波粒二象性專題

第頁波粒二象性專題一、單選題1．用某一單色光照射一金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的波長從400nm減少到360nm,則遏止電壓的改變是（）。A.0B.0.345VC.0.545VD.1.231V【答案】B【解析】根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0，和Ek=eUc，得到遏止電壓和入射光頻率的關(guān)系為：Uc=he?ν-W0e故本題選B2．關(guān)于近代物理內(nèi)容的敘述正確的是（）A.β射線與γ射線一樣是電磁波，但穿透本領(lǐng)比γ射線強B.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)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，也具有動量C.某原子核經(jīng)過一次α衰變和兩次β衰變后，核內(nèi)中子數(shù)減少6個D.氡的半衰期為3．8天，4個氡原子核經(jīng)過7．【答案】B【解析】γ射線是電磁波，β射線不是電磁波，β射線穿透本領(lǐng)比γ射線弱，選項A錯誤；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)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，也具有動量，選項B正確；某原子核經(jīng)過一次α衰變核內(nèi)中子數(shù)減小2，兩次β衰變后，核內(nèi)中子數(shù)減少2個，則核內(nèi)中子數(shù)減少4個，選項C錯誤；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用，則選項D錯誤；故選B.3．有關(guān)光的本性，下列說法正確的是()A.光既具有波動性，又具有粒子性，兩種性質(zhì)是不相容的B.光的波動性類似于機械波，光的粒子性類似于質(zhì)點C.大量光子才具有波動性，個別光子只具有粒子性D.由于光既具有波動性，又具有粒子性，無法只用其中一種性質(zhì)去說明光的一切行為，只能認為光具有波粒二象性【答案】D【解析】A、光既具有粒子性，又具有波動性，大量的光子波動性比較明顯，個別光子粒子性比較明顯，故A錯誤；B、光是概率波，不同與機械波；光的粒子性也不同與質(zhì)點；即單個光子即具有粒子性也具有波動性；故B錯誤；C、單個光子即具有粒子性也具有波動性，只是大量的光子波動性比較明顯，個別光子粒子性比較明顯，故C錯誤；D、由于光具有波動性，又具有粒子性，即光的波動性與粒子性是光子本身的一種屬性，故無法只用其中一種去說明光的一切行為，故光具有波粒二象性，故D正確；故選D。【點睛】光的波粒二象性是指光波同時具有波和粒子的雙重性質(zhì)，但有時表現(xiàn)為波動性，有時表現(xiàn)為粒子性．個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性．4．右圖為黑體輻射的強度與波長的關(guān)系圖象，從圖象可以看出，隨著溫度的升高，則()A.各種波長的輻射強度都有減少B.只有波長短的輻射強度增加C.輻射電磁波的波長先增大后減小D.輻射強度的極大值向波長較短的方向移動【答案】D【解析】由圖象可以看出，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加，且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故AB錯誤，D正確。隨著溫度的升高，黑體的輻射增強，波長變短，頻率增大，故C錯誤。故選D。點睛：通過黑體輻射的強度與波長的關(guān)系圖象，考生應(yīng)牢記兩大特點：①隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加；②隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動．5．下列說法中正確的是A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，并發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象B.對于ɑ射線、β射線、γ射線這三種射線而言，波長越長，其能量就越大C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子可以再分D.黑體輻射的實驗表明，隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短方向移動【答案】D【解析】貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射性，由于天然放射性是原子發(fā)生變化而產(chǎn)生的，則說明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，AC錯誤；波長越長，頻率越小，根據(jù)E=hν可知能量越低，B錯誤；黑體輻射的實驗表明，隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短方向移動，D正確．6．關(guān)于光電效應(yīng)，以下說法正確的是（）A.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比B.光電子的最大初動能越大，形成的光電流越強C.能否產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量是否大于或等于金屬的逸出功D.用頻率是ν1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻率是的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【解析】根據(jù)Ekm=hγ-W逸出功可知，光電子的最大初動能隨入射光的頻率增大而增大，帶不是成正比，選項A錯誤；光電流的強弱與入射光的光強有關(guān)，與光電子的最大初動能無關(guān)，選項B錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量是否大于或等于金屬的逸出功，選項C正確；綠光的頻率大于黃光，則用頻率是ν1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻率是ν2的黃光照射該金屬不一定發(fā)生光電效應(yīng)，選項D錯誤；故選C.7．