人教版（新课程标准）高二物理第十七章波粒二象性同步巩固练习（含答案）.docx

1、人教版（新课程标准）高二物理-第十七章-波粒二象性-同步巩固练习（含答案）一、单选题1.关于康普顿效应，下列说法正确的是（ ） A.康普顿效应证明光具有波动性B.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变短了C.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变长了D.康普顿效应可用经典电磁理论进行解释2.入射光照到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法正确的是（ ） A.逸出的光电子的最大初动能减少B.从光照至金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将增加C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少D.不发生光电效应3.频

2、率为v的光照到某金属材料时，产生光电子的最大初动能为Ekm ， 改用频率为3v的光照射同一金属材料，则所产生光电子的最大初动能为（h为普朗克常量）（ ） A.3EkmB.Ekm+hvC.EkmhvD.Ekm+2hv4.下列说法中正确的是（ ） A.黑体热辐射强度与波长有关，温度升高，各种波长的辐射都有增加，且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动普朗克在对黑体辐射的研究时，提出了光子的假说B.大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹，这表明所有的电子都落在明条纹处C.电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性D.光波是一种概率波光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质5.

3、入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则（ ） A.从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D.有可能不发生光电效应6.下列说法中正确的是（ ） A.物质波属于机械波B.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C.德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波D.宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性7.经150V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后

4、的屏上，则（ ） A.所有的电子运动轨迹都相同B.所有的电子到达屏上的位置坐标都相同C.电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D.电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置8.下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压Uc和入射光的频率v的几组数据U0/V0.5410.6370.7140.8090.878V/1014Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上数据应用Execl描点连线，可得直线方程，如图所示则这种金属的截止频率约为（ ） A.3.51014HzB.4.31014HzC.5.51014HzD.6.01014Hz二、多

5、选题9.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象，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称为反向截止电压，根据反向截止电压，可以计算光电子的最大初动能Ekm ， 现分别用频率为v1、v2的单色光照射阴极，测量的反向截止电压分别为U1与U2 ， 设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系中正确的是（ ）A.当用频率为v1的光照射时，光电子的最大初速度v= B.阴极K金属的逸出功W逸=hv1eU1C.阴极K金属的极限频率v0= D.普朗克常量h= 10.在

6、光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（ ） A.增大入射光的强度，光电流增大B.减小入射光的强度，光电效应现象消失C.改变频率小于的光照射，一定不发生光电效应D.改变频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大11.下列说法正确的是（ ） A.氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时系统的电势能减小B.一个电子和一个质子如果具有相同的动能，则电子的德布罗意波长更长C.原子的结合能越大表示原子核中的核子结合越牢固D.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该光束的波长太长E.在目前核电站普遍使用的“热中子”核反应堆中，镉棒的作用是使快

7、中子减速12.在做光电效应实验时，某金属被光照射产生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能EK与入射光的频率v的关系如图所示，c、v0为已知量由图线可知（）A.普朗克常量的数值B.该金属的逸出功C.该金属的极限频率D.入射光的频率增大，金属的极限频率随之增大13.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生下列说法正确的是（ ） A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生14.1924年法国物

8、理学家德布罗意提出物质波的概念，任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长为= ，p为物体运动的动量，h是普朗克常数同样光也具有粒子性，光子的动量为：p= 根据上述观点可以证明一个静止的自由电子如果完全吸收一个光子会发生下列情况：设光子频率为，则E=h，p= = ，被电子吸收后有 =mV，h= mV2 ， 解得：V=2c，电子的速度为光速的二倍，显然这是不可能的关于上述过程以下说法正确的是（ ） A.因为在微观世界动量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子有可能完全吸收一个光子B.因为在微观世界能量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子有可能完全吸收一个光子C.动量

9、守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用规律，所以唯一结论是电子不可能完全吸收一个光子D.若光子与一个静止的自由电子发生作用，则光子被电子散射后频率会减小三、填空题15.氦氖激光器发出波长为633nm的激光，此激光光子的能量为_J （保留3位有效数字）；此激光照到极限频率为4.55l014Hz的金属铯表面，产生的光电子的最大初动能为_J （保留3位有效数字）（普朗克常量h=6.63l034Js，真空光速c=3.00108m/s） 16.用不同频率的光照射某金属，测量其反向遏止电压UC与入射光频率，得到UC图象，根据图象求出该金属的截止频率C=_Hz，金属的逸出功W=_eV，普朗克常量h=_Js

10、17.用甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，两种光的频率v甲_v乙（填“”，“”或“=”），_（选填“甲”或“乙”）光的强度大已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0 ， 则甲光对应的遏止电压为_（频率用v，元电荷用e表示）18.在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为0 ， 该金属的逸出功为_若用波长为（0）单色光做实验，则其截止电压为_（已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h） 19.如图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角此时锌板带_电（填“正”或“负”）使验电器指针回到零，再用相同

