專題11 波粒二象性（解釋版）-備戰(zhàn)期末高二物理

試卷第=page22頁，共=sectionpages33頁專題11波粒二象性一、單選題1．（22-23高二下·黑龍江齊齊哈爾·期末）用綠光照射一光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，欲使光電子從陰極射出時(shí)的最大初動(dòng)能增大，應(yīng)（）A．改用紅光照射 B．增大綠光的強(qiáng)度C．增大光電管的加速電壓 D．改用紫光照射【答案】D【詳解】由光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，當(dāng)產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光的頻率越高，光電子的最大初動(dòng)能越大，與入射光的強(qiáng)度以及加速電壓無關(guān)。紅光的頻率比綠光的頻率小，紫外線的頻率比綠光的頻率大，因此改用紫光照射可以使光電子從陰極射出時(shí)的最大初動(dòng)能增大。故選D。2．（22-23高二下·廣東東莞·期末）膠片電影利用光電管把“聲音的照片”還原成聲音，如圖所示，在電影放映機(jī)中用頻率和強(qiáng)度不變的一極窄光束照射聲音軌道，在膠片移動(dòng)的過程中，通過聲音軌道后的光強(qiáng)隨之變化，光束射向內(nèi)表面涂有光電材料作為陰極的光電管后釋放出光電子，在電路中產(chǎn)生變化的電流，把聲音放大還原，則（）

A．任何頻率的光通過聲音軌道照射在光電管上都可以釋放出光電子B．單位時(shí)間光電管中產(chǎn)生光電子數(shù)目將隨膠片移動(dòng)發(fā)生變化C．光電管中產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能將隨膠片移動(dòng)發(fā)生變化D．由于吸收光子能量需要積累能量的時(shí)間，以致聲像有明顯不同步【答案】B【詳解】A．產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是照射光的頻率要大于光電材料的截止頻率。故A錯(cuò)誤；B．對于同種頻率的光，在發(fā)生光電效應(yīng)的情況下，照射光強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面的光子數(shù)越多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子越多，因而光電管中產(chǎn)生光電子數(shù)目將隨影片移動(dòng)發(fā)生變化。故B正確；C．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，而與膠片移動(dòng)無關(guān)。故C錯(cuò)誤；D．電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時(shí)間，光電流自然幾乎是瞬時(shí)產(chǎn)生的，即使聲像明顯不同步也不是其主要原因。故D錯(cuò)誤。故選B。3．（22-23高二下·陜西寶雞·期末）下列哪組現(xiàn)象能說明光具有粒子性（）A．光的干涉 B．光的偏振 C．泊松亮斑 D．康普頓效應(yīng)【答案】D【詳解】光的干涉、光的偏振說明光具有波動(dòng)性，而泊松亮斑即光的衍射現(xiàn)象，也說明光具有波動(dòng)性，康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性。故選D。4．（22-23高二下·山東威?！て谀┤鐖D所示為氫原子的能級(jí)圖，、、、分別為1、2、3、4能級(jí)上的能量，一個(gè)氫原子處于的激發(fā)態(tài)。已知光速為c，普朗克常量為h，下列說法正確的是（）

A．氫原子向低能級(jí)躍遷可發(fā)出3種頻率的光B．氫原子向低能級(jí)躍遷發(fā)出光的最大波長為C．氫原子吸收能量為的光子可躍遷到能級(jí)D．氫原子被能量為的電子碰撞可發(fā)生電離【答案】C【詳解】A．根據(jù)單個(gè)氫原子在不同能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的種數(shù)則可知，一個(gè)處于能級(jí)的氫原子躍遷時(shí)發(fā)出的光最多有2種，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知，光的頻率越小則波長越大，而根據(jù)可知，放出的能量越小則頻率越小，因此該氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)釋放的能量最小，則有解得故B錯(cuò)誤；C．氫原子若吸收光子進(jìn)行躍遷，則所吸收光子的能量必須等于能級(jí)之間的差值，即若要躍遷到能級(jí)，則所吸收的光子的能量必須等于故C正確；D．氫原子與實(shí)物粒子發(fā)生碰撞而發(fā)生電離，則實(shí)物粒子所具有的能量必須大于等于氫原子所在能級(jí)能量的絕對值，即該氫原子被電子碰撞后要發(fā)生電離，則該電子的能量為故D錯(cuò)誤。故選C。5．（22-23高二下·黑龍江哈爾濱·期末）關(guān)于光的相關(guān)說法，正確的是（）A．麥克斯韋預(yù)言了光是一種電磁波，后由密立根通過實(shí)驗(yàn)證明B．光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均可證明光具有粒子性C．德布羅意首先提出光具有波粒二象性D．普朗克提出了光是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，即光子【答案】B【詳解】A．麥克斯韋預(yù)言了光是一種電磁波，后由赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，A錯(cuò)誤；B．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都能說明光子具有粒子性，且前者可說明光子具有能量，后者除證明光子具有能量，還可證明光了具有動(dòng)量。故B正確；C．德布羅意是將光的波粒二象性推廣到了實(shí)物粒子，提出實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性的假設(shè)，C錯(cuò)誤；D．普朗克為了對黑體輻射進(jìn)行理論解釋，首先提出了量子觀點(diǎn)，之后愛因斯坦提出了光是有一個(gè)一個(gè)不可分割的能量子組成的，故D錯(cuò)誤。故選B。6．（22-23高二下·內(nèi)蒙古呼和浩特·期末）a、b、c不同頻率光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上，測得3條電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，則下列推斷正確的是（）

