2020年高考物理一轮复习全程训练计划课练38波粒二象性含解析

第 2 讲 波粒二象性知识排查光电效应1.光电效应现象：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光电效应，发 射出来的电子称为光电子。

2.光电效应的四个规律(1)每种金属都有一个极限频率。

(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。

(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。

(4)光电流的强度与入射光的强度成正比。

3.遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压 U 。

c(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限 频率)。

不同的金属对应着不同的极限频率。

爱因斯坦光电效应方程1.光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。

其中 h ＝6.63×10－ J·s 。

(称为普朗克常量)2.逸出功 W 0使电子脱离某种金属所做功的最小值。

3.最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。

4.爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：E ＝h ν－W 。

(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是 h ν，这些能量的一部分用来克1服金属的逸出功 W ，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能 E ＝ m v 0 k e 2。

光的波粒二象性与物质波34 k 021.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。

(2)光电效应说明光具有粒子性。

(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。

2.物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。

(2)物质波h 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝，p p为运动物体的动量，h为普朗克常量。

高考物理新近代物理知识点之波粒二象性知识点总复习含答案解析一、选择题1．用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a 照射光电管阴极K ，电流计G 的指针发生偏转。

而用另一频率的单色光b 照射光电管阴极K 时，电流计G 的指针不发生偏转，那么（ ）A ．a 光的频率一定小于b 光的频率B ．增加b 光的强度可能使电流计G 的指针发生偏转C ．用a 光照射光电管阴极K 时通过电流计G 的电流是由d 到cD ．只增加a 光的强度可使通过电流计G 的电流增大2．用如图所示的装置研究光电效应现象，用光子能量为 2.5eV 的某种光照射到光电管上时，电流表G 示数不为零；移动变阻器的触点C ，当电压表的示数大于或等于0.7V 时，电流表示数为零．以下说法正确的是A ．电子光电管阴极的逸出功为0.7eVB ．光电管阴极的逸出功为1.8eVC ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D ．当电压表示数大于0.7V 时，如果把入射光的强度增大到一定程度，电流表可能会有示数3．下列说法正确的是( )A ．只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应B ．一群氢原子从4n =能级跃迁到基态时，能发出6种频率的光子C ．比结合能越大，原子核越不稳定D ．核反应238234492902U Th He →+为重核裂变4．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知A．该金属的截止频率为4.27⨯1014 HzB．该金属的截止频率为5.5⨯1014 HzC．该图线的斜率没有实际意义D．该金属的逸出功为0.5 eV5．如图所示为光电管的示意图，光照时两极间可产生的最大电压为0.5V。

若光的波长约为6×10－7m，普朗克常量为h，光在真空中的传播速度为c，取hc=2×10－25J·m，电子的电荷量为1.6×10－19C，则下列判断正确的是A．该光电管K极的逸出功大约为2.53×10－19JB．当光照强度增大时，极板间的电压会增大C．当光照强度增大时，光电管的逸出功会减小D．若改用频率更大、强度很弱的光照射时，两极板间的最大电压可能会减小6．利用金属晶格（大小约10-10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m、电量为e、初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是 ( ) A．该实验说明电子具有波动性λ=B．实验中电子束的德布罗意波长为2meUC．加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显D．若用相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加明显7．用如图甲所示的装置研究光电效应现象.用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是()A．普朗克常量为h＝b aB．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大C．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数增大8．用不同频率的光分别照射钨(W)和锌(Zn),产生光电效应,根据实验可画出光电子的最大初动能k E随入射光频率v变化的k E v-图线.已知钨的逸出功是4.54eV,锌的逸出功为4.62eV,若将二者的图线画在同一个k E v-坐标系中,则正确的图是（）A．B．C．D．9．某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象。

波粒二象性1用一束紫外线照射某金属时不能发生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是（B ）A. 改用红光照射B. 改用X射线照射C. 改用强度更大的原紫外线照射D. 延长原紫外线的照射时间2. 关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（A ）A发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内从金属内逸出的光电子数目增多B. 光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C. 发生光电效应的反应时间一般都大于7 sD. 只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生3. （多选）美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现光子除了具有能量之外还具有动量，被电子散射的X光子与入射的X光子相比（BD ）A. 速度减小B .频率减小C.波长减小D .能量减小4. （多选）下列关于波粒二象性的说法正确的是（BCD ）A. 光电效应揭示了光的波动性B. 使光子一个一个地通过单缝，若时间足够长，底片上也会出现衍射图样C. 黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D. 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性5. 现用某一光电管进行光电效应实验，当用频率为v的光照射时，有光电流产生.下列说法正确的是（A. 光照时间越长，光电流就越大B. 减小入射光的强度，光电流消失C. 用频率小于v的光照射，光电效应现象消失D. 用频率为2v的光照射，光电子的最大初动能变大1006 . （2017 •北京卷）2017年年初，我国研制的“大连光源”一一极紫外自由电子激光装置，发出了波长在nm（1nm= 10「9 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲.“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用.一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎.据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h = 6.6 x 10 ^34 J • s,真空光速c = 3X 108 m/s）（ B ）A. 10「21 J B . 10「18 JC. 10T5 J D . 10「12 J7.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长, 用该光源发出的光照射表中材料（D ）材料钠铜铂极限波长（nm）541268196A.仅钠能产生光电子B.仅钠、铜能产生光电子&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C.仅铜、铂能产生光电子 D.都能产生光电子U C和入射光的频率v的几组数据0 100 20() 300 44X) A(nm)U C /V0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 14 ■■V / X 10 Hz 5.6445.8886.0986.3036.50110.（多选）用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示.已知普朗 克常量为h ,被照射金属的逸出功为 W,遏止电压为U C ,电子的电荷量为 e ,则下列说法正确的是（AD ）11. 用如图甲所示的装置研究光电效应现象.闭合开关 S ,用频率为v 的光照射光电管时发生了光电效应.图 乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能&与入射光频率V 的关系图象，图线与横轴的交点坐标为（a, 0）,则这种金属的截止频率约为（B ）A. c. 14143.5 X 10 Hz B .4.3 X 10 Hz14 145.5 X 10 Hz D .6.0 X 10 Hz K 上时，电路中有光电流，则（D ）B. C. D. 若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生若换用波长为 入1（入1＞入0）的光照射阴极K 时，电路中一定没有光电流 若换用波长为 入2（入2＜入0）的光照射阴极K 时，电路中一定有光电流A . B. C. 甲光的强度大于乙光的强度甲光的频率大于乙光的频率 甲光照射时产生的光电子初动能均为 D. 乙光的频率为heUC由以上数据应用 Excel 描点连线,9.A .与纵轴的交点坐标为（0，- b），下列说法中正确的是（B ）A 普朗克常量为h =a B.断开开关S 后，电流表G 的示数不为零C. 仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大 12.（多选）研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为v 的光照射光电管阴极 K 时，有光电子产生•由示光电效应实验规律的图象中，正确的是（ACD ）反向电压U 和频半F —定时士 光电流i 与光遐f 的关系光强J 和铀率F —定时, 光电沁与反向压卩 的关霍C光强卿［频率V —定时” 光电流f 与产生光电子 的时间r 的关系13.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管.用波长 入=0.50卩m 的绿光照射阴极K ,实验测得流过 ©表D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表 G 的示数保持不变于光电管K 、A 间加的是反向电压，光电子从阴极K 发射后将向阳极 A 做减速运动•光电流出，反向电压U 由电压表测出•当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向遏止电压U ，在下图所表 光电管甲乙一34 -.h = 6.63 X 10 J • s.结合图象，求:数字）甲的电流I 与AK 之间的电势差 U K 满足如图乙所示规律，取 （结果保留两位有效(1) 每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极 (2) 该阴极材料的极限波长．12 － 20答案：(1)4.0 X 10 个 9.6 X 10 J (2)0.66K 时的最大初动能.。