11、强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针_（填“有”或“无”）偏转20.用某一频率的单色光照射到一块金属板表面时，能发生光电效应，且测得光电子的最大初动能为2eV若换用频率是原来的1.8倍的单色光照射该金属，光电子的最大初动能为6eV则该金属的逸出功为_ 四、实验探究题21.1916年，美国著名实验物理学家密立根，完全肯定了爱因斯坦光电效应方程，并且测出了当时最精确的普朗克常量h的值，从而赢得1923年度诺贝尔物理学奖其原理如图甲所示，若测量某金属的遏止电压Ue与入射光频率v的关系图象如图乙所示，图中频率v1、v2 ， 遏止电压U

12、e1、Ue2及电子的电荷量e均为已知，则：（1）普朗克常量h=_； （2）该金属的截止频率v0=_ 五、综合题22.波长为017 m的紫外线照射至金属圆筒上使其发射光电子，光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中，做最大半径为r的匀速圆周运动时，已知rB56106 Tm，光电子的质量m911031 kg，电荷量e161019 C，求： （1）每个光电子的能量； （2）金属筒的逸出功 23.太阳能光电直接转换器的工作原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能图示为测定光电流的电路简图（1）现给光电管加正向电压，则A极是电源的_极，E连线柱是电流表的_接线柱（填“正”或“负”）； （2）入射光应照射

13、在_极上（填“C”或“D”）； （3）若电流表读数是1A，电子所需电荷量c=1.61019C，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是_个 24.铝的逸出功为42 eV，现用波长为200 nm的光照射铝的表面已知h6631034Js，求： （1）光电子的最大初动能； （2）遏止电压； （3）铝的截止频率 答案一、单选题1.【答案】C 【解析】【解答】解：A、康普顿效应揭示了光具有粒子性，故A错误； BC、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 ，知波长变长，故B错误，C正确；D、光电效应和康普顿效应都无法用经典电磁理论进行解释，D错误；故选：C

14、【分析】在康普顿效应中，散射光子的动量减小，根据德布罗意波长公式判断光子散射后波长的变化，康普顿效应进一步表明光子具有动量，体现光的粒子性2.【答案】C 【解析】【解答】解：A、根据光电效应方程Ekm=hvW0知，入射光的频率不变，则逸出的光电子最大初动能不变，故A错误B、光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，不影响发射出光电子的时间间隔故B错误，C正确D、能否发生光电效应与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，频率保持不变，入射光强度减弱，仍然能发生光电效应，故D错误故选：C【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目结合光电效应

15、方程分析影响最大初动能的因素3.【答案】D 【解析】【解答】解：根据光电效应方程得，金属的逸出功为 W0=hvEkm改用频率为3v的光照射同一金属材料，则所产生光电子的最大初动能 Ekm=3hvW0=Ekm+2hvD符合题意，A、B、C不符合题意故答案为：D【分析】根据光电效应公式hv=W0+Ek，其中W0是金属的逸出功，利用题目条件求出W0，再代入新光子的频率求解即可。4.【答案】C 【解析】【解答】解：A、根据黑体辐射的规律可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动故A错误B、大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹，这表明落在明条纹处的电

16、子较多、落在暗条纹出的电子较少，故B错误C、任何一个运动着的物体，小到电子质子大到行星太阳，都有一种波与之对应这种波称为物质波，故电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性，故C正确D、波粒二象性是光的根本属性，与光子之间的相互作用无关，故D错误故选：C【分析】黑体辐射随着波长越短温度越高辐射越强；德布罗意提出物质波，认为一切物体均有波粒二象性；波粒二象性是光的根本属性，与光子之间的相互作用无关5.【答案】C 【解析】【解答】解：A、光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，不影响发射出光电子的时间间隔故A错误B、根据光电效应方程知，EKM=hW0知，入射光的频率不变，则最大初动能不变故B错误C、

17、单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，光电流减弱，C正确D、入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应故D错误故选C【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目6.【答案】C 【解析】【解答】任何一个运动的物体都具有波动性，但因为宏观物体的德布罗意波波长很短，所以很难看到它的衍射和干涉现象，所以C项符合题意，B、D项不合题意；物质波不同于宏观意义上的波，故A项不符合题意.答案为C【分析】一切运动的物体都具有对应的物质波；物质波的波长 h /p，与动量P成反比，宏观物体动量大，物质波的波长相对很小，波动性弱，不容易观察到波动性；波长越长越