A．色光c的頻率最小、光強(qiáng)最大B．色光a的頻率最大、光強(qiáng)最弱C．若色光b的強(qiáng)度減為原來的一半，則可能不再會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)D．色光a產(chǎn)生照射時(shí)，光電子的初動(dòng)能最大【答案】D【詳解】AB．由圖乙可知a光的遏止電壓最大，c光的遏止電壓最小，根據(jù)光電效應(yīng)方程，可知a光的頻率最大，c光的頻率最??；由乙圖可知a光的飽和光電流最小，c光的飽和光電流最大，光強(qiáng)大小無法判定，故AB錯(cuò)誤；C．若色光b的強(qiáng)度減為原來的一半，但是b光的頻率不變，則一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．由于色光a的頻率最大，由，可知色光a產(chǎn)生照射時(shí)，光電子的初動(dòng)能最大，故D正確。故選D。7．（22-23高二下·遼寧·期末）圖甲是探究“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的電路圖，光電管遏止電壓隨入射光頻率的變化規(guī)律如圖乙所示。下列判斷正確的是（）

A．入射光的頻率不同，遏止電壓相同B．只要入射光的光照強(qiáng)度相同，光電子的最大初動(dòng)能就一定相同C．如圖甲所示的電路中，當(dāng)電壓增大到一定數(shù)值時(shí)，電流計(jì)將達(dá)到飽和電流D．入射光的頻率不同，光照強(qiáng)度不同，圖像的斜率相同【答案】D【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程有可知入射光的頻率不同，電子的最大初動(dòng)能不同，又所以因此入射光的頻率不同，遏止電壓不同，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知光電子的最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤C．圖甲所示電路中，必須把電源正負(fù)極反接過來，才能來驗(yàn)證光電流與電壓的關(guān)系，即當(dāng)電壓增大到一定數(shù)值時(shí)，電流計(jì)將達(dá)到飽和電流，故C錯(cuò)誤；D．圖像的斜率為，與入射光的頻率和光照強(qiáng)度無關(guān)，故D正確。故選D。8．（22-23高二下·遼寧·期末）光電倍增管是進(jìn)一步提高光電管靈敏度的光電轉(zhuǎn)換器件。管內(nèi)除光電陰極和陽極外，兩極間還放置多個(gè)瓦形倍增電極。使用時(shí)相鄰兩倍增電極間均加有電壓，以此來加速電子。如圖所示，光電陰極受光照后釋放出光電子，在電場作用下射向第一倍增電極，引起電子的發(fā)射，激發(fā)出更多的電子，然后在電場作用下飛向下一個(gè)倍增電極，又激發(fā)出更多的電子，如此電子數(shù)不斷倍增，使得光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多，可用來檢測微弱光信號(hào)。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A．光電倍增管正常工作時(shí)，每個(gè)倍增電極上都發(fā)生了光電效應(yīng)B．光電倍增管中增值的能量來源于相鄰兩倍增電極間的加速電場C．圖中標(biāo)號(hào)數(shù)字較大的倍增電極的電勢要高于標(biāo)號(hào)數(shù)字較小的電極的電勢D．適當(dāng)增大倍增電極間的電壓有利于探測更微弱的信號(hào)【答案】A【詳解】A．光電倍增管正常工作時(shí)，倍增電極上能釋放出更多電子，是被加速后的電子撞擊激發(fā)后釋放出的，并不是因?yàn)楣怆娦?yīng)，故A錯(cuò)誤；B．光電倍增管中增值的能量來源于相鄰的兩個(gè)倍增電極間的加速電場，故B正確；C．在電場力的作用下，電子將向著電勢高的位置運(yùn)動(dòng)，所以圖中標(biāo)號(hào)數(shù)字較大的倍增電極的電勢要高于標(biāo)號(hào)數(shù)字較小的電極的電勢，故C正確；D．適當(dāng)增大倍增電極間的電壓，被加速的電子獲得的動(dòng)能更大，更有利于下一級(jí)電極上電子的電離，所以有利于探測更微弱的信號(hào)，故D正確。本題要求選擇錯(cuò)誤的，故選A。9．（22-23高二下·云南·期末）如圖為氫原子的能級(jí)圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，用這些光子照射逸出功為4.2eV的金屬鋁。下列說法正確的是（