高考物理新近代物理知识点之波粒二象性技巧及练习题附答案解析(3)一、选择题1．下列说法正确的是（）A．普朗克为了解释黑体辐射的实验结果而提出了光子说B．康普顿效应说明光子不仅有能量还具有动量C．是聚变反应D．据波尔理论可知氢原子从高能级从低能级跃迁时，电子的动能减小，电势能增大2．在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到了甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线．下列判断正确的是（）A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长小于丙光的波长C．乙光的强度低于甲光的强度D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能3．关于康普顿效应下列说法中正确的是（）A．石墨对X射线散射时，部分射线的波长变长短B．康普顿效应仅出现在石墨对X射线的散射中C．康普顿效应证明了光的波动性D．光子具有动量4．用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁释放的光子，照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应。

已知氢原子处在n=1、2、3、4能级时的能量分别为E1、E2、E3、E4，能级图如图所示。

普朗克常量为h，则下列判断正确的是（）A．这些氢原子共发出8种不同频率的光子B．氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级释放光子，氢原子核外电子的动能减小C．能使金属发生光电效应的两种光子的能量分别为E4﹣E3、E4﹣E2D．金属的逸出功W0一定满足关系：E2﹣E1＜W0＜E3﹣E15．如图所示是氢原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种频率的光。

用这三种频率的光分别照射同种金属,都发生了光电效应,则关于这种金属发生光电效应时光电子的最大初动能Ek 随入射光频率v 变化的图象,以及这三种频率的光产生的光电子最大初动能的大小关系,下列四个图象中描绘正确的是A ．B ．C ．D ．6．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知A ．该金属的截止频率为4.27⨯1014 HzB ．该金属的截止频率为5.5⨯1014 HzC ．该图线的斜率没有实际意义D ．该金属的逸出功为0.5 eV7．实验得到金属钙的光电子的最大初动能max K E 与入射光频率ν的关系如图所示。

课时作业38 波粒二象性时间：45分钟一、单项选择题1．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( )A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目解析：由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可知，E k只与频率ν有关，A正确．答案：A2．关于光的本性，下列说法正确的是( )A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的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，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性解析：光既具有波动性，又具有粒子性，但不同于宏观的机械波和机械粒子，波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是同一客体的两个不同的侧面、不同属性，只能认为光具有波粒二象性，A、B、C错误，D正确．答案：D3．如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照射到阴极K上时，电路中有光电流，则( )A．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C ．增加电路中电源两极电压，电路中光电流一定增大D ．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生解析：当用波长为λ0的光照射阴极K 时，电路中有光电流，只有换用频率更大，也就是波长比λ0小的光照射阴极K 时才一定有光电流，换用波长比λ0大的光时情况不确定，A 错误，B 正确．电路中光电流由光电子数目决定，与光的强度有关，与电路中电源两极电压无关，C 错误．若将电源极性反接，光电子做减速运动，若接近A 板时还没有减速到零，电路中就可能有光电流产生，D 错误．答案：B4．现有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λaλbλc ＝12 3.当用a 光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为E k ，若改用b 光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为13E k ，当改用c 光束照射该金属板时( )A ．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为16E kB ．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为19E kC ．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为112E kD ．由于c 光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应解析：对a 、b 、c 三束光由光电效应方程有：hc λa －W ＝E k ，hc 2λa －W ＝13E k ，由以上两式可得hcλa ＝43E k ，W ＝13E k .当改用c 光束照射该金属板时hc 3λa －W ＝49E k －13E k ＝19E k ，故B 正确． 答案：B5．某光波射到一逸出功为W 的光电材料表面，所产生的光电子在垂直于磁感应强度为B 的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r ，设电子的质量为m ，带电量为e ，普朗克常量为h ，则该光波的频率为( )A.W hB.r 2e 2B 22mh C ．W /h ＋r 2e 2B 22mhD ．W /h －r 2e 2B 22mh解析：由evB ＝mv 2/r 可得所产生的光电子的最大初动能E k ＝12mv 2＝r 2e 2B22m.由爱因斯坦光电效应方程，E k ＝h ν－W ，解得ν＝W /h ＋r 2e 2B 22mh，选项C 正确．答案：C 二、多项选择题6．三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子．已知三种光线的波长λ甲>λ乙>λ丙，则( )A．用入射光甲照射金属b，可能发生光电效应B．用入射光丙照射金属b，一定发生光电效应C．用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应D．用入射光乙和丙同时照射金属a，一定发生光电效应解析：由λ＝cν，λ甲>λ乙>λ丙可知，ν甲<ν乙<ν丙．用入射光甲、乙、丙照射金属a、b、c均恰好发生光电效应，说明a金属极限频率最小，c金属的极限频率最大，结合光电效应发生条件可知，A、C错误，B、D正确．答案：BD7．用波长为λ和2λ的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光电子速度之比为21，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有( ) A．该种金属的逸出功为hc/3λB．该种金属的逸出功为hc/λC．波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应D．波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应解析：由hν＝W＋E k知h cλ＝W＋12mv21，hc2λ＝W＋12mv22，又v1＝2v2，所以W＝hc3λ.光的波长小于或等于3λ时方能发生光电效应，故A、D项正确．答案：AD8．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5 eV解析：图线在横轴上的截距为截止频率，A正确，B错误；由光电效应方程E k＝hν－W0，可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为W0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV＝1.77 eV，D错误．答案：AC三、非选择题9.如图所示，当电键S断开时，用光子能量为3.6 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.6 V时，电流表的读数仍不为零；当电压表的读数大于或等于1.6 V时，电流表读数为零．(1)求此时光电子的最大初动能的大小；(2)求该阴极材料的逸出功．解析：(1)设用光子能量为3.6 eV的光照射时，光电子的最大初动能为E km，阴极材料逸出功为W0.当反向电压达到U＝1.6 V以后，具有最大初动能的光电子恰好达不到阳极，因此eU＝E km，解得E km＝1.6 eV(2)由光电效应方程得E km＝hν－W0解得W0＝2.0 eV.答案：(1)1.6 eV (2)2.0 eV10.某同学采用如右图所示的实验电路研究光电效应，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，此时电压的示数U 称为反向遏止电压．根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U 1和U 2，设电子的比荷为e m，求：(1)阴极K 所用金属的极限频率； (2)用题目中所给条件表示普朗克常量h .解析：(1)设阴极所用金属的逸出功为W 0，极限频率为νc ，由于阳极A 和阴极K 之间所加电压为反向电压，根据动能定理得－eU 1＝0－12mv 21－eU 2＝0－12mv 22根据光电效应方程得12mv 21＝h ν1－W 012mv 22＝h ν2－W 0 其中W 0＝h νc 解以上各式得νc ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2(2)由以上各式得eU 1＝h ν1－W 0eU 2＝h ν2－W 0解得h ＝e U 1－U 2ν1－ν2.答案：(1)U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2 (2)e U 1－U 2ν1－ν211．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长是λ＝hp，式中p 是运动物体的动量，h 是普朗克常量．已知某种紫光的波长是440 nm ，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10－4倍．求：(1)电子的动量大小．(2)试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小．电子质量m ＝9.1×10－31kg ，电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，普朗克常量h ＝6.6×10－34J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字．解析：(1)由λ＝h p得p ＝hλ＝ 6.6×10－3410－4×440×10－9 kg·m/s＝1.5×10－23kg·m/s；(2)eU ＝E k ＝p 22m ，又λ＝hp联立解得U ＝h 22em λ2，代入数据解得U ＝8×102V.答案：(1)1.5×10－23kg·m/s (2)U ＝h 22em λ2 8×102V。