圖甲為氫原子的能級圖,圖乙為某金屬在光的照射下,發(fā)生光電效應(yīng)時產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象。若氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級放出的光子剛好使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),普朗克常數(shù)h=6.63×10-34J·s,1eV=1.6×10-19J,則下列說法正確的是()A.由乙圖知普朗克常量h=-EB.乙圖中E=hν0=1.89eVC.該金屬的極限頻率為5.4×1014HzD.用氫原子從n=2能級躍遷到n=1能級釋放的光子去照射該金屬,打出光電子的最大初動能為10.2eV【答案】B【解析】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hv-hv0知，結(jié)合圖象可知，圖線的斜率k=h=Ev0，故A錯誤?？v軸截距的大小等于逸出功，即E=hv0，氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級放出的光子剛好使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則逸出功W0=-1.51-（-3.40）eV=1.89eV，則E=hv0=1.89eV，故B正確。金屬的極限頻率v0＝W0h＝1.89×1.6×10-196.63×10-34Hz=4.6×10148．在用單縫衍射實驗驗證光的波粒二象性的實驗中，下列說法中正確的是()A.使光子一個一個地通過狹縫，如果時間足夠長，底片上也不會顯示衍射圖樣B.單個光子通過狹縫后，底片上會出現(xiàn)完整的衍射圖樣C.光子通過狹縫后的運動路徑是直線D.光的波動性是大量光子運動的規(guī)律【答案】D【解析】使光子一個一個地通過單縫，如果時間足夠長，底片上中央到達的機會最多，其它地方機會較少。因此會出現(xiàn)衍射圖樣，故A錯誤；單個光子通過單縫后，要經(jīng)過足夠長的時間，底片上會出現(xiàn)完整的衍射圖樣，故B錯誤；光子通過狹縫后要發(fā)生衍射，則其運動路徑不是直線，選項C錯誤；單個光子通過單縫后打在底片的情況呈現(xiàn)出隨機性，大量光子通過單縫后打在底片上的情況呈現(xiàn)出規(guī)律性。所以少量光子體現(xiàn)粒子性，大量光子體現(xiàn)波動性，故D正確。故選D。9．下列說法中錯誤的是（）A.光電效應(yīng)實驗揭示了光的粒子性B.原子核經(jīng)過一次α衰變后，核子數(shù)減少4C.電子的衍射實驗證實了物質(zhì)波的假設(shè)是成立的D.動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波波長也相等【答案】D【解析】（1）光電效應(yīng)實驗證實了愛因斯坦光的能量子的說法，認為光子是一種粒子，它的能量為hν，A正確；（2）原子核經(jīng)過衰變放出了氦原子核，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，可知知道，新核的核子數(shù)減少4，B正確；（3）1927年戴維孫和湯姆孫分別利用晶體做了電子束的衍射的實驗，得到了電子波的衍射圖樣，從而證實了德布羅意物質(zhì)波的假設(shè)是成立的，C正確；（4）根據(jù)動量和動能的關(guān)系：p=2mEk，德布羅意波長：λ=hp故本題選D10．愛因斯坦提出“光子說”并成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，關(guān)于光子的能量下列說法正確的是A.與其波長成正比B.與其頻率成正比C.與其速度成正比D.與其速度平放成正比【答案】B【解析】根據(jù)E=hv知，光子的能量與它的頻率成正比，故B正確，ACD錯誤。故選B?！军c睛】根據(jù)E=hv判斷出光子的能量與什么因素有關(guān)．11．人們對“光的本性”的認識，經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程．下列符合物理學史實的是（）A.牛頓提出光是一種高速粒子流，并能解釋一切光的現(xiàn)象B.惠更斯認為光是機械波，并能解釋一切光的現(xiàn)象C.為了解釋光電效應(yīng)，愛因斯坦提出了光子說D.為了說明光的本性，麥克斯韋提出了光的波粒二象性【答案】C【解析】牛頓認為光是一種粒子流，他的觀點支持了光的微粒說，能解釋光的直線傳播與反射現(xiàn)象，不能解釋一切現(xiàn)象。故A錯誤?；莞拐J為光是一種機械波，并能解釋光的反射、折射和衍射，但不能解釋光的直線傳播和光電效應(yīng)等現(xiàn)象，故B錯誤。為了解釋光電效應(yīng)愛因斯坦提出光子說，認為光的發(fā)射、傳播和吸收不是連續(xù)的而是一份一份的，每一份就是一個光子，故C正確。麥克斯韋提出了光的電磁波說，認為光是一種電磁波?？灯疹D效應(yīng)證明光具有波粒二象性，故D錯誤。故選：C?！军c睛】對于光是什么，最早的觀點認為光是一種粒子，即光的微粒說，而與牛頓同時代的惠更斯提出了光的波動說，由于惠更斯認為光是縱波，偏振現(xiàn)象否定了光的波動說，而泊松亮斑推動了波動說的發(fā)展，雙縫干涉實驗和單縫衍射證明光是一種波，麥克斯韋認為光是一種電磁波，為解釋光電效應(yīng)愛因斯坦提出了光子說，康普頓效應(yīng)證明光具有波粒二象性．12．用波長為200nm的紫外線照射鎢的表面，電子逸出鎢表面的最大初動能為4.7×10-19J。已知普朗克常量為6.63×10-34J·s，真空中的光速為3.00×108m·s-1。能使鎢產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為A.5.0×104HzB.8.0×1014HzC.1.0×1015HzD.1.2×1015