）

A．逸出光電子的最大初動(dòng)能為8.89eVB．n=3躍遷到n=1放出的光子動(dòng)量最大C．有3種頻率的光子能使金屬鋁產(chǎn)生光電效應(yīng)D．用0.85eV的光子照射，氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)【答案】B【詳解】A．從n=3躍遷到n=1放出的光子能量最大，根據(jù)Ek=E－W0可得此時(shí)最大初動(dòng)能為Ek=7.89eV，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)，又因?yàn)閺能S遷到放出的光子能量最大，故可知?jiǎng)恿孔畲?，故B正確；C．大量氫原子從的激發(fā)態(tài)躍遷到低能級(jí)能放出種頻率的光子，其中從躍遷到放出的光子能量為不能使金屬鋁產(chǎn)生光電效應(yīng)，其他兩種均可以，故C錯(cuò)誤；D．由于從躍遷到需要吸收的光子能量為所以用0.85eV的光子照射，不能使氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)，故D錯(cuò)誤。故選B。10．（22-23高二下·陜西寶雞·期末）如圖所示，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是（

）

A．光電子的最大初動(dòng)能為B．光電管陰極K金屬材料的逸出功為C．這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出6種頻率的光D．若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為正極【答案】C【詳解】AB．大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出的光子中，其中頻率最高的光子，對應(yīng)的能量為由光電效應(yīng)方程可得由丙圖可知截止電壓為7V，代入數(shù)據(jù)可得光電子的最大初動(dòng)能為陰極K金屬材料的逸出功為故A、B錯(cuò)誤；C．這些氫原子躍遷時(shí)發(fā)出頻率不同的光子種類數(shù)為6種，故C正確；D．若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片能使光電流為零，則電子受到的電場力應(yīng)向左，場強(qiáng)應(yīng)向右，則可判斷圖乙中電源左側(cè)為正極，故D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題11．（22-23高二下·山東濟(jì)南·期末）氫原子能級(jí)如圖，當(dāng)氫原子從躍遷到的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長為，該光恰能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)，以下判斷正確的是（）

A．氫原子從躍遷到的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長小于B．用波長為的光照射，可使氫原子從躍遷到的能級(jí)C．一群處于能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線D．當(dāng)氫原子從躍遷到后，輻射光照射金屬能產(chǎn)生最大初動(dòng)能為的光電子【答案】ACD【詳解】A．因?yàn)閚=3到n=2的能級(jí)差小于n=2到n=1的能級(jí)差，所以氫原子從n=3躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)，輻射光子能量比氫原子從n=2躍遷到n=1的能級(jí)輻射的光子能量小，頻率小，由可知，氫原子從n=2躍遷到n=1能級(jí)時(shí)輻射的光子波長小于氫原子從n=3躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)輻射的光子波長，即氫原子從n=2躍遷到n=1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長小于656nm，選項(xiàng)A正確；B．氫原子從n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光子能量為輻射光的波長為656nm，當(dāng)用波長為856nm的光照射，則其能量小于1.89eV，不可使氫原子從n=1躍遷到n=2的能級(jí)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)知，一群處于n=3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線，選項(xiàng)C正確；D．由題意可知，當(dāng)氫原子從n=3躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)，輻射的光恰能使某金屬A發(fā)生光電效應(yīng)，說明金屬A的逸出功為1.89eV；當(dāng)氫原子從n=2躍遷到n=1后，輻射出光的能量為△E=-3.4eV-（-13.6）eV=10.2eV輻射光照射金屬A能產(chǎn)生最大初動(dòng)能為的光電子，選項(xiàng)D正確。故選ACD。12．（22-23高二下·河北唐山·期末）如圖所示，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是（）

