波粒二象性 一、选择题（共 15 题） 1．某激光器能发射波长为 λ 的激光，发射功率为 P，c 表示光速，h 表示普朗克常量，则激光器每秒发射 的能量子数为(　　) pc A． h hc B．  p C． hc c D． hp 2．已知用频率为 γ 的单色光照射某金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为 E，已知普朗克常量为 h， 则要使此金属发生光电效应的极限频率应为 A．γ-Eh B．γ+Eh E C．γ- h E D．γ+ h 3．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为 530nm 的绿光时，只要每秒有 6 个绿光的能量子射 入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量取 6.63×10-34J•S，光速为 3.0×108m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到 的最小功率是（ A．2.3×10-18W ） B．3.8×10-19W C．7.0×10-18W D．1.2×10-18W 4．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是 ( 　　 ) A．  粒子散射实验揭示了原子核内部的复杂性 B．光电效应现象揭示了光具有粒子性 C．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光 电子的最大初动能也随之增大 D．处于基态的氢原子最不稳定 5．以下说法不正确的是 A．电子束通过铝箔形成的衍射图样证实了实物粒子的波动性 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关 D．一个处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生 6 种不同频率的光子 6．下列关于四幅图中所涉及的物理知识论述，正确的是 （　　） A．甲图中经调制后的无线电波的波形是调频波的波形 B．乙图中的电子束穿过铝箔的衍射图样说明电子具有波动性 C．丙图是薄膜干涉演示实验中，将肥皂膜水平放置后，观察到的干涉图样 D．丁图中用相机拍摄玻璃后的景物时，是通过镜头表面的增透膜减弱玻璃表面的反射光影响 7．“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中的小水珠发生色 散形成彩虹的光路示意图，a、b 为两种折射出的单色光。以下说法正确的是（　　） A．a 光光子能量大于 b 光光子能量 B．在水珠中 a 光的传播速度小于 b 光的传播速度 C．用同一双缝干涉装置看到的 a 光干涉条纹间距比 b 光宽 D．如果 b 光能使某金属发生光电效应，则 a 光也一定能使该金属发生光电效应 8．某种金属逸出光电子的最大初动能 Ekm  ν 0 与入射光频率 的关系如图所示，其中 为截止频率。由图可知   0 A．当 时，不会逸出光电子 B． C．逸出功与入射光的频率有关 D．图中直线的斜率与普朗克常量有关 Ekm 与入射光的频率成正比 9．下列说法中正确的是（　　） A．光电效应现象说明光具有粒子性，康普顿效应现象说明光具有波动性 B．太阳能的主要来源是太阳中发生的重核裂变 C．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时逸出的光电子的最大初动能较大 D．卢瑟福由 α 粒子散射实验否定了原子的“枣糕”模型，建立了原子的核式结构模型 10．某种金属逸出光电子的最大初动能 Ekm 与入射光频率 ν 的关系如图所示，下列说法正确的是 A．当 ν<ν0 时，会逸出光电子 B．如换用其它的金属，其图线必过（ν 0 ，0）这一点 C．如换用其它的金属，其图线不一定与此图线平行 D．图中直线的斜率与普朗克常量有关 11．在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用频率为 v、2v 的单色光照射某金属，逸出的光电子最大 速度之比为 1：2，普朗克常量用 h 表示，则 ( 　　 ) A．光电子的最大初动能之比为 1：2 B．该金属的逸出功为当 2hv 3 v C．该金属的截止频率为 3 D．用频率为 v 2 的单色光照射该金属时能发生光电效应 12．关于近代物理知识，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．在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子因而光子动量变 小 C．原子核衰变时电荷数和质量都守恒 D．现在地球上消耗的能量，绝大部分来自太阳，即太阳内部裂变时释放的核能 13．下列说法正确的是（　　） A．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，因此光子散射后波 长变短 B．用频率为 ν 的光照射某金属研究光电效应，遏止电压为 Uc，则该金属的逸出功为 hν-eUc C．有核能释放的核反应一定有质量亏损 D．由波尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电 子的动能减少，电势能增大 14．金属钠的逸出功为 2.48eV，则下列各色光中，能使钠发生光电效应的有（　　） A．波长为 6.5×10-7m 的红光 B．频率为 5.5×1014Hz 的红光 C．波长为 4.8×10-7m 的蓝光 D．频率为 7.5×1014Hz 的紫光 15．