Hz【答案】B【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程：EKm=hγ-W0；光速、波長、頻率之間關(guān)系為：γ=cλ，將數(shù)據(jù)代入上式，則有：W0=hγ-EKm=6.63×10-34J?s×3×108300×10-9s-1-1.28×10-19J=5.35×10-19J；根據(jù)逸出功W點睛：本題考查知識點簡單，但是學生在學習中要牢記公式以及物理量之間的關(guān)系，同時注意逸出功計算時的單位及運算的準確性。13．關(guān)于光子和運動著的電子，下列論述正確的是A.光子和電子一樣都是實物粒子B.光子能發(fā)生衍射現(xiàn)象，電子不能發(fā)生衍射現(xiàn)象C.光子和電子都具有波粒二象性D.光子具有波粒二象性，而電子只具有粒子性【答案】C【解析】物質(zhì)可分為兩大類：一是質(zhì)子、電子等實物；二是電場、磁場等，統(tǒng)稱場．光是傳播著的電磁場．根據(jù)物質(zhì)波理論，一切運動的物體都具有波動性，故光子和電子都具有波粒二象性．綜上所述，C選項正確。14．在光電效應(yīng)實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線（甲光、乙光、丙光），如圖所示。則可判斷出（

）A.乙光的波長大于丙光的波長B.甲光的頻率大于乙光的頻率C.乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D.甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能【答案】A【解析】根據(jù)eU截＝12mvm2＝hγ?W，入射光的頻率越高，對應(yīng)的截止電壓U截越大。丙光的截止電壓大于乙光的截止電壓，所以丙光的頻率大于乙光的頻率，則乙光的波長大于丙光的波長；故A正確。甲光、乙光的截止電壓相等，所以甲光、乙光的頻率相等；故B錯誤。丙的頻率最大，甲乙頻率相同，且均小于丙的頻率，但它們的截止頻率都相等，故C錯誤。丙光的截止電壓大于甲光的截止電壓，所以甲光對應(yīng)的光電子最大初動能小于于丙光的光電子最大初動能。故D錯誤。故選A點睛：解決本題的關(guān)鍵掌握截止電壓、截止頻率的物理意義，以及理解光電效應(yīng)方程eU截＝12mvm2＝hγ?15．下列四幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法錯誤的是（

）。A.圖甲：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學的奠基人之一B.圖乙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的C.圖丙：盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D.圖丁：根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，可以說明電子具有波動性【答案】C【解析】普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學的奠基人之一，故A正確。玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的，故B正確。盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故C錯誤。根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，說明電子具有波動性，故D正確。本題選擇錯誤的，故選C。16．下列關(guān)于近代物理知識的描述正確的是（）A.若用藍光照射某金屬時有電子逸出,則改用紅光照射時也一定會有電子逸出B.處于n=4能級的某個氫原子自發(fā)向低能級躍遷時,最多能發(fā)出3種不同頻率的光子C.衰變中產(chǎn)生的β射線實際上是原子核外電子掙脫原子核的束縛而形成的D.有10個放射性元素的原子核,其中有5個原子核發(fā)生衰變所需的時間就是該放射性元素的半衰期【答案】B【解析】藍光的頻率大于紅光，若用藍光照射某金屬時有電子逸出,則改用紅光照射時不一定會有電子逸出，選項A錯誤；處于n=4能級的某個氫原子自發(fā)向低能級躍遷時，最多能發(fā)出3種不同頻率的光子，分別對應(yīng)的躍遷是：4→3；3→2；2→1，選項B正確；衰變中產(chǎn)生的β射線實際上是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時放出的電子，選項C錯誤；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核的衰變不適應(yīng)，則有10個放射性元素的原子核,其中有5個原子核發(fā)生衰變所需的時間不一定是該放射性元素的半衰期，選項D錯誤；故選B.17．下列判斷中正確的是.A.核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，原子核尺度內(nèi)，核力比庫侖力小B.比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定C.一個氫原子從n=3的能級躍遷回基態(tài)，可能輻射三個光子D.金屬的逸出功隨入射光頻率的增大而增大【答案】B【解析】核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，原子核尺度內(nèi)，核力比庫侖力大的多，A錯。比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。B正確。一個氫原子從n=3的能級躍遷回基態(tài)，可能輻射二個光子，C錯。金屬的逸出功與入射光頻率無關(guān)，與金屬的性質(zhì)有關(guān)。D錯。所以選擇B.18．關(guān)于光電效應(yīng)的下列說法中，正確的是A.光電流的強度與入射光的強度無關(guān)B.入射光的頻率增大，則金屬的逸出功也隨著增大C.