A．電子的最大初動(dòng)能為7eV，光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75eVB．電子的最大初動(dòng)能為5.75eV，光電管陰極K金屬材料的逸出功為7eVC．增加入射光的光照強(qiáng)度，丙圖中光電流的最大值變大D．增加入射光的光照強(qiáng)度，丙圖中遏止電壓值變大【答案】AC【詳解】AB．從n=4躍遷到基態(tài)時(shí)，放出光子的能量最大為由圖丙可知電子的最大初動(dòng)能根據(jù)光電效應(yīng)方程可知光電管陰極的逸出功A正確，B錯(cuò)誤；CD．增加入射光的光照強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光子數(shù)量增多，但光子的最大初動(dòng)能不變，因此遏止電壓值不變，光電流的最大值變大，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。13．（22-23高二下·山東威?！て谀┤鐖D所示為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)用能量為的光照射涂有某種金屬的陰極K時(shí)，電流表有示數(shù)。若陰極K與陽極A間的電勢差，電流表示數(shù)剛好為零，電子的電荷量為e。下列說法正確的是（）

A．從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能為B．此金屬的逸出功為C．將P向右移動(dòng)，電流表的示數(shù)可能先增大后不變D．將P向右移動(dòng)，從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能增加【答案】AC【詳解】A．根據(jù)題意，若陰極K與陽極A間的電勢差，電流表示數(shù)剛好為零，則可知陰極K逸出的光電子的動(dòng)能完全克服了電場力做功，則有可得電子額最大初動(dòng)能故A正確；B．根據(jù)以上分析可得該金屬的逸出功而光的能量則可得故B錯(cuò)誤；C．若光電流已經(jīng)飽和，則將P向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)不變，若光電流未飽和，則將P向右移動(dòng)時(shí)正向電壓增大，則光電子的移動(dòng)速率增大，而根據(jù)可知，光電流將增大，若在移動(dòng)的過程中光電流達(dá)到飽和，則繼續(xù)移動(dòng)P，光電流將不再變化，因此，將P向右移動(dòng)，電流表的示數(shù)可能先增大后不變，故C正確；D．根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程且同種金屬的逸出功一定，因此，當(dāng)照射到陰極K的光的能量一定時(shí)，將P向右移動(dòng)，其逸出的光電子的最大初動(dòng)能不變，即光電子的最大初動(dòng)能只與照射光的頻率有關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選AC。14．（22-23高二下·黑龍江哈爾濱·期末）光源S發(fā)出兩種不同頻率的單色可見光，如圖甲所示，以相同的角度同時(shí)從O點(diǎn)沿SO方向射入一塊橫截面為半圓形的玻璃柱體，O為圓心，折射光線為A、B兩束光線；如圖乙所示，已知A光照射光電管的K極板時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生，即電流表有示數(shù)，現(xiàn)讓A、B、S三束光分別照射K極板，下列說法正確的是（）

A．B光折射率比A光折射率小B．B光照射光電管的陰極K，沒有光電子逸出C．A光穿過玻璃磚所用的時(shí)間比B光穿過玻璃磚所用的時(shí)間長D．S光和A光分別照射光電管的陰極時(shí)，電流表的示數(shù)可能是相同的【答案】ACD【詳解】A．根據(jù)圖甲中A、B光在玻璃中的偏折程度，可知B光折射率比A光折射率小，故A正確；B．B光折射率比A光折射率小，則B光頻率比A光頻率小，光電管的極限頻率未知，B光照射光電管的陰極K，無法判斷有沒有光電子逸出，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)B光頻率比A光頻率小，在玻璃中B光速度比A光速度大，在玻璃磚通過的路程等于半徑，則可知A光穿過玻璃磚所用的時(shí)間比B光穿過玻璃磚所用的時(shí)間長，故C正確；D．若B光照射光電管的陰極K，不能發(fā)生光電效應(yīng)，則S光和A光分別照射光電管的陰極時(shí)，電流表的示數(shù)可能是相同的，故D正確。故選ACD。15．（22-23高二下·天津和平·期末）電功率為60W的白熾燈正常發(fā)光時(shí)，白熾燈消耗的電能有11%產(chǎn)生可見光。已知可見光的平均波長為600nm，普朗克常量。如圖所示，白熾燈發(fā)出的光通過元件M照射到光屏P上。下列說法正確的是（）