课时跟踪检测（三十八）波粒二象性对点训练：对光电效应的理解1．[多选](2018·南菁高级中学期中)下列有关黑体辐射和光电效应的说法中正确的是() A．在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射强度都增加，辐射强度极大值向频率较低的方向移动B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说C．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光遮住一半，仍然可发生光电效应D．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大解析：选BC在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射强度都增加，辐射强度极大值向频率较高的方向移动，故A项错误；普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，故B 项正确；用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光遮住一半，光的频率不变，仍然大于极限频率，可发生光电效应，故C项正确；在光电效应现象中，光电子的最大初动能E km ＝hν－W0，与光强无关，故D项错误。

2．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时()A．金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．若仅减弱照射光的强度，则可能不再有光电子飞出解析：选B每个电子只能吸收一个光子，只有当入射光的能量大于逸出功，才会有电子飞出，故A错误；锌板在弧光灯照射下，发生光电效应，有光电子逸出，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，导致指针带正电，故B正确，C错误；是否有光电子飞出，与照射光的强度无关，故D错误。

3．(2019·江阴模拟)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。

(1)验电器指针带________电(选填“正”或“负”)。

(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锌板，验电器指针无偏转。

第十二章近代物理初步第1讲波粒二象性考点1对光电效应现象的理解1．光电效应的研究思路(1)两条线索：(2)两条对应关系：光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大．光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．2．对光电效应规律的解释1．(多选)1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是(AD)A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应解析：根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故A、D正确．根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，B错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C错误．2．(多选)在光电效应实验中，用同一种单色光先后照射锌板和银板的表面，都能发生光电效应现象．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是(BD)A．单位时间内逸出的光电子数B．遏止电压C．饱和电流D．光电子的最大初动能解析：同一种单色光照射锌板和银板的表面都能发生光电效应，但锌和银的逸出功不等，根据光电效应方程，可知光电子的最大初动能不同，则遏止电压不同，故选B、D.3．(2019·湖北宜昌模拟)如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转，则以下说法正确的是(D)A．将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大B．如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数C．将光照强度增大时，电流表的示数减小D．将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零解析：本题考查光电效应，涉及光电流大小，明确在发生光电效应的前提下，光电流的大小与电路中的电压和入射光的强度均有关．滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A错误；如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表增大，故B错误；只增加光照强度，从而增加了光子的个数，则产生的光电子数目增多，光电流增大，使通过电流表的电流增大，故C错误；电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移动一些，此时的电压仍小于反向截止电压，则电流表仍可能有示数，故D正确．对光电效应的4点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率．(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光．(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关．(4)光电子不是光子，而是电子．考点2光电效应的规律1．深入理解三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0.(2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管用实验的方法测得，即E k ＝eU c，其中U c是遏止电压．(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc.2．三类图象考向1对光电效应方程的理解(2018·全国卷Ⅱ)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J．已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A．1×1014 Hz B．8×1014 HzC．2×1015 Hz D．8×1015 Hz[审题指导]能使金属产生光电效应的单色光的最低频率即恰好发生光电效应的条件：照射光的能量等于金属的逸出功．【解析】本题考查光电效应规律．由光电效应方程得E k＝hcλ－W0，而能使锌产生光电效应的单色光的最低频率ν0应满足hν0＝W0，联立得ν0＝cλ－E kh＝8×1014 Hz，故选项B正确．【答案】 B考向2对光电效应三类图象的理解(2019·山东济南一模)用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系．图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节AK间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知()A．单色光a和c的频率相同，但a更弱些B．单色光a和b的频率相同，但a更强些C．单色光a的频率大于单色光c的频率D．单色光a的频率小于单色光b的频率【解析】a、c两光照射后遏止电压相同，知产生的光电子最大初动能相等，可知a、c两光的频率相等，光子能量相等，即频率相同，由于a 光的饱和电流较大，则a光的强度较大，故A、C错误；a光的遏止电压小于b光的遏止电压，所以产生的光电子最大初动能E k a<E k b，根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可知，νa<νb，故B错误，D正确．【答案】 D1．(2019·山东青岛模拟)用如图甲所示的装置研究光电效应现象．闭合开关S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应．图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是(B)A．普朗克常量为h＝a bB．断开开关S后，电流表的示数不为零C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表的示数保持不变解析：根据E km＝hν－W0得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于b，当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为ν0＝a，普朗克常量为h＝ba，故A错误．开关S断开后，因光电子有初动能，因此电流表G的示数不为零，故B正确．根据光电效应方程可知，最大初动能与入射光频率有关，与光的强度无关，故C错误．若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减少，电流表的示数减小，故D错误．2．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.(1)图甲中电极A为光电管的阳极(选填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝5.15×1014[(5.12～5.18)×1014均视为正确] Hz，逸出功W0＝3.41×10－19[(3.39～3.43)×10－19均视为正确] J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能E k＝1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均视为正确] J.解析：(1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的阳极．(2)由题图可知，铷的截止频率νc为5.15×1014Hz，逸出功W0＝hνc ＝6.63×10－34×5.15×1014 J≈3.41×10－19 J.(3)当入射光的频率为ν＝7.00×1014Hz时，由E k＝hν－hνc得，光电子的最大初动能为E k＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014 J≈1.23×10－19 J.光电效应中有关图象问题的解题方法(1)明确图象中纵坐标和横坐标所表示的物理量．(2)明确图象所表示的物理意义及所对应的函数关系，同时还要知道截距、交点等特殊点的意义．例如，①E km-ν图象，表示了光电子的最大初动能E km随入射光频率ν的变化曲线，图甲中横轴上的截距是阴极金属的极限频率，纵轴上的截距表示了阴极金属的逸出功负值，直线的斜率为普朗克常量，图象的函数式：E k ＝hν－W0.②光电效应中的I-U图象，是光电流强度I随两极板间电压U的变化曲线，图乙中的I m是饱和光电流，U c为遏止电压．考点3光的波粒二象性物质波1．对光的波粒二象性的理解2.对物质波的理解(1)与实物粒子相联系的波叫物质波，也叫德布罗意波，属于概率波；(2)实物粒子的能量E和动量p跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间遵循的关系为：E＝hν，p＝h λ.1．(2019·浙江义乌模拟)(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有(AB)A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等解析：光电效应现象揭示了光的粒子性，A正确；衍射是波特有的性质，故中子束射到晶体上产生衍射图样说明运动的中子具有波动性，B正确；黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，普朗克借助于能量子假说，完美地解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C错误；根据德布罗意波长公式λ＝hp可知，若一个电子和一个质子的德布罗意波长相等，则动量p也相等，但是质子质量比电子质量大，动能E k＝p22m，可知两者动能不相等，D错误．2．(多选)物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减小入射光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝．实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些如图甲所示不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现如图丙所示规则的干涉条纹．对于这个实验结果的认识正确的是(ACD)A．单个光子的运动没有确定的轨道B．曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．大量光子的行为表现为波动性解析：由于光的传播不是连续的而是一份一份的，每一份就是一个光子，所以某次通过狭缝只有一个光子，当一个光子到达某一位置时该位置感光而留下痕迹，由于单个光子表现粒子性，即每一个光子所到达的区域是不确定的，但是大量光子表现出波动性，所以长时间曝光后最终形成了图丙中明暗相间的条纹，干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方，该实验说明了光具有波粒二象性，所以A、C、D项正确，B项错误．学习至此，请完成课时作业39。