無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)D.當用頻率為2v0的單色光照射截止頻率為v0的金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hv0，其中h為普朗克常量【答案】D【解析】A項：光電流的強度隨入射光的強度增大而增大，故A錯誤；B項：金屬的逸出功取決于金屬本身的性質(zhì)，與入射光的頻率無關(guān)，故B錯誤；C項：發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于極限頻率，與入射光照射的時間無關(guān)，故C錯誤；D項：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=h·2點晴：發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，在發(fā)生光電效應(yīng)的前提下，光電流的強度隨入射光的強度增大而增大。19．關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是A.極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B.只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.入射光的頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多D.入射光的光強越大，逸出的光電子的最大初動能越大【答案】A【解析】A：金屬材料逸出功與極限頻率關(guān)系為W=hυ0，則極限頻率越大的金屬材料逸出功越大。故B：入射光的頻率小于金屬極限頻率時，無論光照射的時間多長，金屬都不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。故B項錯誤。CD：入射光的頻率越高，逸出的光電子的最大初動能越大；入射光的光強越大，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多。故CD兩項錯誤。20．光電效應(yīng)實驗裝置示意圖如圖所示.用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng).換用同樣頻率為ν的強激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場.逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電荷量)()A.U＝hve－WeB.U＝2hve－WeC.U＝2hv【答案】B【解析】根據(jù)題意知，一個電子吸收一個光子不能發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻率為ν的強激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)，即吸收的光子能量為nhv，n=2，3，4…則有：eU=nhv-W，解得：U=nhνe-We；n=2，3，4…；知B點睛：解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程Ekm=hv-W，以及知道最大初動能與遏止電壓的關(guān)系Ekm=eU．21．已知某種金屬的逸出功為2.5eV，氫原子的能級圖如圖所示，一群氫原子處于量子數(shù)n＝4能級狀態(tài)，則()A.氫原子可能輻射4種頻率的光子B.氫原子可能輻射3種頻率的光子C.有4種頻率的輻射光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D.有3種頻率的輻射光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)【答案】C【解析】AB．根據(jù)C42=6知，這群氫原子可能輻射6種頻率的光子，故A錯誤，BCD．n=4躍遷到n=3輻射的光子能量為0.66eV，n=3躍遷到n=2輻射的光子能量為1.89eV，均小于逸出功，不能發(fā)生光電效應(yīng)，其余4種光子能量均大于2.5eV，所以這群氫原子輻射的光中有4種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。故C正確，D錯誤。故選：C22．下列說法正確的是A.就物質(zhì)波來說，速度相等的電子和質(zhì)子，電子的波長長B.原來不帶電的一塊鋅板，被弧光燈照射鋅板時，鋅板帶負電C.紅光光子比紫光光子的能量大D.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)均揭示了光具有波動性【答案】A【解析】A：物質(zhì)波波長λ=hp=B：原來不帶電的一塊鋅板，被弧光燈照射鋅板時，電子從鋅板逸出，鋅板帶正電。故B項錯誤。C：紅光的頻率小于紫光頻率，光子能量E=hυ，則紅光光子比紫光光子的能量小。故C項錯誤。D：光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)均揭示了光具有粒子性。故D項錯誤。23．關(guān)于光電效應(yīng)有如下幾種陳述，其中正確的是（）A.愛因斯坦提出“光子說"并成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象B.入射光的頻率必須小于極限頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.光電效應(yīng)說明光具有波動性D.發(fā)生光電效應(yīng)時，若入射光頻率增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍【答案】A【解析】A、愛因斯坦用光子說成功解釋了光電效應(yīng)，故A正確；B、發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的強度與照射的時間無關(guān)，故B錯誤；C、光電效應(yīng)可以用光子說成功解釋，說明光具有粒子性，故C錯誤；D．