18、容易发生干涉和衍射。7.【答案】D 【解析】【解答】解：由物质波原则可知，它受波动概率影响，由测不准原则得无法确定坐标，所以D是正确的，ABC错误 故选：D【分析】任何物质都具有波粒二象性，由物质波原则可知，它受波动概率影响8.【答案】B 【解析】【解答】解：根据光电效应方程得：Ekm=hvW0=hvhv0解得：Uc= v = v 与直线方程Uc=0.3973 1.7024，比较可知，图线的斜率为： = ，同时： =1.7024联立得：v04.31014 Hz故B正确，ACD错误故选：B【分析】通过图线的斜率求出普朗克常量；遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率二、多选题9.【答案】A,B,

19、D 【解析】【解答】解：A、当用频率为v1的光照射时，根据动能定理得， ，解得光电子的最大初速度 ，故A正确B、根据光电效应方程得，eU1=hv1W逸 ， 解得逸出功W逸=hv1eU1 ， 故B正确C、根据光电效应方程有：eU1=hv1hv0 ， eU2=hv2hv0 ， 联立方程组解得h= ，极限频率v0= ，故C错误，D正确故选：ABD【分析】根据截止电压，结合动能定理求出光电子的最大初速度根据光电效应方程求出金属的逸出功，根据光电效应方程，联立方程组求出普朗克常量和金属的极限频率10.【答案】A,D 【解析】【解答】解：A、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应

20、，与入射光的强度无关，与光照时间也无关，当发生光电效应时，增大入射光的强度，则光电流会增大故A正确；B、入射光的频率大于金属的极限频率，才会发生电效应，与入射光的强度无关，故B错误；C、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当改变频率小于，但不一定小于极限频率，故C错误；D、在光电效应中，根据光电效应方程知，Ekm=hvW0 ， 入射光的频率越高，光电子最大初动能越大故D正确故选：AD【分析】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素11.【答案】ABD 【解析】【解答】解：A、氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，

21、能量减小，轨道半径减小，根据 ，知电子动能增大，则电势能减小故A正确 B、质子质量比电子质量大，根据 ，知质子动量大，根据 ，质子的德布罗意波长较小，电子的德布罗意波长更长，故B正确；C、原子的比结合能越大表示原子核中的核子结合越牢固，故C错误；D、一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，入射光频率小于极限频率，波长大于极限波长，故D正确；E、在核反应堆中石墨主要起减速剂的作用，将快中子变成慢中子镉棒起到吸收中子的作用，能控制中子的数目，从而控制和反应的速度，故E错误；故选：ABD【分析】根据轨道半径的变化，通过库仑引力提供向心力得出电子动能的变化，通过能量的变化得出电势能的变化；发生光电效应

22、的条件是入射光的频率等于金属的极限频率；物质波的波长 ；核反应堆中石墨主要起减速剂作用，镉棒起到吸收中子的作用，从而控制和反应的速度12.【答案】A,B,C 【解析】【解答】解：A、根据爱因斯坦光电效应方程EK=hW，任何一种金属的逸出功W一定，说明EK随频率f的变化而变化，且是线性关系（与y=ax+b类似），直线的斜率等于普朗克恒量，故A符合题意；B、EK=hW，EK=0时有f0W=0，所以逸出功W=h0 ， 故B符合题意；C、直线与横轴的截距O0表示EK=0时的频率0 ， 即为金属的极限频率，故C符合题意；D、金属的逸出功是由金属本身决定的，与入射光的频率无关故D不符合题意；故答案为：AB

23、C【分析】解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道逸出功与极限频率的关系。13.【答案】A,B,C 【解析】【解答】解：A、保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大，因为饱和光电流与入射光的强度成正比，故A正确；B、根据光电效应方程Ekm=hW0以及动能定理：Ekm=eU，可知遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，故B正确；C、根据光电效应的规律，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，所以入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C正确；D、如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应，不会有光电流产生，故D错误；故选：ABC【分析】发生光电效应的条件是

24、入射光的频率大于金属的极限频率，根据光电效应方程知，光子频率越大，光电子的最大初动能越大，光强度会影响单位时间内逸出的光电子数目14.【答案】CD 【解析】【解答】解：A、根据常识“动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用的规律”从而可判断选项A、B错误， C、光电效应中金属内部电子在吸收一定能量的光子后克服逸出功从而成为自由电子、以及玻尔能级跃迁中基态的电子吸收一定频率的光子后能跃迁到较高能级的印象，在这两个例子中，都是电子吸收光子的故C正确；D、同时学生头脑中有康普顿效应的印象，所以能判断光子被电子散射后因能量变小从而频率降低，所以选项D正确故选：CD【分析】根据动量守恒定律、能量守恒