2020届高考物理人教版第一轮专题复习强化练波粒二象性一、选择题1、下列说法正确的是 ( )A．在光电效应实验中，只要入射光足够强，时间足够长，金属表面就会逸出光电子B．在光电效应的实验中，饱和光电流大小取决于入射光的频率，频率越大，饱和光电流越大C．根据玻尔的原子理论，氢原子从n＝5的激发态跃迁到n＝2的激发态时，原子能量减小，电势能增大D．根据玻尔的原子理论，大量处于基态的氢原子吸收波长为λ0的光子后，如果辐射出3种频率的光子，则其中波长最小的为λ0答案：D解析在光电效应实验中，只要入射光频率足够大，金属表面就会逸出光电子，与入射光的强度及光照时间无关，选项A错误；在光电效应的实验中，饱和光电流大小取决于入射光的强度，光强越大，饱和光电流越大，选项B错误；根据玻尔的原子理论，氢原子从n＝5的激发态跃迁到n＝2的激发态时，原子能量减小，电子的动能增大，原子的电势能减小，选项C错误；根据玻尔的原子理论，大量处于基态的氢原子吸收波长为λ0的光子后，如果辐射出3种频率的光子，则其中波长最小的为λ0，选项D 正确．2、一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为 ( )A.λ1λ2λ1＋λ2B.λ1λ2λ1－λ2C.λ1＋λ22D.λ1－λ22答案：A解析 中子的动量p 1＝h λ1，氘核的动量p 2＝h λ2，同向正碰后形成的氚核的动量p 3＝p 2＋p 1，所以氚核的德布罗意波长λ3＝h p 3＝λ1λ2λ1＋λ2，选项A 正确． 3、已知普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，1 eV ＝1.6×10－19 J ．在光电效应实验中，金属钯的逸出功为1.9eV ，要使钯表面发出的光电子的最大初动能为1.0eV ，入射光的频率约为 ( )A ．2.2×1014 HzB ．4.6×1014 HzC ．4.6×1015 HzD ．7.0×1014Hz答案：D解析 由爱因斯坦的光电效应方程得E km ＝hν－W 0，可得ν＝E km ＋W 0h ＝ 1.0＋1.9×1.6×10－196.63×10－34≈7.0×1014 Hz ，选项D 正确． 4、在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是( )A ．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象B ．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C ．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念D ．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性答案：A解析：爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，选项A 正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，选项B 错误；普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，选项C 错误；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，选项D 错误．5、关于光电效应，下列说法正确的是( )A ．只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应B ．光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应C．照射时间越长光电子的最大初动能越大D．光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比答案：B解析：根据光电效应规律，只要入射光的频率足够大，就可以使金属发生光电效应，与入射光的强度无关，选项A错误；光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应，选项B正确；光电子的最大初动能与照射时间无关，选项C错误；光电子的最大初动能随入射光子的频率增大而增大，但并不是正比关系，选项D错误．6.下图是光电管的原理图．已知当有波长为λ0的光照到阴极K 上时，电路中有光电流，则( )A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流答案：D解析：若光电流已经达到饱和，增加电路中电源电压，电路中光电流也不再增大，A错；将电源极性反接，若加在光电管上的电压小于截止电压，电路中仍然有光电流产生，B错；换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，光子的能量小，但若波长小于极限波长，仍然有光电流产生，C错，D正确．7．下表给出了一些金属材料的逸出功.材料最多有(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108 m/s)( )A．2种B．3种C．4种D．5种答案：A解析：要发生光电效应，则入射光的能量大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm的光的能量为E＝hν0＝hcλ0＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9J＝4.97×10－19 J，大于铯和钙的逸出功，所以A选项正确．8．(多选)如图所示是用光照射某种金属时，逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(图线与横轴的交点横坐标为4.27×1014 Hz ，与纵轴交点纵坐标为0.5 eV)．由图可知( )A ．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB ．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC ．该图线的斜率表示普朗克常量D ．该金属的逸出功为0.5 eV答案：AC解析：图线在横轴上的截距表示截止频率，A 正确，B 错误；由光电效应方程E k ＝hν－W 0可知图线的斜率表示普朗克常量，C 正确；金属的逸出功为W 0＝h νc ＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV ＝1.77 eV ，D 错误．9．(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.2 eV 的光照射到光电管上时，电流表G 的读数为0.2 mA.移动变阻器的触点c ，当电压表的示数大于或等于0.8 V 时，电流表读数为0，则( )A．光电管阴极的逸出功为2.4 eVB．电键S断开后，电流表G示数不为0C．光电子的最大初动能为0.8 eVD．改用能量为2 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小答案：ABC解析：该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.8 V时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为0.8 eV，根据光电效应方程E km＝hν－W0，W0＝3.2 eV－0.8 eV＝2.4 eV，故A、C项正确；电键S断开后，用光子能量为3.2 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B项正确；改用能量为2 eV的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故D项错误．10．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U c和入射光的频率ν的几组数据.U c /V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878ν/1014 Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501由以上数据应用Excel 描点连线，可得直线方程U c ＝0.397 3ν1014－1.702 4，如图所示．则这种金属的截止频率约为( )A ．3.5×1014 HzB ．4.3×1014 HzC ．5.5×1014 HzD ．6.0×1014 Hz答案：B 解析：根据光电效应方程得：E km ＝hν－W 0＝hν－hν0，解得：U c ＝h e ν－W 0e ＝h e ν－hν0e ，与直线方程U c ＝0.397 3ν1014－1.702 4，比较可知，图线的斜率为：h e ＝0.397 31014，同时：hν0e＝1.702 4，联立得：ν0≈4.3×1014 Hz.故B 项正确，A 、C 、D 项错误．11．(多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa 、νb 的单色光a 、b 照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E k a 和E k b .h 为普朗克常量．下列说法正确的是( )A．若νa>νb，则一定有U a<U bB．若νa>νb，则一定有E k a>E k bC．若U a<U b，则一定有E k a<E k bD．若νa>νb，则一定有hνa－E k a>hνb－E k b解析：本题考查光电效应方程、对遏止电压的理解．光照射到同种金属上，同种金属的逸出功相同．若νa>νb，据E k＝hν－W0可知，E k a>E k b，则B项正确．由E k＝eU，可知U a>U b，则A项错误．若U a<U b，说明E k a<E k b，则C项正确．由E k＝hν－W0得hν－E k＝W0，而同一种金属W0相同，与入射光的频率无关，故hνa－E k a＝hνb－E k b，则D项错误．答案：BC12.在如图所示的光电效应实验装置中，光电管阴极K的极限频率为ν0，现用频率为ν(ν>ν0)的光照射在阴极上，若在A、K之间加一数值为U的反向电压时，光电流恰好为零，则下列判断错误的是( )A．阴极材料的逸出功等于hν0B ．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为eUC ．有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为hν－hν0D ．无光电子逸出，因为光电流为零答案：D解析：阴极材料的逸出功等于hν0，选项A 正确；因光的频率大于极限频率，则有光电子逸出，因在A 、K 之间加一数值为U 的反向电压时，光电流恰好为零，根据能量关系可知，光电子的最大初动能等于12mv 2m ＝hν－hν0＝eU ，选项B 、C 正确，D 错误．本题选判断错误的，故选D.13.(多选)如图所示，一光电管的阴极用极限波长为λ0的钠制成．用波长为λ的紫外线照射阴极，光电管阳极A 和阴极K 之间的电势差为U 时，饱和光电流为I ，电子电荷量为e ，则( )A ．若入射光强度增到原来的三倍，但光子的能量不变，从阴极K 发射的光电子的最大初动能可能增大B ．若改用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子C ．每秒钟内由阴极K 发射的光电子数目为IeD ．发射的光电子到达阳极A 时的动能最大值为hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ－1λ0答案：BC解析：从阴极K 发射的光电子的最大初动能E k ＝hν－W 0，只与入射光频率有关，与入射光强度无关，故A 错误；蓝光的频率比紫外线的频率小，可知用同样强度的蓝光照射可能逸出光电子，也可能不逸出光电子，故B 正确；t 时间内由K 极发射的光电子数目为n ＝Qe ＝It e ，则每秒钟内由K 极发射的光电子数目为Ie，故C 正确；发射的电子到达阳极A 时的动能最大值为E k ＝hc λ－hcλ0＋Ue ＝hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ－1λ0＋Ue ，故D 错误．14． (多选)照射到金属表面的光能使金属中的电子逸出，可以用图甲的电路对此进行研究．如图甲所示，阴极K 在受到光照时能够发射电子，阳极A 吸收阴极K 发出的光电子，在电路中形成光电流．K 与A 之间电压的大小U 可以调整，图乙中横轴的右半轴对应图甲所示的电源极性连接，左半轴表示的是电源反接后的电压大小．现得到图乙所示的在光照条件不变的情况下，光电流I 随着所加电压U 变化的图象，根据电流的定义⎝⎛⎭⎪⎫I ＝q t 可知( )A ．电压由0到U 1，光电流越来越大，说明单位时间内逸出光电子的个数越来越多B ．饱和电流说明单位时间内阴极K 发射的光电子的数目是一定的C ．遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初动能，且有上限D ．电源反接后，当U >U c 时，I ＝0，说明没有电子从K 极逸出 答案：BC解析：单位时间内逸出光电子的个数是由光的强度决定的，当光强一定时，单位时间内逸出光电子的个数是一定的，只不过当电压较小时，不是所有的光电子都能到达阳极，电压越大到达阳极的光电子数越多，选项A 错误；存在饱和电流说明单位时间内阴极K 发射的光电子的数目是一定的，这些光电子都能到达阳极时，电流达到饱和状态，选项B 正确；遏止电压满足U c e ＝12mv 2m ，说明光电子具有一定的初动能，且有上限，即光电子有最大初动能，选项C 正确；电源反接后，当U>U c后，I＝0，说明没有电子到达阳极，并不是没有电子从K 极逸出，选项D错误．二、非选择题15．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(1)图甲中电板A为光电管的________(填“阴极”或“阳极”)．(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝__________Hz，逸出功W0＝__________J.(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能E k＝__________J.答案 (1)阳极(2)5.15×1014[(5.12～5.18)×1014均可]3．41×10－19[(3.39～3.43)×10－19均可](3)1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均可]16、在玻尔的原子结构理论中，氢原子由高能态向低能态跃迁时能发出一系列不同频率的光，波长可以用巴耳末－里德伯公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k 2－1n 2 来计算，式中λ为波长，R 为里德伯常量，n 、k 分别表示氢原子跃迁前和跃迁后所处状态的量子数，对于每一个k ，有n ＝k ＋1 、k ＋2、k ＋3、…，其中，赖曼系谱线是电子由n >1的轨道跃迁到k ＝1的轨道时向外辐射光子形成的，巴耳末系谱线是电子由n >2 的轨道跃迁到k ＝2的轨道时向外辐射光子形成的．(1)如图所示的装置中，K 为金属板，A 为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，S 为石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板K 上．实验中：当滑动变阻器的滑片位于最左端，用某种频率的单色光照射K 时，电流计G 指针发生偏转；向右滑动滑片，当A 比K 的电势低到某一值U c (遏止电压)时，电流计G 指针恰好指向零．现用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验．若用赖曼系中波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U 1；若用巴耳末系中n ＝4的光照射金属时，遏止电压的大小为U 2.金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸．电子要从金属中挣脱出来，必须克服这种阻碍做功．使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功．已知电子电荷量的大小为e ，真空中的光速为c ，里德伯常量为R .试求：a ．赖曼系中波长最长的光对应的频率ν1；b ．普朗克常量h 和该金属的逸出功W 0.(2)光子除了有能量，还有动量，动量的表达式为p ＝hλ(h 为普朗克常量)．a ．请你推导光子动量的表达式p ＝h λ；b ．处于n ＝2激发态的某氢原子以速度v 0运动，当它向k ＝1的基态跃迁时，沿与v 0相反的方向辐射一个光子．辐射光子前后，可认为氢原子的质量为M 不变．求辐射光子后氢原子的速度v (用h 、R 、M 和v 0表示)．解析 (1)a.在赖曼系中，氢原子由n ＝2跃迁到k ＝1，对应的波长最长，波长λ1，则1λ1＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－122，所以 λ1＝43R ，所以ν1＝c λ1＝3cR4.b ．在巴耳末系中，氢原子由n ＝4跃迁到k ＝2，对应的波长为λ2，频率ν2，则1λ2＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－142，ν2＝c λ2，设λ1、λ2对应的最大动能分别为E k1、E k2，根据光电效应方程有E k1＝hν1－W 0，E k2＝hν2－W 0，根据动能定理有－eU 1＝0－E k1，－eU 2＝0－E k2， 联立解得h ＝16e U 1－U 29cR ，W 0＝13e (U 1－4U 2)．(2)a.根据质能方程有E ＝mc 2，又因为E ＝hν＝h cλ，p ＝mc ，所以p ＝h λ.b ．光子的动量p ＝h λ＝3hR4，根据动量守恒定律有Mv 0＝Mv －p ， 解得v ＝v 0＋3hR4M.答案 (1)ν1＝3cR 4 h ＝16e U 1－U 29cR W 0＝13e (U 1－4U 2)(2)见解析 v ＝v 0＋3hR4M。