根據(jù)光電效應(yīng)方程EKm=hv-W0知，最大初動能與光子頻率成一次函數(shù)關(guān)系，隨照射光的頻率增大而增大，不是成正比關(guān)系．故D錯誤．故選：A．24．一單色光照到某金屬表面時，有光電子從金屬表面逸出，下列說法中不正確的是()A.只增大入射光的頻率，金屬逸出功將不變B.只延長入射光照射時間，光電子的最大初動能將不變C.只增大入射光的頻率，光電子的最大初動能將增大D.只增大入射光的強度，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目將減少【答案】D【解析】金屬的逸出功與入射光的頻率無關(guān)，由金屬本身的性質(zhì)決定，故A正確。光電子的最大初動能與入射光的照射時間無關(guān)，故B正確。根據(jù)光電效應(yīng)方程知，Ekm=hv-W0，增大入射光的頻率，光電子的最大初動能增大，故C正確。入射光強度增大，則單位時間內(nèi)發(fā)出光電子數(shù)目增多，故D錯誤。本題選錯誤的，故選D.點睛：解決本題的關(guān)鍵掌握發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于截止頻率．以及知道光的強弱不影響光電子的能量，只影響單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目．并理解光電效應(yīng)方程的應(yīng)用，注意入射光的頻率決定光電子的最大初動能．25．下列說法正確的是A.康普頓效應(yīng)揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外還具有動量B.放射性元素的半衰期與外界溫度有關(guān)C.結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定D.太陽的巨大能量是核裂變產(chǎn)生的【答案】A【解析】康普頓效應(yīng)揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外還具有動量，選項A正確；放射性元素的半衰期與外界溫度無關(guān)，選項B錯誤；比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，選項C錯誤；太陽的巨大能量是核聚變產(chǎn)生的，選項D錯誤；故選A.26．用頻率為υ的光垂直照射平面鏡，光被鏡面全部垂直反射回去。已知真空中的光速為c，普朗克常量為h，則光子在反射前后動量改變量的大小為（）A.hυB.hcC.2D.2【答案】D【解析】根據(jù)德布羅意波長公式，則光子的動量為p=hλ=hνc。取入射方向為正方向，則光子動量的變化量為△p=p末-p初=-p-p=-2hνc，因此當光被鏡面全部垂直反射回去，光子的速度方向與開始時相反，所以光子在反射前后動量改變量的大小為2hν27．下列說法正確的是（）A.氫原子的光譜是連續(xù)譜B.核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒C.比結(jié)合能越小，原子核越穩(wěn)定D.只要人射光的強度足夠大，就能發(fā)生光電效應(yīng)【答案】B【解析】氫原子的光譜是線狀譜，選項A錯誤；核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，選項B正確；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項A錯誤；只要入射光的頻率足夠大，就能發(fā)生光電效應(yīng)，能否發(fā)生光電效應(yīng)與光強無關(guān)，選項D錯誤；故選B.28．下列說法正確的是（）A.量子論是愛因斯坦首先提出的B.光的強度越大，則光子的能量也就越大C.大量氫原子從高能級向低能級躍遷時，只能發(fā)射某些特定頻率的光子D.238發(fā)生α衰變成釷234時，α粒子與釷234的質(zhì)量之和等于鈾238的質(zhì)量【答案】C【解析】普朗克提出了量子論，愛因斯坦提出了光子說，A錯誤；根據(jù)E=hν知，光子能量與光子頻率有關(guān)，與光強度無關(guān)，B錯誤；大量氫原子從高能級向低能級躍遷時，根據(jù)公式hγ=Em-En可知，輻射光的頻率大小由能級差決定，只能發(fā)射某些特定頻率的光子，種類可用公式Cn229．現(xiàn)有a、b、c三束單束光，其波長關(guān)系為λa:λb:λc=1:2:3.當用A.能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為1B.能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為1C.能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動能為1D.由于c光束光子能量最小，該金屬板不會發(fā)生光電效應(yīng)【答案】B【解析】a、b、c三束單色光,其波長關(guān)系為λa:λb:λc=1:2:3,因為光子頻率v=cλ，知光子頻率之比設(shè)a光的頻率為6a，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hv?W0得，Ek=h?6a?W0，13Ek=h?3a?聯(lián)立兩式解得逸出功W0=32ha.Ek=9c光的光子頻率為2a>W0，能發(fā)生光電效應(yīng)。最大初動能E′km=h?2a?W0=12ha=19Ek.故B正確，故選：B.二、多選題30．關(guān)于光電效應(yīng)的產(chǎn)生以及現(xiàn)象，下列描述正確的是()A.逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大B.對某金屬來說，入射光波長必須大于一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.產(chǎn)生光電效應(yīng)時從金屬表面逸出的所有光電子的動能都相同D.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，一定是入射光的光子能量太小【答案】AD【解析】A、根據(jù)光電效應(yīng)方程：Ekm=hγ-W0可知，發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能隨入射光頻率增大而增大，故A正確。