波粒二象性专题
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波粒二象性专题一、单选题1．用某一单色光照射一金属产生光电效应，入射光的波长从400nm减少到360nm,则遏止电压的改变是（）。
A. 0B. 0.345VC. 0.545VD. 1.231V【答案】B【解析】根据爱因斯坦光电效应方程E k=ℎν−W0，和E k=eU c，得到遏止电压和入射光频率的关系为：U c=ℎe ⋅ν−W0e，又因为c=λ⋅ν，则U c=ℎe⋅cλ−W0e，所以当入射光的波长从λ1=400nm减少到λ2=360nm，则遏止电压的改变ΔU c=ℎce 1λ2−1λ1，代入数据得：ΔU c=0.545V。
故本题选B2．关于近代物理内容的叙述正确的是（）A. β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领比γ射线强B. 光电效应和康普顿效应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，也具有动量C. 某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少6个D. 氡的半衰期为3．8天，4个氡原子核经过7．6天后就一定只剩下1个氡原子核【答案】B【解析】γ射线是电磁波，β射线不是电磁波，β射线穿透本领比γ射线弱，选项A错误；光电效应和康普顿效应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，也具有动量，选项B正确；某原子核经过一次α衰变核内中子数减小2，两次β衰变后，核内中子数减少2个，则核内中子数减少4个，选项C错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，则选项D错误；故选B.3．有关光的本性，下列说法正确的是()A. 光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B. 光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C. 大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D. 由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性【答案】D【解析】A、光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故A 错误；B、光是概率波，不同与机械波；光的粒子性也不同与质点；即单个光子即具有粒子性也具有波动性；故B错误；C、单个光子即具有粒子性也具有波动性，只是大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故C错误；D、由于光具有波动性，又具有粒子性，即光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性，故无法只用其中一种去说明光的一切行为，故光具有波粒二象性，故D正确；故选D。
【点睛】光的波粒二象性是指光波同时具有波和粒子的双重性质，但有时表现为波动性，有时表现为粒子性．个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．4．右图为黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则( )A. 各种波长的辐射强度都有减少B. 只有波长短的辐射强度增加C. 辐射电磁波的波长先增大后减小D. 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动【答案】D【解析】由图象可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故AB错误，D正确。
随着温度的升高，黑体的辐射增强，波长变短，频率增大，故C错误。
故选D。
点睛：通过黑体辐射的强度与波长的关系图象，考生应牢记两大特点：①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加；②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．5．下列说法中正确的是A. 汤姆孙发现了电子，并发现了天然放射现象B. 对于ɑ射线、β射线、γ射线这三种射线而言，波长越长，其能量就越大C. 天然放射现象的发现，说明原子可以再分D. 黑体辐射的实验表明，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动【答案】D【解析】贝可勒尔发现天然放射性，由于天然放射性是原子发生变化而产生的，则说明原子核是有内部结构的，AC错误；波长越长，频率越小，根据E=ℎν可知能量越低，B错误；黑体辐射的实验表明，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动，D正确．6．关于光电效应，以下说法正确的是（）A. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B. 光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C. 能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功D. 用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是的黄光照射该金属一定不发生光电效应【答案】C【解析】根据E km=hγ-W逸出功可知，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，带不是成正比，选项A 错误；光电流的强弱与入射光的光强有关，与光电子的最大初动能无关，选项B错误；根据光电效应的规律，能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功，选项C正确；绿光的频率大于黄光，则用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属不一定发生光电效应，选项D错误；故选C.7．图甲为氢原子的能级图,图乙为某金属在光的照射下,发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象。
若氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子刚好使该金属发生光电效应,普朗克常数h=6.63×10-34 J·s,1 eV=1.6×10-19 J,则下列说法正确的是()A. 由乙图知普朗克常量h=-Ev0B. 乙图中E=hν0=1.89 eVC. 该金属的极限频率为5.4×1014HzD. 用氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级释放的光子去照射该金属,打出光电子的最大初动能为10.2 eV【答案】B【解析】由爱因斯坦光电效应方程E k=hv-hv0知，结合图象可知，图线的斜率k=h=Ev0，故A错误。
纵轴截距的大小等于逸出功，即E=hv0，氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子刚好使该金属发生光电效应，则逸出功W0=-1.51-（-3.40）eV=1.89eV，则E=hv0=1.89eV，故B正确。
金属的极限频率v0＝W0ℎ＝1.89×1.6×10−196.63×10−34Hz=4.6×1014Hz，故C错误。
氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级，辐射的光子能量等于10.2eV，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能E km=hv-W0=10.2eV-1.89eV=8.31eV，故D错误。
故选B。
8．在用单缝衍射实验验证光的波粒二象性的实验中，下列说法中正确的是()A. 使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上也不会显示衍射图样B. 单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C. 光子通过狭缝后的运动路径是直线D. 光的波动性是大量光子运动的规律【答案】D【解析】使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其它地方机会较少。
因此会出现衍射图样，故A错误；单个光子通过单缝后，要经过足够长的时间，底片上会出现完整的衍射图样，故B错误；光子通过狭缝后要发生衍射，则其运动路径不是直线，选项C错误；单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性。
所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，故D正确。
故选D。
9．下列说法中错误的是（）A. 光电效应实验揭示了光的粒子性B. 原子核经过一次α衰变后，核子数减少4C. 电子的衍射实验证实了物质波的假设是成立的D. 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等【答案】D【解析】（1）光电效应实验证实了爱因斯坦光的能量子的说法，认为光子是一种粒子，它的能量为ℎν，A正确；（2）原子核经过衰变放出了氦原子核，根据质量数守恒，可知知道，新核的核子数减少4，B正确；（3）1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束的衍射的实验，得到了电子波的衍射图样，从而证实了德布罗意物质波的假设是成立的，C正确；（4）根据动量和动能的关系：p=2mE k，德布罗意波长：λ=ℎp ，推得：λ=2mE。
由于质子和电子的质量不同，故D的说法错误；故本题选D10．爱因斯坦提出“光子说”并成功解释了光电效应现象，关于光子的能量下列说法正确的是A. 与其波长成正比B. 与其频率成正比C. 与其速度成正比D. 与其速度平放成正比【答案】B【解析】根据E=ℎv知，光子的能量与它的频率成正比，故B正确，ACD错误。
故选B。
【点睛】根据E=ℎv判断出光子的能量与什么因素有关．11．人们对“光的本性”的认识，经历了漫长的发展过程．下列符合物理学史实的是（）A. 牛顿提出光是一种高速粒子流，并能解释一切光的现象B. 惠更斯认为光是机械波，并能解释一切光的现象C. 为了解释光电效应，爱因斯坦提出了光子说D. 为了说明光的本性，麦克斯韦提出了光的波粒二象性【答案】C【解析】牛顿认为光是一种粒子流，他的观点支持了光的微粒说，能解释光的直线传播与反射现象，不能解释一切现象。
故A错误。
惠更斯认为光是一种机械波，并能解释光的反射、折射和衍射，但不能解释光的直线传播和光电效应等现象，故B错误。
为了解释光电效应爱因斯坦提出光子说，认为光的发射、传播和吸收不是连续的而是一份一份的，每一份就是一个光子，故C正确。
麦克斯韦提出了光的电磁波说，认为光是一种电磁波。
康普顿效应证明光具有波粒二象性，故D错误。
故选：C。
【点睛】对于光是什么，最早的观点认为光是一种粒子，即光的微粒说，而与牛顿同时代的惠更斯提出了光的波动说，由于惠更斯认为光是纵波，偏振现象否定了光的波动说，而泊松亮斑推动了波动说的发展，双缝干涉实验和单缝衍射证明光是一种波，麦克斯韦认为光是一种电磁波，为解释光电效应爱因斯坦提出了光子说，康普顿效应证明光具有波粒二象性．12．用波长为200nm的紫外线照射钨的表面，电子逸出钨表面的最大初动能为4.7×10-19J。
已知普朗克常量为6.63×10-34J·s，真空中的光速为3.00×108m·s-1。
能使钨产生光电效应的单色光的最低频率约为A. 5.0×104HzB. 8.0×1014HzC. 1.0×1015HzD. 1.2×1015 Hz【答案】B【解析】根据光电效应方程：E Km=hγ-W0；光速、波长、频率之间关系为：γ=cλ，将数据代入上式，则有：W0=hγ-E Km=6.63×10-34J•s×3×108300×109s-1-1.28×10-19J=5.35×10-19J；根据逸出功W0=hγ0，得：γ0=W0ℎ=5.35×10−196.63×1034≈8×1014Hz；故选B。