高考物理新近代物理知识点之波粒二象性解析含答案(1)一、选择题1．用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。

而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（）A．a光的频率一定小于b光的频率B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大2．下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有()①X射线被石墨散射后部分波长增大②锌板被紫外线照射时有电子逸出但被可见光照射时没有电子逸出③轰击金箔的α粒子中有少数运动方向发生较大偏转④氢原子发射的光经三棱镜分光后，呈现线状光谱A．①②B．①②③C．②③D．②③④3．如图所示是氢原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种频率的光。

用这三种频率的光分别照射同种金属,都发生了光电效应,则关于这种金属发生光电效应时光电子的最大初动能Ek随入射光频率v变化的图象,以及这三种频率的光产生的光电子最大初动能的大小关系,下列四个图象中描绘正确的是A ．B ．C ．D ．4．三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a 、b 、c 上，均恰能使金属中逸出光电子。

已知三种光线的波长λ甲>λ乙>λ丙，则( ) A ．用入射光甲照射金属b ，可能发生光电效应 B ．用入射光乙照射金属c ，一定发生光电效应 C ．用入射光甲和乙同时照射金属c ，可能发生光电效应 D ．用入射光乙和丙同时照射金属a ，一定发生光电效应5．实验得到金属钙的光电子的最大初动能max K E 与入射光频率ν的关系如图所示。

下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功,参照下表可以确定的是( ) 金属钨钙钠截止频率0/Z H ν10.95 7.73 5.53逸出功A B4.54 3.20 2.29A ．如用金属钨做实验得到的max K E ν-图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大B ．如用金属钠做实验得到的max K E ν-图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大C ．如用金属钠做实验得到的max K E ν-图线也是一条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为20-K E （，）,则21K K E E <D ．如用金属钨做实验,当入射光的频率1νν<时,可能会有光电子逸出 6．下列说法正确的是（ ）A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B ．射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子流C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D ．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关7．如图所示是光电管的原理图，已知当波长为λ0的光照到阴极K 上时，电路中有光电流，则A ．若换用波长为λ2（λ2＜λ0）的光照射阴极K 时，电路中一定有光电流B ．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C ．若换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K 时，电路中一定没有光电流D ．若增加图中光电管两极间的电压，电路中光电流一定增大8．如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a 光，从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b 光，a 、b 光照射到逸出功为2. 29eV 的金属钠表面均可产生光电效应，则（ ）A ．a 光的频率小于b 光的频率B ．a 光的波长大于b 光的波长C ．a 光照射所产生的光电子最大初动能0.57k E eV =D ．b 光照射所产生的光电子最大初动能0.34kE eV = 9．关于光电效应，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．光的频率一定时，入射光越强，饱和电流越大C．光的频率一定时，入射光越强，遏止电压越大D．光子能量与光的速度成正比10．如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转。