A．可見光的平均頻率為B．白熾燈每秒發(fā)出的可見光的光子數(shù)為個(gè)C．如果M是偏振片，沿水平軸線旋轉(zhuǎn)M，光屏上光的亮度將發(fā)生周期性的變化D．如果M是寬度可調(diào)的狹縫，且光屏上出現(xiàn)了衍射圖樣，則狹縫變窄時(shí)，屏上條紋寬度會(huì)增大【答案】BD【詳解】A．根據(jù)解得故A錯(cuò)誤；B．t時(shí)間內(nèi)可見光的能量白熾燈每秒發(fā)出的可見光的光子數(shù)為解得故B正確；C．如果M是偏振片，其應(yīng)為檢偏器，因此沿水平軸線旋轉(zhuǎn)M，光屏上光的亮度不發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；D．如果M是寬度可調(diào)的狹縫，且光屏上出現(xiàn)了衍射圖樣，由于狹縫尺寸越小，衍射現(xiàn)象越明顯，可知狹縫變窄時(shí)，屏上條紋寬度會(huì)增大，故D正確。故選BD。16．（22-23高二下·天津和平·期末）圖甲為氫原子能級(jí)圖，圖乙為氫原子的光譜，、、、是可見光區(qū)的四條譜線，其中譜線是氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射產(chǎn)生的，下列說法正確的是（）

A．這四條譜線中，譜線光子頻率最小B．氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)要吸收能量C．若、、、中只有一種光能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，那一定是D．用能量為的光子照射處于基態(tài)的氫原子，氫原子可以發(fā)生躍遷【答案】AC【詳解】A．由乙圖可知譜線對應(yīng)的波長最大，由可知，波長越大，能量越小，頻率越小，故A正確；B．氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)要放出能量。故B正確；C．頻率越大的光子越容易使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，圖中譜線波長最小，頻率最大，可知，光能量最大，若中只有一種光能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，那一定是，故C正確；D．由能級(jí)差公式可知，若用能量為的光子照射處于基態(tài)的氫原子，氫原子可以發(fā)生躍遷，則有由圖甲可知，氫原子能級(jí)中沒有能量為的能級(jí)，則假設(shè)不成立，即用能量為的光子照射處于基態(tài)的氫原子，氫原子不可以發(fā)生躍遷，故D錯(cuò)誤。故選AC。三、解答題17．（22-23高二下·黑龍江哈爾濱·期末）利用圖示裝置可測量某種金屬材料K的逸出功，分別用頻率為和的光照射K極板，通過電壓表讀數(shù)可測得這兩種光照情況下的遏止電壓之比為，普朗克常量為h，則該金屬的逸出功為多少？

【答案】【詳解】根據(jù)光電效應(yīng)方程根據(jù)動(dòng)能定理得結(jié)合題意可得聯(lián)立可得該金屬的逸出功為18．（22-23高二下·河北承德·期末）一光電管的陰極K用截止頻率為的金屬銫制成，并接入如圖所示的電路中．當(dāng)用頻率為的單色光射向陰極K時(shí)，能產(chǎn)生光電流．移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為U時(shí)，電流計(jì)的示數(shù)達(dá)到飽和電流I．已知普朗克常量為h，電子的質(zhì)量為m，電子的電荷量為e，真空中的光速為c．求：（1）每個(gè)單色光的光子的動(dòng)量大小p；（2）光電子到達(dá)陽極時(shí)的最大速率．

【答案】（1）；（2）【詳解】（1）設(shè)單色光的波長為，則有又解得（2）設(shè)光電子的最大初動(dòng)能為，根據(jù)光電效應(yīng)方程及動(dòng)能定理有，解得19．（22-23高二下·吉林白城·期末）氫原子基態(tài)能量為E1，則激發(fā)態(tài)能量En=E1（n=2，3，4…）。已知E1=－13.6eV，普朗克常量h=6.63×10－34J·s，當(dāng)氫原子在n=4的激發(fā)態(tài)時(shí)，求：（1）要使氫原子電離，入射光子的最小能量是多少eV？（2）能放出的光子的最大頻率是多少Hz？【答案】（1）0.85eV；（2）3.08×1015Hz【詳解】（1）由氫原子的能級(jí)公式得E4＝E1＝-0.85eV故要使處在n＝4能級(jí)的氫原子電離，入射光子的最小能量為0.85eV。（2）由hν＝E4－E1可知hν＝E4－E1＝12.75eV代入數(shù)值得ν=3.08×1015Hz一、單選題1．（22-23高二下·遼寧丹東·期末）關(guān)于下列四幅圖的說法正確的（）