B、、發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，即入射光的波長小于金屬的極限波長，故B錯誤。C、發(fā)生光電效應(yīng)時，由于電子逸出金屬克服束縛力做功不同，則電子逸出金屬時的初動能不同，故C錯誤。D、一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因為光的頻率小于金屬的極限頻率，由E=hν可知入射光的光子能量太小導致不能發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。故選AD?！军c睛】解決本題的關(guān)鍵掌握發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于截止頻率．以及知道光的強弱不影響光電子的能量，只影響單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目．并理解光電效應(yīng)方程的應(yīng)用，注意入射光的頻率決定光電子的最大初動能．31．下列說法正確的是A.盧瑟福通過α粒子散射實驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多能輻射2種頻率的光子C.α粒子的穿透本領(lǐng)比β射線強D.光照射金屬時，只要光的頻率大于金屬的截止頻率，無論光的強弱如何，都能發(fā)生光電效應(yīng)【答案】AD【解析】盧瑟福通過α粒子散射實驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項A正確；大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時，最多能輻射C32=3種頻率的光子，選項B錯誤；α粒子的穿透本領(lǐng)比β射線弱，選項C錯誤；光照射金屬時，只要光的頻率大于金屬的截止頻率，無論光的強弱如何，都能發(fā)生光電效應(yīng)，選項32．用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實驗中，用某種頻率的單色光照射光電管的陰極K，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。那么A.該單色光光的頻率一定小于陰極K的極限頻率B.增加單色光的強度可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.若將變阻器滑片P向左滑動，有可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.交換電源的正負極可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)【答案】CD【解析】電流計G指針不偏轉(zhuǎn)，有可能是電流太小或者由于兩極板間電壓太大，光電子不能達到A板，故有可能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，即該單色光的頻率有可能大于陰極K的極限頻率，若將變阻器滑片P向左滑動，電流增大，所以該情況下有可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A錯誤C正確；如果是該單色光光的頻率小于陰極K的極限頻率，則不可能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，而增加單色光的強度只會增加光電子數(shù)目，仍舊不會發(fā)生光電效應(yīng)，即不會使得電流計發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B錯誤；若發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則交換電源的正負極，則光電子受到電場加速，故可以使得電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D正確．33．如圖甲所示，在光電效應(yīng)實驗中，某同學用相同頻率的三色光，分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個不同的光電管，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)．圖乙為其中一個光電管的遏止電壓UC隨入射光頻率vA.遏止電壓UCB.光電子的最大初動能一定不同C.飽和光電流一定不同D.UC-v【答案】AB【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ekm=hγ-W0；根據(jù)能量守恒定律得：eUC=EKm；聯(lián)立得：eUC=hv-W0

即UC=hγe-W0e，可知，入射光的頻率相同，逸出功W0不同，則遏止電壓UC也不同。故A正確。根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hγ-W0得，相同的頻率，不同的逸出功，則光電子的最大初動能也不同。故B正確。雖然光的頻率相同，但光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同，而飽和光電流也可能相同，故C錯誤。由UC=hγe-W0e，可知，點睛：解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，以及知道遏止電壓與最大初動能之間的關(guān)系，注意Uc～ν圖象斜率的含義．34．在某次光電效應(yīng)實驗中,用不同頻率的光照射光電管陰極,測得對應(yīng)的遏止電壓Uc得到Uc與入射光的頻率v的關(guān)系如圖所示。若該直線的斜率為k跟橫軸的交點坐標為b,電子電荷量的絕對值為e，則可得（A.普朗克常量為ekB.所用陰極材料的逸出功為ekbC.所用陰極材料的極限頻率為bD.