课时规范练38 机械波根底对点练1.(多项选择)在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200 m/s,t=0时刻,波刚好传播到x=40 m处,如下列图。

在x=400 m处有一接收器(图中未画出),如此如下说法正确的答案是()A.波源开始振动时方向沿y轴负方向B.从t=0开始经0.15 s,x=40 m的质点运动的路程为0.6 mC.接收器在t=2 s时才能接收到此波D.假设波源向x轴正方向运动,接收器接收到波的频率可能为9 HzE.假设该波与另一列频率为5 Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇,不能产生稳定的干预图样x轴正方向传播,运用波形平移法可知,由图中x=40m处质点的起振方向为沿y轴负方向,如此波源开始振动时方向沿y轴负方向,A正确;由题图可读出波长为λ=20m,周期为T=s=0.1s,由于t=0.15s=1.5T,从t=0开始经0.15s时,x=40m的质点运动的路程s=1.5×4A=6×10cm=0.6m,B正确;接收器与x=40m的距离为Δx=400m-40m=360m,波传到接收器的时间为t==1.8s,C错误;该波的频率为f==10Hz,假设波源向x轴正方向运动,波源与接收器间的距离减小,根据多普勒效应可知,接收器收到波的频率增大,将大于10Hz,D错误;只有两列波的频率一样时才能产生稳定的干预,该波频率为10Hz,所以该波与另一频率为5Hz沿x轴负方向传播的简谐波相遇,不能产生稳定的干预,E 正确。

2.(多项选择)(2018·江西六校联考)图甲为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点;图乙为质点Q的振动图象。

如下说法正确的答案是()A.在t=0.10 s时,质点Q向y轴正方向运动B.在t=0.25 s时,质点P的加速度方向与y轴正方向一样C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播了6 mD.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cmE.质点Q做简谐运动的表达式为y=0.10sin 10πt(国际单位制)λ=8m,由图乙得T=0.2s,所以v==40m/s。