25、定律结合题意，即可求解三、填空题15.【答案】3.141019；1.231020 【解析】【解答】解：光子的能量：E= = J=3.141019J根据光电效应方程：Ekm=hh0=E=h0=3.1410196.6310344.551014=1.231020J故答案为：3.141019 ， 1.231020【分析】求出每个光子的能量，每秒内发出的光子数与每个光子能量的乘积是激光器每秒做的功，每个光子的能量E=h16.【答案】5.01014；2.0；6.41034 【解析】【解答】解：根据光电效应方程得，Ekm=hW0=hh0又Ekm=eUC解得Uc= = 知图线的斜率 = ，解得h=6.4103

26、4Js当Uc=0，W0=2eV；则有：=0=5.01014Hz故答案为：5.01014 ， 2.0；6.41034【分析】根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系，通过图线的斜率求出普朗克常量遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率17.【答案】=；甲；【解析】【解答】解：根据eUc=hv0=hvW0 ， 由于Uc相同，因此两种光的频率相等，根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大；由光电效应方程 mv2=hvW0 ， 可知，电子的最大初动能EKm=hvW0；那么甲光对应的遏止电压为Uc= ；故答案为：=，甲， 【分析】根据光的强度越强，形成的光电流越

27、大；并根据光电效应方程，即可求解18.【答案】h ； 【解析】【解答】解：金属的逸出功为：W0=h0=h 根据光电效应方程知：Ekm=h h ，又Ekm=eU，则遏止电压为：U= 故答案为：h ， 【分析】逸出功W0=hc ， 根据该公式求出金属逸出功的大小根据光电效应方程，结合Ekm=eU求出遏止电压的大小19.【答案】正；无 【解析】【解答】解：用紫外线灯照射锌板，发生光电效应，发出光电子，锌板和验电器带正电，使静电计指针回到零，再用相同光照强度的钠灯发出的黄光照射锌版，静电计指针无偏转，说明了黄色光不能使锌板发生光电效应，当改用强度更大的红外线灯照射锌板，也不能发生光电效应，故静电计的指

28、针不偏转故答案为：正；无【分析】发生光电效应时，锌板和验电器带正电，只有发生光电效应，验电器指针才会偏转20.【答案】3eV 【解析】【解答】解：根据光电效应方程得：用某一频率的单色光照射时：Ekm1=hvW0 ， 若换用频率是原来的1.8倍的单色光照射时：Ekm2=1.8hvW0 ， 代入数据解得：W0=3eV答：金属的逸出功为3eV【分析】根据光电效应方程，结合金属的逸出功不变，根据光子能量求出金属的逸出功四、实验探究题21.【答案】（1）（2）【解析】【解答】解：（1）根据爱因斯坦光电效应方程：Ek=hvW0动能定理：eUc=Ek得： ，结合图象知：k= ，解得普朗克常量h= （2）当遏

29、止电压为零时，入射光的频率等于金属的截止频率，即横轴截距等于截止频率，k= = ，解得v0= 故答案为：（1） ，（2） 【分析】根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系，通过图线的斜率求出普朗克常量遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率五、综合题22.【答案】（1）解:光电子做匀速圆周运动时，在垂直磁场之间的平面内运动，它的动能即最大动能由向心力公式eBv 得v 所以 mv2 m（ ）2 J4411019 J（2）解:由爱因斯坦光电效应方程EkhW0得W0h mv2W0 mv2 ， 代入数据得W07291019 J 【解析】【分析】电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，求

30、得运动的速度，再结合动能表达式，即可求解；根据爱因斯坦光电效应方程同，求得金属的逸出功。23.【答案】（1）正；负（2）D（3）6.251012 【解析】【解答】解：（1）由图可知，D为阴极，C是对阴极，电子在电场力作用下，从D加速到C，则电源左边A为正极，右边B为负极；电流表是上正下负；如图所示；（2）从光电管阴极D发射的光电子，要在回路中定向移动形成电流，因此光射在D极上；（3）因A端应该与电源的正极相连，这样电子出来即可被加速，从而在回路中形成电流；每秒在回路中通过的电量为：Q=It 所以产生的光电子数目至少为：n= 联立得：n=6.251012个故答案为：（1）正，负（2）D；（3）6.251012【分析】由于电子带负电，因此要在回路中形成电流，A应该与电源的正极相连，根据Q=It，求出每秒流过的电量，然后根据n= 可求出光电子的数目24.【答案】（1）解:根据光电效应方程EkhW0有Ek W0 J42161019 J32251019 J（2）解:由EkeUc可得Uc V2016 V（3）解:由hcW0知c Hz10141015 Hz 【解析】【分析】根据光电效应方程求解光电子的最大初动能；光电子动能减小到0时，反向电压即遏制电压，根据动能定理求解遏止电压；再由逸出功W0=hvc ， 求出铝的截止频率vc。