高考物理近代物理知识点之波粒二象性经典测试题及答案解析(2)

高考物理近代物理知识点之波粒二象性经典测试题及答案解析(2)一、选择题1．一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),该粒子的德布罗意波长为 ( )A ．h2mqUB ．h 2mqUC ．h2mqU 2mqUD ．mqU2．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，下列说法正确的是（ ） A ．钾的逸出功大于钙的逸出功B ．钙逸出的电子的最大初动能大于钾逸出的电子的最大初动能C ．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波长D ．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动量 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．下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有( )①X 射线被石墨散射后部分波长增大②锌板被紫外线照射时有电子逸出但被可见光照射时没有电子逸出 ③轰击金箔的α粒子中有少数运动方向发生较大偏转 ④氢原子发射的光经三棱镜分光后，呈现线状光谱 A ．①②B ．①②③C ．②③D ．②③④5．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238234492902U Th He →+为重核裂变6．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。

下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功,参照下表可以确定的是( ) 金属钨钙钠截止频率0/Z H ν10.95 7.73 5.53逸出功A B4.54 3.20 2.29A ．如用金属钨做实验得到的max K E ν-图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大B ．如用金属钠做实验得到的max K E ν-图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大C ．如用金属钠做实验得到的max K E ν-图线也是一条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为20-K E （，）,则21K K E E <D ．如用金属钨做实验,当入射光的频率1νν<时,可能会有光电子逸出 7．如图是 a 、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则A ．从同种介质射入真空发生全反射是 b 光临界角大B ．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比 b 光的大C ．照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流大D ．若两光均由氢原子能级跃迁发生，产生 a 光的能级能量差小8．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最大初动能k E 随入射光频率v 变化的k E v -图线.已知钨的逸出功是4.54eV ,锌的逸出功为4.62eV ,若将二者的图线画在同一个k E v -坐标系中,则正确的图是（）A ．B ．C ．D ．9．某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象。

当用某单色光照射光电管的阴极K 时，会发生光电效应现象。

闭合开关S ，在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U 称为遏止电压。

现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U 1和U 2，设电子质量为m 、电荷量为e ，则下列说法中正确的是A ．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v 1eUm= B ．阴极K 金属的逸出功W 0=eU C ．阴极K 金属的极限频率112212U v U v v U U -=-D ．普朗克常量()1212e U U h v v -=-10．如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转。

则以下说法正确的是A ．将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大B ．将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零C ．将K 极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大D．如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数11．利用金属晶格（大小约10-9 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粒子性B．实验中电子束的德布罗意波的波长为C．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，衍射现象将不明显12．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时（）A．金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．若仅减弱照射光的强度，则可能不再有光电子飞出13．19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14．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15．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16．入射光照射到金属表面上发生了光电效应，若入射光的强度减弱，但频率保持不变，那么以下说法正确的是（）A．单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少B．从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔明显增加C．逸出的光电子的最大初动能减小D．有可能不再产生光电效应17．用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。

而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G 的指针不发生偏转，那么（）A．a光的频率一定小于b光的频率B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大18．下列说法正确的是（）A．普朗克为了解释黑体辐射的实验结果而提出了光子说B．康普顿效应说明光子不仅有能量还具有动量C．是聚变反应D．据波尔理论可知氢原子从高能级从低能级跃迁时，电子的动能减小，电势能增大19．如图为氢原子的能级示意图，大量处于激发态（n＝4）的氢原子，当向低能级跃迁过程中辐射出N种不同频率的光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠，下列说法正确的是（）A．N＝5B．其中从n＝4跃迁到n＝3所发出的光子频率最高C．N种频率的光子中，共有4种光子能使金属钠发生光电效应D．金属钠表面逸出的光电子最大初动能为11.31eV20．如图所示为氢原子的能级示意图，则关于氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征，下列说法中正确的是（）A．一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出5种不同频率的光子B．一群处于n＝3能级的氢原子吸收能量为0.9eV的光子可以跃迁到n＝4能级C．处于基态的氢原子吸收能量为13.8eV的光子可以发生电离D．若氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照在某种金属表面上能发生光电效应，则从n＝5能级跃迁到n＝2能级辐射出的光也一定能使该金属发生光电效应21．图甲为氢原子部分能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光。

用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K，已知阴极K为金属钨，其逸出功为4.54eV，则（）A．能使金属钨发生光电效应的光有6种B．逸出光电子的最大初动能为8.21eVC．若将滑动变阻器的滑片右移，电路中的光电流一定增大D．如果将电源正、负极反接，电路中不可能有光电流产生22．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=hν23．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5.0 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24．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子极短时间内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，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意如图．用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为v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k、A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为电子电量）A．U=hve-weB．U=2hve-weC．U=2hv-W D．U=5hv2e-we25．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【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．C 解析：C 【解析】加速后的速度为v ，根据动能定理可得212qU mv =，所以v =，由德布罗意波公式可得hpλ===C 正确．2．C解析：C 【解析】 【详解】（1）金属的逸出功与截止频率的关系：0W h ν=，由于钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz 和5.44×1014Hz ，钙的截止频率大，所以钙的逸出功大，故A 错误； （2）根据光电效应方程00km E h W h h ννν=-=-，钙的截止频率大，所以钙逸出的电子的最大初动能小于钾逸出的电子的最大初动能，故B 错误；（3）钙逸出的电子的最大初动能小于钾逸出的电子的最大初动能，根据p =知钾逸出的光电子具有较大的动量，根据德布罗意波公式hpλ=，可知钙逸出的光电子具有较大的波长，故C 正确，D 错误．故本题正确答案选C ．3．D解析：D【解析】在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据hPλ=，知波长增大，A 错误；普顿效应不仅出现在石墨对X 射线的散射中，故B 错误；康普顿效应揭示了光具有粒子性，进一步表明光子具有动量，故C 错误D 正确．4．A解析：A 【解析】 【分析】 【详解】①为康普顿散射，②为光电效应，康普顿散射和光电效应都深入揭示了光的粒子性； ③为α粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式结构模型．④为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续；故深入地揭示了光的粒子性一面的有①②，故选A. 【点睛】本题考查的知识点较多，在平时学习中要多注意积累一些特殊的光学现象，尤其是课本上涉及到的图片，更要认真理解现象的原理．5．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2n 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24C 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．6．C解析：C 【解析】 【分析】光电效应的特点：①金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关；②光电子的最大初动能E km 与入射光的强度无关；③光电子的最大初动能满足光电效应方程。