A．圖甲：處于能級(jí)的氫原子輻射出光子的能量最大為B．圖乙：光子與靜止電子碰撞，散射光波長與入射光波長一定相同C．圖丙：分子力隨分子間距變化的關(guān)系，在位置的分子勢能最小D．圖?。菏炘趩螌釉颇钙先刍瘜?shí)驗(yàn)，云母晶體導(dǎo)熱性能各向同性【答案】C【詳解】A．處于能級(jí)的氫原子從躍遷到基態(tài)輻射出光子的能量最大為故A錯(cuò)誤；B．光子與電子碰撞，一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，所以光子能量減小，頻率減小，散射后光子的頻率小于入射光子的頻率；由于光速不變可知，散射光波長大于入射光波長，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)分子力和分子勢能的關(guān)系可知，在位置（平衡位置）時(shí)分子力為零，分子勢能最小，故C正確；D．石蠟在單層云母片上熔化實(shí)驗(yàn)，云母晶體導(dǎo)熱性能具有各向異性，故D錯(cuò)誤。故選C。2．（22-23高二下·陜西榆林·期末）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用兩種單色光先后照射同一種金屬表面，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。對于這兩個(gè)過程，下列四個(gè)物理量中一定相同的是（）A．遏止電壓 B．飽和光電流 C．光電子的最大初動(dòng)能 D．逸出功【答案】D【詳解】C．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知兩種單色光先后照射同一種金屬表面，光電子的最大初動(dòng)能不同，故C錯(cuò)誤；A．遏止電壓為可知兩種單色光先后照射同一種金屬表面，遏止電壓不同，故A錯(cuò)誤；B．飽和光電流與單色光的光強(qiáng)有關(guān)，飽和光電流不一定相同，故B錯(cuò)誤；D．同一種金屬的逸出功相同，故D正確。故選D。3．（22-23高二下·浙江溫州·期末）下列關(guān)于各物理量的單位，說法正確的是（）A．勁度系數(shù)k的單位是N·m B．自感系數(shù)L的單位是Ω·sC．電阻率ρ的單位是 D．普朗克常量h的單位是【答案】B【詳解】A．根據(jù)胡克定律，可知?jiǎng)哦认禂?shù)k的單位是，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)自感電動(dòng)勢，可知自感系數(shù)L的單位是Ω·s，故B正確；C．根據(jù)電阻率的公式，可知電阻率ρ的單位是，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)結(jié)合，可知普朗克常量h的單位是，故D錯(cuò)誤；故選B。4．（22-23高二下·湖北孝感·期末）已知普朗克常量，則400nm電磁波輻射的能量子為（

）A． B． C． D．【答案】A【詳解】根據(jù)公式和可知，400nm電磁波輻射的能量子故選A。5．（22-23高二下·陜西安康·期末）微光夜視儀的核心部件是微光像增強(qiáng)器，它利用光電效應(yīng)將輸入的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，工作光譜主要在可見光和紅外線波段。若用藍(lán)光和紅外線照射同一微光夜視儀中光電管的陰極，下列說法正確的是（

）A．紅外線的頻率比藍(lán)光的頻率大 B．用藍(lán)光照射時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能更大C．用藍(lán)光照射時(shí)產(chǎn)生的光電流一定更大 D．用紅外線照射時(shí)產(chǎn)生的光電流一定更大【答案】B【詳解】A．藍(lán)光的頻率大于紅外線的頻率，故A錯(cuò)誤；B．藍(lán)光的頻率比紅外線的大，根據(jù)可知藍(lán)光照射時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能更大，故B正確；CD．光電流大小與入射光強(qiáng)度有關(guān)，藍(lán)光和紅外線的強(qiáng)度大小未知，無法比較，故CD錯(cuò)誤。故選B。6．（22-23高二下·江蘇南京·期末）利用光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)如圖所示，用頻率為的可見光照射陰極K，電流表中有電流通過，則（

）

A．用紅外線照射時(shí)，電流表一定沒有電流通過B．用強(qiáng)度相同，頻率更大的光照射，電流表示數(shù)變大C．頻率為不變時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到A端時(shí)，電流表中一定無電流通過D．頻率為不變時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向B端滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)可能不變【答案】D【詳解】A．紅外線的頻率與光電管極限頻率的關(guān)系未知，所以用紅外線照射時(shí)，電流表可能有電流通過，故A錯(cuò)誤；B．若此時(shí)已達(dá)到飽和電流，則用強(qiáng)度相同，頻率更大的光照射，電流表示數(shù)不會(huì)變大，故B錯(cuò)誤；C．頻率為不變時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到A端時(shí)，電流表中也有電流通過，故C錯(cuò)誤；D．若此時(shí)已達(dá)到飽和電流，則頻率為不變時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向B端滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)不變，故D正確；故選D。7．（22-23高二下·山東東營·期末）氫原子能級(jí)如圖所示，現(xiàn)有大量氫原子處于n=3的能級(jí)，若用其躍遷輻射的光子照射逸出功W0=3.20eV的金屬，則光電子的最大初動(dòng)能Ek的最小值為（）