听课手册第38讲光的波动性电磁波相对论一、光的干涉1.定义:在两列光波叠加的区域,某些区域相互加强,出现条纹,某些区域相互减弱,出现条纹,且加强区域和减弱区域相互间隔的现象.2.条件:两束光的频率、相位差恒定.3.双缝干涉图样特点:单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹;白光照射时,中央为条纹,其余为条纹.二、光的衍射1.定义:光在传播的过程中遇到障碍物时,直线传播绕到障碍物阴影里去的现象.2.发生明显衍射的条件:障碍物或小孔的尺寸跟光的波长,甚至比光的波长时,衍射现象明显.3.衍射图样特点(1)单缝衍射:单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹,两侧是明暗相间的条纹,条纹宽度比中央窄且暗;白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹,两侧是渐窄且暗的彩色条纹.(2)圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环.(3)圆盘衍射:明暗相间的不等距圆环,中心有一亮斑称为亮斑(证实光【辨别明理】(1)光的颜色由光的频率决定.()(2)只有频率相同的两列光波才能产生干涉.()(3)在“双缝干涉”实验中,双缝的作用是使白光变成单色光.()(4)阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的.()(5)自然光是偏振光.()(6)电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场.()(7)无线电波不能发生干涉和衍射现象.()(8)波长不同的电磁波在本质上完全不同.()(9)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的.()的波动性).三、光的偏振1.自然光:包含着在垂直于传播方向上沿振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同.2.偏振光:在垂直于光的传播方向的平面上,只沿着某个的方向振动的光.3.光的偏振现象说明光是一种波.四、电磁场与电磁波1.麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场能够在周围空间产生,变化的电场能够在周围空间产生.2.电磁波:由近及远地传播形成电磁波.电磁波是波,在空间传播不需要依靠介质.真空中电磁波的速度为m/s;电磁波的传播速度v等于波长λ和频率f的乘积,即v= .3.电磁波谱:按照电磁波的或的大小顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为:无线电波、红外线、、紫外线、X射线、γ射线.五、相对论1.狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是的.2.光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是的.【物理学史】17世纪下半叶,以牛顿为首的“粒子说”和以惠更斯为首的“波动说”都能解释几何光学问题,但大家更倾向“粒子说”.19世纪初,波动光学初步形成,其中托马斯·杨圆满地解释了“薄膜颜色”和双狭缝干涉现象,大家又倾向“波动说”.典型实验证据有:双缝干涉、单缝衍射、泊松亮斑、薄膜干涉、偏振等.1860年前后,麦克斯韦预言光就是一种电磁波,并且这个结论在1888年被赫兹的实验证实.但是同时赫兹发现了光电效应,特别是1905年爱因斯坦运用量子论解释了光电效应,这又支持了光的“粒子性”,后来还有康普顿效应.所以,光的本质是电磁波,但具有波粒二象性.最终人们意识到任何物体都有波粒二象性,即存在物质波.考点一光的双缝干涉现象1.亮、暗条纹的条件(1)亮条纹:屏上观察点到双缝的路程差等于波长的整数倍,即Δs=nλ(n=0,1,2,…).(2)暗条纹:屏上观察点到双缝的路程差等于半波长的奇数倍,即Δs=n+1λ(n=0,1,2,…).22.条纹间距:Δx=Lλ,其中L是双缝到光屏的距离,d是双缝间的距离,λ是光的波长.d例1如图38-1所示,在“双缝干涉”实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10-6 m,今分别用A、B两种单色光在空气中做“双缝干涉”实验,问P点是亮条纹还是暗条纹?(1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m;(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°;(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(3)若用A光照射时,把其中一条缝遮住,试分析光屏上能观察到的现象.图38-1变式题一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到干涉条纹,除中央白色亮纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是()A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B.各色光的速度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C.各色光的强度不同,因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D.上述说法都不正确考点二用双缝干涉实验测量光的波长考向一实验原理与实验操作1.实验原理单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与双缝间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之间满足λ=dΔx.l2.实验步骤(1)安装仪器①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图38-2所示.图38-2②接好光源,打开开关,使白炽灯正常发光.调节各部件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏.③安装单缝和双缝,中心位于遮光筒的轴线上,使双缝和单缝相互平行.(2)观察与记录①调整单缝与双缝间距为几厘米时,观察白光的干涉条纹.②在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.③调节测量头,使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心,记下手轮上的示数a1;转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻度线与第n条亮条纹中心对齐时,记下手轮上的示数a2,则相邻两亮条纹间的距离Δx=|a1-a2|.n-1④换用不同的滤光片,测量其他色光的波长.例2现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图38-3所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.图38-3(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、、、、A.(2)本实验的步骤有:①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮;②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;③用刻度尺测量双缝到屏的距离;④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离.在操作步骤②时还应注意和.变式题在观察光的双缝干涉现象的实验中:(1)将激光束照在如图38-4甲所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是图乙中的.图38-4(2)换用间距更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的干涉条纹将;保持双缝间距不变,减小光屏到双缝的距离,在光屏上观察到的干涉条纹将.(均选填“变宽”“变窄”或“不变”)■要点总结(1)光源灯丝最好是线状灯丝,并与单缝平行且靠近;(2)实验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴,单缝和双缝安装时应竖直且相互平行,遮光筒的轴线要与光具座导轨平行,若不共轴或单缝与双缝不平行,则会引起干涉条纹亮度小、不清晰,不便于观察和测量;(3)白光干涉观察到的是彩色条纹,中央亮条纹的中间部分是白色,边缘是红色.考向二数据处理与误差分析例3[2015·全国卷Ⅰ]在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1(选填“>”“=”或“<”)Δx2.若实验中红光的波长为630 nm,双缝到屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为mm.变式题在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图38-5所示.图38-5(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点:A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关D.干涉条纹的间距与光的波长有关以上几点中,你认为正确的是.(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时,手轮上的示数如图38-6甲所示,其读数为mm.图38-6(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图38-6乙所示.则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时,测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值.■要点总结光波波长很小,Δx、L的测量对波长λ的影响很大.L用毫米刻度尺测量,Δx用测量头上的游标尺测量.实验时可测多条亮条纹间距求Δx及采用多次测量求λ的平均值法减小误差.应注意:(1)干涉条纹应调整到最清晰的程度;(2)Δx不是亮(暗)条纹的宽度;(3)分划板刻线应与干涉条纹平行,中心刻线应恰好位于条纹中心;(4)测量多条亮条纹间的距离时,此间距中的条纹数应准确.考点三薄膜干涉的理解及应用1.薄膜干涉如图38-7所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形,光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA'和后表面BB'分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加.图38-7(1)在P1、P2处,从两个表面处反射回来的两列光波的路程差Δx等于波长的整数倍,即Δx=nλ(n=0,1,2,…),薄膜上出现亮条纹.(2)在Q处,从两个表面处反射回来的两列光波的路程差Δx等于半波长的奇数倍,即(n=0,1,2,…),薄膜上出现暗条纹.Δx=(2n+1)λ22.薄膜干涉的应用(1)检查精密零件的表面是否平整如图38-8所示,将被检查平面和放在上面的透明标准样板的一端之间垫一薄片,使标准样板的平面与被检查平面间形成一个楔形空气薄层,单色光从上面照射,入射光在空气层的上表面a和下表面b 反射出两列光波叠加,从反射光中看到干涉条纹,根据干涉条纹的形状来确定工件表面的情况.图38-8若被检查平面平整则干涉图样是等间距明暗相间的平行直条纹.若某处凹下,则对应亮(暗)条纹提前出现,如图38-9甲所示;若某处凸起,则对应亮(暗)条纹延后出现,如图乙所示.图38-9(2)增透膜在光学元件(透镜、棱镜)的表面涂上一层薄膜(如氟化镁),当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的14时,在薄膜的两个面上的反射光的光程差恰好等于半个波长,因而相互抵消,达到减小反射光、增大透射光强度的目的.1.(薄膜干涉的理解)(多选)在研究材料A的热膨胀特性时,可采用如图38-10所示的干涉实验法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一个透明的平行板B,B与A上表面平行,在它们之间形成一个厚度均匀的空气膜.现在用波长为λ的单色光垂直照射,同时对A缓慢加热,在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化.当温度为t1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到t2时,亮度再一次回到最亮,则()图38-10A.出现最亮时,B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时,B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强C.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加λ4D.温度从t1升至t2过程中,A的高度增加λ22.(增透膜的应用)(多选)关于光学镜头增透膜,以下说法中正确的是()A.增透膜是为了减少光的反射损失,增加透射光的强度B.增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的14C.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的14D.因为增透膜的厚度一般适合绿光反射时相互抵消,红光、紫光的反射不能完全抵消,所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色E.涂有增透膜的镜头,进入的光线全部相互抵消,因此这种镜头的成像效果较好3.(薄膜干涉的应用)(多选)把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图38-11所示,这时可以看到亮暗相间的条纹.下面关于条纹的说法中正确的是()图38-11A.将薄片远离劈尖移动使劈角变小时,条纹变疏B.将薄片向着劈尖移动使劈角变大时,条纹变疏C.将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖移动D.将上玻璃板平行上移,条纹远离劈尖移动4.(多选)如图38-12甲所示,在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是()图38-12A.干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的考点四光的衍射及偏振现象1.对光的衍射的理解(1)干涉和衍射是波的特征,波长越长,干涉和衍射现象越明显.在任何情况下都可以发生衍射现象,只是明显与不明显的差别.(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况,只有在光的波长比障碍物小得多时,光才可以看作是沿直线传播的.2.自然光与偏振光的比较自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过偏振片后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿任意方向,且沿各个方向光振动的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿特定方向3.偏振光的应用:照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等.1.(光的偏振)(多选)如图38-13所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,则()图38-13A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮2.(光的衍射现象)让太阳光垂直照射一块大的遮光板,板上有一个可以自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时,在孔后的屏上将先后出现()A.由大变小的三角形光斑,直至光斑消失B.由大变小的三角形光斑,明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失C.由大变小的三角形光斑,明暗相间的黑白色条纹,直至黑白色条纹消失D.由大变小的三角形光斑,小圆形光斑,明暗相间的彩色条纹,直至条纹消失3.(干涉与衍射)在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹,通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹,这两种现象()A.都是光的衍射现象B.都是光的干涉现象C.前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象D.前者是光的衍射现象,后者是光的干涉现象4.(干涉与衍射)如图38-14所示,A、B两幅图是由同一束单色光分别入射到圆孔而形成的图样,其中图A是光的(选填“干涉”或“衍射”)图样.由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径(选填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径.图38-14考点五电磁场和电磁波相对论1.对麦克斯韦电磁场理论的理解2.对电磁波的理解(1)电磁波是横波.电磁波的电场、磁场、传播方向两两垂直,如图38-15所示.图38-15(2)电磁波与机械波的比较电磁波机械波 产生 由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生 波的特点 横波 纵波或横波波速 在真空中等于光速(很大),c=3×108 m/s在空气中不大(如声波波速在空气中一般为340m/s ) 是否需要介质 不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播) 能量传播 电磁能 机械能1.(对电磁波的理解)(多选)下列说法正确的是 ( )A .根据麦克斯韦的电磁场理论,在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场B.发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性LC电路C.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象D.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播E.电磁波只能在真空中传播,因此当电磁波遇到介质时,会被介质挡住2.(电磁波谱)(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是()A.电磁波中最容易表现出明显衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康C.X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线E.频率越高的电磁波在真空中传播的速度越快3.(多选)[2016·全国卷Ⅱ]关于电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失4.(多选)在狭义相对论中,下列说法正确的是()A.一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速B.质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的C.惯性系中的观察者,观察一个与他做相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些D.大型粒子加速器能够将带电粒子加速至光速的99.9%,如果继续加速,粒子的速度将超过光速5.[2016·江苏卷]一艘太空飞船静止时的长度为30 m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球,下列说法正确的是()A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c■要点总结(1)波长不同的电磁波,表现出不同的特性.其中波长较长的无线电波和红外线等,易发生干涉、明显的衍射现象;波长较短的紫外线、X射线、γ射线等,穿透能力较强.(2)电磁波谱中,相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线,如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠,但它们产生的机理不同.完成课时作业(三十八)。

光电效应波粒二象性1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律.2.会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.3.知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．考点一光电效应的实验规律1．光电效应在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．2．实验规律(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．(4)光电流的强度与入射光的强度成正比．3．遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．[例题1]（2023•南通模拟）如图所示，用某频率的光照射光电管，研究饱和电流的影响因素，则（）A．电源的左端为负极B．换更高频率的光照射，电流表示数一定增大C．滑动变阻器滑片移至最左端，电流表示数为零D．滑动变阻器滑片向右移的过程中，电流表示数可能一直增大[例题2]（2023•抚州一模）光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。

下列判断正确的是（）A．锌板带正电，验电器带负电B．将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角变大C．使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板，验电器指针偏角变大D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器指针偏角变大[例题3]（2023春•东城区期末）把一块带负电的锌板连接在验电器上，验电器指针张开一定的角度。

用紫外线灯照射锌板发现验电器指针的张角发生变化。

下列说法正确的是（）A ．验电器指针的张角会变大B ．锌板上的正电荷转移到了验电器指针上C ．验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子D ．验电器指针的张角发生变化是因为紫外线让电子从锌板表面逸出考点二 光电效应方程和E k －ν图象1．光子说爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε＝hν，其中h ＝6.63×10－34J·s.2．光电效应方程(1)表达式：hν＝E k ＋W 0或E k ＝hν－W 0.(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k ＝12mv 2.3．由E k －ν图象(如图)可以得到的信息(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc .(2)逸出功：图线与E k 轴交点的纵坐标的绝对值E ＝W 0. (3)普朗克常量：图线的斜率k ＝h .[例题4] （2024•成都三模）如图为美国物理学家密立根测量金属的遏止电压U c 与入射光频率ν的实验图像，该实验证实了爱因斯坦光电效应方程的正确性，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h 。

