B．该金属的逸出功等于E
C．该金属的逸出功等于
D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为2E
20．如图，当电键S断开时，用光子能量为3.1eV的一束光照射阴极K，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0.60eV时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60eV时，电流表读数为零。

由此可知阴极材料的逸出功为（）
A ．2.5eV
B ．0.60eV
C ．1.9eV
D ．3.1eV
21．用a ．b ．c ．d 表示4种单色光，若①a．b 从同种玻璃射向空气，a 的临界角小于b 的临界角；②用b ．c 和d 在相同条件下分别做双缝干涉实验，c 的条纹间距最大；③用b ．d 照射某金属表面，只有b 能使其发射电子．则可推断a ．b ．c ．d 分别可能是( ) A ．紫光．蓝光．红光．橙光 B ．蓝光．紫光．红光．橙光 C ．紫光．蓝光．橙光．红光
D ．紫光．橙光．红光．蓝光
22．关于近代物理，下列说法错误．．
的是 （ ） A ．轻核聚变反应方程234
112H H He X +→+中，X 表示电子
B ．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构
C ．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大
D ．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n = 3激发态后，可能发射2种频率的光子 23．下列说法正确的是（ ）
A ．任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关
B ．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波
C ．单个光子通过单缝后，底片上就会出现完整的衍射图样
D ．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏
24．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，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 ．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性
C ．光只有波动性没有粒子性
D ．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性
25．光子有能量，也有动量，它也遵守有关动量的规律．如图所示，真空中有一“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′ 在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片．当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于此装置开始时转动情况（俯视）下列说法中正确的是
A ．逆时针方向转动
B ．顺时针方向转动
C ．都有可能
D ．不会转动
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题 1．D 解析：D 【解析】 【详解】
A ．光电流的大小=
ne
I t
与光照时间无光，与光的强度有关；故A 错误。

B ．发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，入射光足够强，但频率不够是不能发生光电效应；故B 错误。

C ．根据光电效应方程
0km E h W ν=-
对光电子的减速由动能定理：
0C km eU E -=-
联立可得：
0C eU h W ν=-
知遏止电压与入射光的频率有关，与强度无关；故C 错误。

D ．发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率；故D 正确。

故选D 。

2．A
解析：A 【解析】 【详解】
A ．逸出功W 0=hνc ，W 0∝νc ，νc 为截止频率，A 正确；
B ．只有照射光的频率ν大于等于金属截止频率νc ，才能产生光电效应现象，B 错；
C ．由光电效应方程E k =hν-W 0知，因ν不确定时，无法确定E k 与W 0的关系，C 错；
D ．光强一定时，频率越高，则光子数越少，单位时间内逸出的光电子数就越少，D 错． 【点睛】
解决本题关键掌握光电效应的条件和规律．知道光电流的大小在发生光电效应的前提下，
与入射光的强度有关．
3．A
解析：A 【解析】 【分析】
据光电效应方程知，E km =hv-W 0，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光强无关，结合光电效应的规律解答. 【详解】
该光电管K 极的逸出功大约为
251919
7
2100.5 1.610 2.5310610
hc
W Ue J J J λ⨯=-=-⨯⨯=⨯⨯－－－－，选项A 正确；当光照强度增大时，极板间的电压不变，选项B 错误；光电管的逸出功由材料本身决定，与光照强度无关，选项C 错误；在光电效应中，根据光电效应方程知，E km =hv-W 0，改用频率更大的光照射，光电子的最大初动能变大，两极板间的最大电压变大，故D 错误；故选A 。

4．A
解析：A 【解析】 【详解】
A ．根据0Km E h W ν=-可得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功等于b ．当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为0a ν=，那么普朗克常量为
b
h a
=
，故A 正确； B ．根据光电效应方程可以知道，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关，故B 错误；
CD ．若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小，那么电流表G 的示数会减小，故CD 错误．
5．B
解析：B 【解析】 【详解】
A ．根据光电效应方程，得知光电子的最大初动能与入射光的频率、金属的
逸出功都有关，与入射光的强度无关,。