A．0.20eV B．1.31eV C．7.00eV D．8.89eV【答案】C【詳解】由可知，大量處于能級(jí)上的氫原子躍遷能輻射3種頻率的光子，其輻射光子的能量分別為1.89eV、10.20eV、12.09eV，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程當(dāng)光子能量為10.20eV時(shí)，取最小值7.00eV。故選C。8．（22-23高二下·江西萍鄉(xiāng)·期末）已知一個(gè)激光發(fā)射器功率為，發(fā)射波長為的光，光速為，普朗克常量為，則（）A．光的頻率 B．單位時(shí)間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為C．光子的動(dòng)量為 D．光子的能量為【答案】B【詳解】A．根據(jù)波速與波長、頻率之間的關(guān)系可得故A錯(cuò)誤；BD．該激光光子的能量為故單位時(shí)間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為故B正確，D錯(cuò)誤；C．根據(jù)德布羅意波長計(jì)算公式可得故C錯(cuò)誤。故選B。9．（22-23高二下·河北石家莊·期末）在透明的均勻介質(zhì)內(nèi)有一球狀空氣泡，O為球心，一束包含a、b兩種單色光的細(xì)光束從介質(zhì)射入氣泡，A為入射點(diǎn)，入射角為i，之后a、b光分別從C、D兩點(diǎn)射向介質(zhì)，如圖所示。下列說法正確的是（）

A．介質(zhì)對a光的折射率小于介質(zhì)對b光的折射率B．在該介質(zhì)中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度C．a(chǎn)光的光子能量小于b光的光子能量D．若逐漸增大入射角i，空氣泡中先消失的是b光【答案】B【詳解】A．一束包含a、b兩種單色光的細(xì)光束從介質(zhì)射入氣泡，根據(jù)折射定律由圖可知，在A點(diǎn)入射，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，則介質(zhì)對a光的折射率大于介質(zhì)對b光的折射率，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)由于介質(zhì)對a光的折射率大于介質(zhì)對b光的折射率，則在該介質(zhì)中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度，故B正確；C．由于介質(zhì)對a光的折射率大于介質(zhì)對b光的折射率，可知a光的頻率大于b光的頻率，則a光的光子能量大于b光的光子能量，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)全反射臨界角公式由于介質(zhì)對a光的折射率大于介質(zhì)對b光的折射率，可知a光發(fā)生全反射的臨界角較小，則逐漸增大入射角i，空氣泡中先消失的是a光，故D錯(cuò)誤。故選B。10．（22-23高二下·吉林長春·期末）如圖是a、b兩色光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則（）

A．在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大B．a(chǎn)光比b光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C．照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，a光的飽和電流大D．若兩光均由氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級(jí)能量差大【答案】D【詳解】B．根據(jù)干涉可知，b光相鄰亮條紋寬一些，根據(jù)可知，a光的波長比b光的短，則b光比a光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；A．根據(jù)上述可知a光的波長比b光的短，在同種介質(zhì)中，波長越長，光在介質(zhì)中傳播的速度越小，即在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的小，故A錯(cuò)誤；C．飽和電流與光照強(qiáng)度和頻率決定，由于兩種光的光照簽到的大小關(guān)系不確定，因此飽和電流的關(guān)系也不確定，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)上述可知a光的波長比b光的短，在同種介質(zhì)中，波長越短，光的頻率越大，即a光的頻率比b光的大，根據(jù)可知，若兩光均由氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級(jí)能量差大，故D正確。故選D。二、多選題11．（22-23高二下·天津和平·期末）下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說法正確的是（）

A．圖甲，大型水電站的發(fā)電機(jī)組一般都是旋轉(zhuǎn)電樞式B．圖乙，雷達(dá)是利用微波來測定物體位置的無線電設(shè)備C．圖丙，可以通過往水中丟入石塊，借助水波把皮球沖到岸邊D．圖丁，說明這兩束光分別照射同一光電管時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能相等【答案】BD【詳解】A．圖甲，大型水電站的發(fā)電機(jī)組一般都是旋轉(zhuǎn)磁極式，故A錯(cuò)誤；B．圖乙，雷達(dá)是利用微波來測定物體位置的無線電設(shè)備，故B正確；C．由于參與振動(dòng)的水分子只能在各自平衡位置振動(dòng)，不能隨波遷移，因此圖丙，不能夠通過往水中丟入石塊，借助水波把皮球沖到岸邊，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)圖像可知，這兩束光的遏止電壓相等，根據(jù)可知，這兩束光分別照射同一光電管時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能相等，故D正確。故選BD。12．（22-23高二下·寧夏銀川·期末）用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則這兩種光（）