甲、乙两个学习小组利用如图（1）所示的电路进行光电效应的实验，甲组同学实验过程中选择的光 电管阴极材料为金属银，乙组同学实验过程中选择的光电管阴极材料为金属锌，两个小组均换用不同频率 的入射光进行实验并记录相关数据，之后均以反向截止电压 Ue 为纵坐标、入射频率 ν 为横坐标描点作图， 其中甲同学得到的图线如图（2）所示，下列说法正确的是 A．金属银的极限频率为 5.0×1014Hz B．金属银的极限频率为 2.0×1014Hz C．甲组同学实验过程中，入射光频率为 10×1014Hz 时的光电流一定比频率为 17.5×1014Hz 时的光电流小 D．甲、乙两个学习小组所描绘的 Ue-ν 图象的斜率在实验误差允许范围内是相等的 二、非选择题 16．从人类第一次使用光来驱赶自然界的黑暗以来，许多研究物理学的巨匠都怀着极大的兴趣去研究光， 研究光是什么．牛顿认为光具有粒子的性质，惠更斯提出光的波动说，请你按人类对光的认识过程进行排 序____________． A．爱因斯坦提出光子说 B．托马斯·杨在实验中成功地观察到光的干涉现象 C．麦克斯韦根据他的电磁理论提出光是电磁波 D．伦琴发现 X 射线 17．爱因斯坦为解释光电效应现象提出了___________说，光电效应现象说明光具有___________性． 18．如图所示，一验电器与某金属板相连，在 A 处用一绿色灯照射该金属板，验电器张开一定偏角，关灯 后，指针保持一定偏角． （1）现用一带少量负电的金属小球与该金属板接触，则验电器指针偏角将______(填“增大”“减小”或“不 变”)． （2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射该金属板，验电器指针无偏转．那么， 若改用强度更大的红外线灯照射该金属板，可观察到验电器指针______(填“有”或“无”)偏转．若改为强度很 小的紫色灯照射该金属板，可观察到验电器指针______(填“有”或“无”)偏转． 19．黑体：能够完全吸收入射的各种波长的______而不发生反射。 20．人体表面辐射本领的最大值落在波长为 940μm 处，它对应的是何种辐射？能量子的值为多大？ 21．在光电效应中，电子获得光子的能量后最终成为光电子，其中一部分能量用于克服金属的阻碍做功， 剩下的能量就是光电子的初动能．能量为 6.0 eV 的光子射入某金属表面后，逸出光电子的最大初动能为 2.5 eV，已知 h=6.6× 10 34 J·s，元电荷电荷量为 e=1.6× 10 19 C。求： （1）金属的逸出功 W； （2）该条件下的遏止电压 Ue； （3）这种金属发生光电效应的极限频率 v。（结果保留 2 位有效数字） 22．在如图所示的装置中，K 为一个金属板，A 为一个金属电极，都密封在真空玻璃管中，单色光可通过 玻璃壳照在 K 上，E 为可调直流电源．实验发现，当用某种频率的单色光照射 K 时，K 会发出电子(光电效 应)，这时，即使 A、K 间的电压等于零，回路中也有电流，当 A 的电势低于 K 时，电流仍不为零．A 的电 势比 K 低得越多，电流越小，当 A 比 K 的电势低到某一值 Uc(遏止电压)时，电流消失．当改变照射光的频 率 ν 时，遏止电压 Uc 也将随之改变．如果某次实验我们测出的一系列数据如图所示，若知道电子的电荷量 e，则根据图象可求出 ⑴ 该金属的截止频率为多少？ ⑵ 该金属的逸出功 W0 为多少？ ⑶ 普朗克常量 h 为多少？参考答案： 1．C 【详解】 每个光子的能量为 c E=hγ=h  设每秒（t=1s）激光器发出的光子数是 n，则 Pt=nE 即 c P=nh  得 n= P hc 故选 C。 2．C 【详解】 E 根据光电效应方程： W0  h  E ，又因为： W0  h 0 ，可求极限频率为 0    h ，所以 A、B、D 错误；C 正确． 3．A 【详解】 hc - 19 绿光光子能量 E = hv =  = 3.8�10 J，每秒钟最少有 6 个绿光的光子射入瞳孔才能 - 19 被入察觉，所以 P = 6 �3.8�10 W = 2.3�10- 18 W． A.由计算可知人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是 2.3×10-18W，故 A 正确； B.由计算可知人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是 2.3×10-18W，故 B 错误； C.由计算可知人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是 2.3×10-18W，故 C 错误； D.由计算可知人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是 2.3×10-18W，故 D 错误． 4．B 【详解】 卢瑟福的 α 粒子散射实验，让 α 粒子穿越原子，少数 α 粒子发生偏转，极少数 α 粒子发生大角度偏转，揭 示了原子的核式结构，故 A 错误；光电效应现象揭示了光具有粒子性，故 B 正确；紫外线照射到金属锌板 表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不变，故 C 错误；处于基态的氢原子最稳定，故 D 错误．所以 B 正确，ACD 错误． 5．D 【详解】 电子束通过铝箔形成的衍射图样证实了实物粒子的波动性，选项 A 正确；由黑体辐射规律可知，辐射电磁 波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故 B 正确；放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外 部条件无关，选项 C 正确；一个处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生 3 种不同频率的光 子，即 4→3,3→2,,2→1，选项 D