但是最大初动能不与入射光的频率成正比。

所以A
错误。

B ．而如果光的频率一定，入射光越强，则饱和光电流越大。

所以B 正确。

C ．又根据知遏止电压与光的频率有光，与光的强度无关。

所以C 错。

D ．光子的能量为
所以光子的能量与光的频率成正比。

所以D 错误。

6．A
解析：A
【解析】 【详解】
由光电效应方程知，对金属钨 4.54K E h ν=-，对金属锌 4.62K E h ν=-，所以图象的斜率相同，图线应平行．又有W h ν=逸极，则图线与横轴的截距点越大，金属锌的极限频率越大，A 正确．
7．A
解析：A 【解析】 【详解】
A.根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越短能量越大，光的波长越大，光子的能量越小；故A 正确.
B.氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，原子的电势能减小，根据库仑力提供向心力可知：，则电子绕核运动的动
能增大；故B 错误.
C.一群基态的氢原子吸收光子跃迁到n =3激发态后，最多发射出三种频率的光子，一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n =3激发态后，最多发射出两种频率的光子；故C 错误.
D.β衰变的实质是原子核内的中子转化为质子而同时释放出电子，该电子并不是原子核中的电子；故D 错误.
8．B
解析：B 【解析】 【详解】
ABCD 、光子能量为:
①
根据爱因斯坦光电效应方程可以知道光电子的最大初动能为: ②
根据题意:
③
联立①②③可得逸出
,故B 正确；ACD 错误；
9．C
解析：C 【解析】 【详解】
AB.当入射光的频率大于极限频率时，才会发生光电效应，与入射光强弱以及光照时间均无关，故AB 错误；
C.某金属的逸出功为W 0，根据W 0=hv 0，则有该金属的截止频率为
，故C 正确；
D.保持入射光强度不变，增大入射光频率，那么单位时间射到金属表面的光子数的数目减小，则在单位时间内逸出的光电子数将减小，故D 错误；
10．C
解析：C 【解析】 【详解】 根据公式
，
可知n =3，因此受到激发后的氢原子处于第n =3能级；
A ．根据氢原子由n =3跃迁到n =1产生的光子能量与从n =1跃迁到n =3所吸收的光子能量相等可知，照射氢原子的光子能量为：
，
A 错误；
B ．频率大小关系为，从n =3跃迁到n =2辐射出的能量最小，即其对应的光频
率为，B 错误；
C ．氢原子由n =2向n =1能级跃迁时辐射的光子能量为
，
而由n =3跃迁到n =1产生的光的能量12.09eV ，依据光电效应方程，逸出的光电子的最大初动能为
，
C 正确；
D ．氢原子由n =3跃迁到n =2能级时，辐射的光子能量为
，
所以不能使逸出功为10.2eV 的金属能发生光电效应，D 错误．
11．C
解析：C 【解析】 【详解】
黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释，但不能用光的波动性解释，A 错误；光电效应表明光具有一定的能量，能说明光具有粒子性，B 错误；电子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，C 正确；动能相等的质子和电子，它们的动量：2k P mE =
质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与质子的动量是不同的，根据德布罗意波波长公式hc
p
λ=
可知它们的德布罗意波长不相等，故D 错误． 12．B
解析：B 【解析】 【分析】
根据光电效应发生条件：入射光的频率大于极限频率，即可判定；一群处于n 3=能级激发态的氢原子，根据2
n C ，即可求解；比结合能越大，原子核越稳定；根据重核裂变与衰变的区别，从而求解.
【详解】
A 、只要光照射的频率大于极限频率时，才能产生光电效应，与光照时间无关，故A 错误；
B 、一群处于n 4=能级激发态的氢原子，根据24
C 6=，可知，自发跃迁时能发出6种不同频率的光，故B 正确；
C 、比结合能越大，原子核越稳定；故C 错误；
D 、核反应
238234492902U Th He →+为衰变．故D 错误；
故选B.
【点睛】
本题要求能掌握衰变的实质，知道光电效应的条件，明确衰变是来自于原子核内部的反应而产生的，并能区分裂变反应与聚变反应的不同． 13．C
解析：C
【解析】
【详解】
A 、根据光电效应方程0km E hv W hv hv =-=-和照射A 得到光电子的最大初动能比照射
B 得到光电子的最大初动能大，可知金属A 的逸出功比金属B 的逸出功小，金属A 的截止频率比金属B 的截止频率低，增大光照强度，单色光的频率不变，则光子的最大初动能不变，得到的光电子在真空中的速度小于光速，故
C 正确，AB
D 错误．
14．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．根据
212
m eU mv h W ν==-截 入射光的频率越高，对应的截止电压U 截越大。

甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A 错误；
B ．丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以乙光的频率小于丙光的频率，乙光的波长大于丙光的波长，故B 正确；
C ．同一金属，截止频率是相同的，故C 错误；
D ．甲光的截止电压小于丙光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能。

故D 错误。

15．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．b光的偏折程度比a大，则b的折射率大，故b的频率较大，A说法正确，故A不符合题意。

B．根据=h
εν可知，b光的频率大于a光，故b光光子能量较大，B说法正确，故B不符合题意。

C．因为b光的偏折程度大于a光，所以玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率。

C说法不正确，故C符合题意。

D．根据公式
c
v
n
=可知，a的折射率小，所以a光在玻璃砖中的速度大于b光在玻璃砖中
的速度，故D说法正确，故D不符合题意。

故选C。

16．B
解析：B
【解析】
【详解】
A．大量处于n=3能级的氢原子，跃迁时能辐射出2
33
C=种频率的光子，选项A错误；B．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量为E=E2-E1=10.2eV，则照射逸出功为4.54eV的金属钨能发生光电效应，选项B正确；
C．因10.3eV不等于基态与n=2能级的能级差，则用能量为10.3eV的光子照射，不能使处于基态的氢原子跃迁到n=2能级，选项C错误；
D．氢原子从n=3能级向基态跃迁时，辐射出的光子能量为E′=E3-E1=(-1.51)-(-
13.6)=12.09eV，选项D错误；
故选B。