A．照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大B．從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角大C．通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰亮條紋間距大D．通過同一玻璃三棱鏡時(shí)，a光的偏折程度大【答案】BC【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程由圖可知b光照射光電管時(shí)反向截止電壓大，故照射該光電管時(shí)b光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大，故A錯(cuò)誤；B．b光的頻率大，可知b光的的折射率大，根據(jù)可知從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角大，故B正確；C．光的波長為發(fā)生雙縫干涉時(shí)相鄰亮條紋間距為可知通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰亮條紋間距大，故C正確；D．b光的的折射率大，可知通過同一玻璃三棱鏡時(shí)，b光的偏折程度大，故D錯(cuò)誤。故選BC。13．（22-23高二下·浙江·期末）下列敘述中正確的是（）A．普朗克通過對黑體輻射的研究，提出能量子的概念B．德布羅意運(yùn)用類比、對稱的思想，提出了物質(zhì)波的概念C．奧斯特第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并提出了分子電流假說D．新冠肺炎診斷中，要用X光掃描肺部，是因?yàn)樵陔姶挪ㄖ蠿光的穿透能力強(qiáng)【答案】ABD【詳解】A．普朗克通過對黑體輻射的研究，提出能量子的概念，故A正確；B．德布羅意運(yùn)用類比、對稱的思想，提出了物質(zhì)波的概念，故B正確；C．奧斯特第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，安培提出了分子電流假說，故C錯(cuò)誤；D．新冠肺炎診斷中，要用X光掃描肺部，是因?yàn)樵陔姶挪ㄖ蠿光的穿透能力強(qiáng)，故D正確。故選ABD。14．（22-23高二下·山西朔州·期末）氫原子能級(jí)示意圖如圖所示，氫原子從能級(jí)分別躍遷到能級(jí)、能級(jí)和能級(jí)過程產(chǎn)生三種光子，已知可見光的光子能量范圍為，則下列說法正確的是（）

A．光為可見光B．光為可見光C．若用光照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，用光照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D．在同一介質(zhì)中，光的傳播速度比光的傳播速度大【答案】AC【詳解】AB．根據(jù)能級(jí)差有b光為可見光，故A正確，B錯(cuò)誤；C．若可見光能發(fā)生光電效應(yīng)，紫外線也一定能發(fā)生光電效應(yīng)，即用光照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則用光照射一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故C正確；D．可見光的折射率比紅外線的折射率大，根據(jù)可知，可見光在介質(zhì)中的傳播速度較小，即在同一介質(zhì)中光的傳播速度比光的傳播速度小，故D錯(cuò)誤。故選AC。15．（22-23高二下·吉林松原·期末）圖甲是探究“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的電路圖，光電管遏止電壓隨入射光頻率的變化規(guī)律如圖乙所示。下列判斷正確的是（

）

A．入射光的頻率不同，遏止電壓不同B．入射光的頻率不同，光照強(qiáng)度不同，圖像的斜率相同C．如圖甲所示的電路中，當(dāng)電壓增大到一定數(shù)值時(shí)，電流計(jì)將達(dá)到飽和電流D．只要入射光的光照強(qiáng)度相同，光電子的最大初動(dòng)能就一定相同【答案】AB【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程有可知入射光的頻率不同，電子的最大初動(dòng)能不同，又所以因此入射光的頻率不同，遏止電壓不同，故A正確；B．圖像的斜率為，與入射光的頻率和光照強(qiáng)度無關(guān)，故B正確；C．圖甲所示電路中，必須把電源正負(fù)極反接過來，才能來驗(yàn)證光電流與電壓的關(guān)系，即當(dāng)電壓增大到一定數(shù)值時(shí)，電流計(jì)將達(dá)到飽和電流，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知光電子的最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選AB。16．（22-23高二下·遼寧沈陽·期末）如圖甲為氫原子的能級(jí)圖，現(xiàn)用頻率為的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為的三條譜線，現(xiàn)用這三種頻率的光去照射圖乙的光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，其中只有a、b兩種光能