當入射光的頻率為2b時,遏制電壓為2kb【答案】ABC【解析】橫截距表示極限頻率，故極限頻率為b，A正確；根據(jù)動能定理有：12mv2=eUc，與愛因斯坦光電效應(yīng)方程12mv2=hν-W0，可得遏制電壓Uc=heν-【點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，以及知道最大初動能與遏止電壓的關(guān)系，對于圖線問題，一般的解題思路是得出物理量之間的關(guān)系式，結(jié)合圖線的斜率和截距進行求解．35．關(guān)于光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的規(guī)律，下列說法正確的是（）A.康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性B.用光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)是因為該入射光的頻率小于金屬的截止頻率C.對于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率無關(guān)D.石墨對X射線散射時，部分X射線的散射光波長會變大，這個現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)【答案】ABD【解析】光電效應(yīng)現(xiàn)象、康普頓效應(yīng)都說明光具有粒子性，A正確；當入射光的頻率大于或等于極限頻率時，才會發(fā)生光電效應(yīng)，B正確；對于同種金屬而言，遏止電壓是一定的，與入射光頻率無關(guān)，C錯誤；石墨對X射線散射時，部分X射線的散射光波長會變大，這個現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)，D正確．36．下列說法正確的是()A.β射線的穿透能力比γ射線強B.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)C.電子的衍射圖樣表明實物粒子也具有波動性D.大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，最多可產(chǎn)生4種不同頻率的光子【答案】BC【解析】三種射線中γ射線的穿透能力最強，A錯誤；根據(jù)黑體輻射規(guī)律：黑體輻射電磁波的強度，按波長的分布，只與黑體的溫度有關(guān)，B正確；衍射是波的特性，故電子的衍射圖樣表明實物粒子具有波動性，C正確；根據(jù)C32=3可知大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，最多可產(chǎn)生337．如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗電路，電源的兩個電極分別與接線柱c、d連接。用一定頻率的單色光b照射光電管時，靈敏電流計G的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的單色光a照射該光電管時，靈敏電流計G的指針不偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是()A.電源正極可能與c接線柱連接B.a光的頻率一定大于b光的頻率C.用a光照射光電管時，可能發(fā)生了光電效應(yīng)D.若靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由f→G→e【答案】AC【解析】AC.由于電源的接法不知道，所以有兩種情況：1.c接負極，d接正極：用某種頻率的單色光b照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知b光頻率大于金屬的極限頻率。用另一頻率的單色光a照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知a光的頻率小于金屬的極限頻率，所以b光的頻率一定大于a光的頻率。2.c接正極，d接負極：用某種頻率的單色光b照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知b光產(chǎn)生的光電子能到達負極d端。用另一頻率的單色光a照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知a光產(chǎn)生的光電子不能到達負極d端，所以b光產(chǎn)生的光電子的最大初動能大，所以b光的頻率一定大于a光的頻率。故AC正確；B.由以上的分析可知，不能判斷出用a光照射光電管時，能否發(fā)生光電效應(yīng)，b光的頻率一定大于a光的頻率。故B錯誤；D.電流的方向與負電荷定向移動的方向相反，若靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由e→G→f，故D錯誤；故選：AC.38．關(guān)于光電效應(yīng)，下列幾種敘述正確的是A.如果入射光的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時所需做的最小功，便不能發(fā)生光電效應(yīng)B.入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，有可能不發(fā)生光電效應(yīng)C.用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動能大D.對于任何一種金屬，都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)【答案】AD【解析】根據(jù)光電效應(yīng)的條件可知，入射光子的能量小于電子脫離某種金屬所做功的最小值，不能發(fā)生光電效應(yīng)。故A正確。能否發(fā)生光電效應(yīng)只與熱射光的頻率有關(guān)，則入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，仍能發(fā)生光電效應(yīng)，選項B錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程，Ek=hγ-W，可知，逸出光電子的最大初動能

Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系，而不可見光中的紅外線的頻率小于可見光的頻率。故C錯誤；對于任何一種金屬，都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，選項D正確；故選AD.三、解答題39．分別用波長為λ和34λ的單色光照射同一金屬,發(fā)出的光電子的最大初動能之比為1∶2。以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,【答案】W0【解析】設(shè)此金屬的逸出功為W，根據(jù)光電效應(yīng)方程得如下兩式：當用波長為λ的光照射時：Ek1當用波長為3λ4E又Ek1由以上各式解得：W=2故此金屬板的逸出功是：W=240．金屬鋁的逸出功W0=4．2eV，現(xiàn)在用頻率為（1）光電子的最大初動能；（2）遏止電壓?！敬鸢浮浚?）1.32×10-18J（2）8.24V【解析】【分析】根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程求光電子的最大初動能，根據(jù)動能定理得到遏止電壓；解：（1）鋁的逸出功為：W根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：E解得：E（2）沒有光電流時，到達負極的光電子的速度恰好等于0，根據(jù)動能定理得到：eU解得，遏止電壓為：U41．如圖所示，光電管的陰極k是用極限波長為λ0=5.0×10-7m的鈉制成?，F(xiàn)用波長為λ=3.0×10-7m的紫外線照射陰極K,當光電管陽極A和陰極K之間的電壓U=2.1V時，光電流達到最大值Im=0.56μA。已知元電荷的電荷量e=1.60×10-19C，普朗克常量h=6.63×10-34J.s，光速c=3×108m/s.求：（1）每秒鐘內(nèi)由陰極K發(fā)射的光電子數(shù)目n；（2）電子到達陽極A時的最大初動能Ekm；(保留三位有效數(shù)字)（3）該紫外線照射下陰極的遏止電壓Uc。(保留三位有效數(shù)字)【答案】（1）3.5×1012(個)（2）6.01×10-19J(或3.76ev)（3）1.66V【解析】（1）光電流達到最大值時Im=qt；解得n=3.5×1012(個)（2）光電子從陰極K逸出時的最大初動能為Ekm0，由光電效應(yīng)方程有Ekm0=hc由動能定理Ekm=Ekm0+Ue解得Ekm=6.01×10-19J(或3.76eV)（3）由Uce=Ekm0可得Uc=1.66V42．電子撞擊一群處于基態(tài)的氫原子，氫原子激發(fā)后能放出6種不同頻率的的光子，然后讓這6種光子照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，已知氫原子的能級圖如圖所示，求：(1)氫原子躍遷過程中釋放的最大能量；(2)金屬鈉發(fā)出的光電子的最大動能。【答案】(1)12.75eV(2)10.26eV【解析】（1）氫原子激發(fā)后能放出6種不同頻率的的光子，根據(jù)N=nn-12，知氫原子處于n=4的能級，那么氫原子躍遷過程中釋放的最大能量應(yīng)該是從n=4能級到n=1（2）用釋放的最大能量去照射金屬鈉，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知：Ek故本題答案是：(1)12.75eV(2)10.26eV點睛：氫原子激發(fā)后能放出6種不同頻率的光子，根據(jù)N=nn-1243．已知某金屬的極限波長為0.6μm，用0.5μm的光照射該金屬表面時發(fā)射光電子的最大初動能為多少焦耳？該金屬的逸出功為多少焦耳？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，結(jié)果保留2位有效數(shù)字)【答案】6.6×10－20J，3.3×10－19J【解析】試題分析：根據(jù)W=hv0即可求出該金屬的逸出功，然后根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，求解光電子的最大初動能。金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率ν0＝。金屬的逸出功W0＝hν0＝h=3.3×10－19J由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0＝h－h(huán)＝hc(－)＝6.6×10－20J點睛：本題主要考查了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，掌握發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的條件：入射光的頻率大于或等于極限頻率．根據(jù)光電效應(yīng)方程可求出最大初動能。44．如圖所示，陰極材料由鋁制成，已知鋁的逸出功為W0，現(xiàn)用波長為λ的光照射鋁的表面，使之產(chǎn)生光電效應(yīng)。已知電子的電量為e，普朗克常量為h，真空中光速為c（1）光電子的最大初動能；（2）電壓表示數(shù)至少為多大時電流表示數(shù)才為零?！敬鸢浮浚?）hcλ-W0【解析】試題分析：根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hv-W0，求解光電子的最大初動能；當光電管兩極間存在反向電壓時，電子做減速運動，光電流恰好為零時，光電子達到K極的速度恰好為零，根據(jù)動能定理求解。(1)根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0根據(jù)：v=c最大初動能Ek(2)電流表示數(shù)為零時，根據(jù)動能定理有：eUc＝Ek代入：E解得：Uc點睛：本題主要考查了光電效應(yīng)方程，知道最大初動能與遏止電壓的關(guān)系。45．現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為d的某生物大分子的結(jié)構(gòu)．為滿足測量要求，將顯微鏡工作時電子的德布羅意波長設(shè)定為d/n，其中n>1.已知普朗克常量h、電子質(zhì)量m、和電