17．C
解析：C
【解析】
【详解】
AC．发生光电效应时，电子从光电管右端运动到左端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流表G的电流方向是a流向b，所以电源左端可能为正极．故A错误，C正确；
B．流过电流表G的电流大小取决于照射光的强度，与光的频率无关；能否产生光电效应，是看入射光的频率．故B错误；
D．爱因斯坦解释了光电效应并提出光子能量E=hν，故D错误；
【点睛】
当发生光电效应时，若要使电路中有电流，则需要加一个正向的电压，或反向的电压比较小，使电阻能够达到负极。

通过电子的流向判断出电流的方向。

流过电流表G的电流大小取决于照射光的强度。

18．A
解析：A
【解析】
【详解】
A．图中光电管加的是正向电压，若仅增大光照强度，电路中光电流一定增大，故A正确。

B．若将电源极性反接，其电压值小于截止电压时仍有电流，故B错误。

C．由题意，入射光的波长为λ0时，能发生光电效应，若换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，入射光的频率减小，仍然可能发生光电效应，电路中可能有光电流，故C错误。

D．若仅将电路中滑动变阻器的滑片向右滑动，光电管两端电压增大，如果已经达到饱和光电流，则光电流不会增大，故D错误。

故选A。

19．D
解析：D
【解析】
【详解】
（1）根据光电效应方程，知图线的斜率表示普朗克常量，故A正确；（2）根据光电效应方程，当时，，由图象知纵轴截距，所以，即该金属的逸出功，故B正确；
（3）图线与横轴交点的横坐标是，该金属的逸出功，故C正确；
（4）当入射光的频率为时，根据光电效应方程可知，，故D错误。

故本题正确答案选D。

【点睛】
根据光电效应方程，结合图线的纵轴截距求出金属的逸出功，结合横轴截距得出金属的极限频率，从而得出逸出功．根据光电效应方程求出入射光的频率变化时的光电子的最大初动能。

20．A
解析：A
【解析】
【分析】
根据题意光电子的初动能为0.6eV k E =，根据爱因斯坦光电方程有
0k E h W ν=-
可知阴极材料的逸出功0 2.5eV W =，故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

21．A
解析：A
【解析】
【详解】
根据临界角C 、折射率1sin n C
=，由①a 的临界角小于b 的临界角，可知n a ＞n b ，根据色散规律可知a 的频率大于b 即γa ＞γb ；根据双缝干涉条纹间距L x d λ∆=
，由②c 的条纹间距最大可知b 、c 和d 中c 的波长最长，故c 的频率最小；每种金属都有对应的最小入射光频率，入射光频率越大、光电效应越容易发生，由③可知b 和d 中b 的频率较大即γb ＞γd ，综合上述可知a 、b 、c 、d 的频率从大到小依次为abdc ，故A 正确．
22．A
解析：A
【解析】
轻核聚变反应方程234112H+H He+X →中，X 的质量数为2341m =+-=，电荷数
1120z =+-=，可知X 表示中子，A 错误；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，B 正确；分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，由于紫色光的频率大，由：0km E h W γ=-可知，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大，C 正确；基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n=3激发态后，当该原子向地能级跃迁时，可能的途径是：n=3→n=1→n=1，所以可能发射2种频率的光子，D 正确．
23．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关，故A 错误；
B ．能完全吸收入射的各种波长的电磁波的理想物体叫做黑体，故B 正确；
C ．单个光子通过单缝后，要经过足够长的时间，底片会出现完整的衍射图样，故C 错误；
D ．光子通过单缝后，体现的是粒子性，故D 错误。

故选B 。

24．B
【解析】
【分析】
【详解】
由于光的传播不是连续的而是一份一份的，每一份就是一个光子，所以每次通过狭缝只有一个光子，当一个光子到达某一位置时该位置感光而留下痕迹，由于单个光子表现粒子性，即每一个光子所到达的区域是不确定的，但是大量光子表现出波动性，所以长时间曝光后最终形成了图3中明暗相间的条纹，故该实验说明了光具有波粒二象性，故ACD错误，B正确；故选B．
【点睛】
熟悉了课本的基本知识即可顺利解出此题，故要多读教材，加强对基础知识的积累．25．A
解析：A
【解析】
【详解】
白纸反射各种色光，故用平行白光垂直照射白纸片时光子会被反弹回去，而黑纸面会吸收各种色光，即光子与黑纸片碰撞后具有相同的速度方向，结合动量守恒知光子与白纸片碰撞后，白纸片会获得较大速度，故此装置会逆时针方向转动（俯视）．
故ACD选项错误，B正确．。