高考物理新近代物理知识点之波粒二象性技巧及练习题附答案解析(2)一、选择题1．下列说法正确的是（ ）A ．普朗克为了解释黑体辐射的实验结果而提出了光子说B ．康普顿效应说明光子不仅有能量还具有动量C ．是聚变反应D ．据波尔理论可知氢原子从高能级从低能级跃迁时，电子的动能减小，电势能增大 2．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz 和5.44×1014Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，下列说法正确的是（ ） A ．钾的逸出功大于钙的逸出功B ．钙逸出的电子的最大初动能大于钾逸出的电子的最大初动能C ．比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的波长D ．比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的动量 3．下列说法正确的是( )A ．只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应B ．一群氢原子从4n =能级跃迁到基态时，能发出6种频率的光子C ．比结合能越大，原子核越不稳定D ．核反应238234492902U Th He →+为重核裂变4．下列说法中正确的是A ．钍的半衰期为24天，1g 针经过120天后还剩0.2gB ．发生光电效应时，入射光越强，光电子的最大初动能就越大C ．原子核内的中子转化成一个质子和电子，产生的电子发射到核外，就是β粒子D ．根据玻尔的原子理论，氢原子从n=5的激发态跃迁到n=2的激发态时，核外电子动能减小5．用如图的装置研究光电效应现象，当用能量为3.0eV 的光子照射到光电管上时，电流表G 的读数为0.2mA ，移动变阻器的触点c ，当电压表的示数大于或等于0.7V 时，电流表读数为0，则 （ ）A ．电键K 断开后，没有电流流过电流表GB ．所有光电子的初动能为0.7eVC ．光电管阴极的逸出功为2.3eVD．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小6．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U c和入射光的频率ν的几组数据．U c/V0.5410.6370.7140.809 0.878ν/1014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501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．3.5×1014Hz B．4.3×1014Hz C．5.5×1014Hz D．6.0×1014Hz7．用如图甲所示的装置研究光电效应现象.用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是()A．普朗克常量为h＝b aB．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大C．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数增大8．利用金属晶格（大小约10-9 m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。

率，入射光光子的能量变大，金属的逸出功不变，故光电子的最大初动能增大，选项C正确；增大入射光的强度，则单位时间内入射光的光子数目增大，逸出的光电子数目也将增多，选项D正确；延长入射光的照射时间，入射光光子的能量不变，光电子的最大初动能不变，选项B符合题意．4．[2019·安徽省六安一中模拟](多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为(4.3×1014Hz,0)，与纵轴交点坐标为(5.5×1014Hz,0.5 eV)．由图可知( )A．该金属的截止频率为4.3×1014HzB．该金属的截止频率为5.5×1014HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5 eV答案：AC解析：当最大初动能为零时，入射光的光子能量与逸出功相等，即入射光的频率等于金属的截止频率，可知金属的截止频率为4.3×1014Hz，A正确，B错误；根据E km＝hν－W0知，图线的斜率表示普朗克常量，C正确；金属的逸出功为W0＝hν0＝6.63×10－34×4.3×1014 J＝1.78 eV，故D错误．5．[2019·天津市耀华中学检测]在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示，则可判断出( )A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长小于丙光的波长C．乙光的频率小于丙光的频率D．对于同种金属，甲光对应的光电子的最大初动能大于丙光对应的光电子的最大初动能答案：C解析：甲、乙光截止电压相同，故它们的频率相同，A错误；乙光截止电压比丙光低，如图所示是实验室用来研究光电效应原理的装置图，电表均为理想电表，当入射光的能量等于9 eV时，灵敏电流表检测到有电流流过，当电压表时，灵敏电流表示数刚好等于0.则下列说法正确的是．若增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大用频率为ν的普通光源照射阴极，则发生了光电效应；此时，接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增当光电流恰好减小到零时，所加反向电压中紫光照射到锌板上可以发生光电效应，则其他可见光照射到锌板上也一定可中入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大说明光子既有粒子性也有波动性.P.汤姆孙利用图4证明了电子具有波动性在可见光中，紫光的频率最大，故紫光光子的能量最大，紫光照射到锌板上可以发生光电效应，但其他可见光照射到锌板上不一定发生光电效应，A错误；入射光的强度只能改变单位时间内逸出光电子的数量，但不能增大逸出光电子的最大初动能，散射揭示了光的粒子性，没有揭示光的波动性，C错误；衍射是波特有的现象，故电子束衍射实验证明了电子具有波动性，D正确．[名师原创]在用不同频率的光分别照射钨(W)和锌(Zn)做光电效应实验时，得到了如图所示的光电子最大初动能与入射光频率的关系图象．由此可知( )A．图象斜率表示普朗克常量的倒数B．锌的逸出功大于钨的逸出功C．光电子最大初动能与入射光的频率成正比D．若增加光照强度，产生的光电子最大初动能增大答案：B解析：根据爱因斯坦光电效应方程有E k＝hν－W0，其中W0为金属的逸出功，W0＝hνc，由此可知在E k—ν图象中，图象斜率表示普朗克常量h，横轴截距大小表示该金属的极限频率νc的大小，由题图可知锌的极限频率大于钨的极限频率，锌的逸出功大于钨的逸出功，选项A错误，B正确；光电子最大初动能与入射光的频率成线性关系，但不是成正比，选项C错误；若增加光照强度，产生的光电子数目增多，但光电子的最大初动能不变，选项D错误．12．[2019·湖南省湘潭一中摸底]如图所示，是某次实验中得到的甲、乙两种金属的遏止电压U c与入射光频率ν的关系图象，两金属的逸出功分别为W甲、W乙，如果用ν1频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E甲、E乙，则下列关系正确的是( ) A．W甲>W乙B．W甲<W乙C．E甲>E乙D．E甲＝E乙答案：A解析：根据爱因斯坦光电效应方程得：E km＝hν－W0＝hν－hν0，又E km＝eU c；解得：eU c＝hν－hν0；由U c－ν图线可知，当U c＝0，ν＝ν1，金属甲的极限频率大于金属乙的，则金属甲的逸出功大于乙的，即W甲>W乙．如果用ν1频率的光照射两种金属，根据光电效应方程，当相同频率的入射光照射时，则逸出功越大，其光电子的最大初动能越小，因此E甲<E乙，A正确，B、C、D错误．13．[2019·辽宁省沈阳重点中学联考](多选)图1所示为氢原子能级图，大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n＝4能级向n＝2能级跃迁时辐射的光照射图2所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则( )A．若将滑片右移，电路中光电流增大B．若将电源反接，电路中可能有光电流产生C．若阴极K的逸出功为1.05 eV，则逸出的光电子最大初动能为2.4×10－19JD．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时辐射出的光子中只有4种光子能使阴极K发生光电效应答案：BC解析：将滑片右移，光电管两端的电压增大，但之前光电流是否达到饱和并不清楚，因此光电管两端的电压增大，光电流不一定增大，A错误；将电源极性反接，所加电压阻碍光电子向阳极运动，但若eU<E km，仍会有一定数量的光电子可到达阳极而形成光电流，B正确；若阴极K的逸出功为1.05 eV，由光电效应方程知，逸出的光电子最大初动能为E km＝hν－W0＝2.55 eV－1.05 eV＝2.4×10－19J，C正确；由于阴极K的逸出功未知，能使阴极K发生光电效应的光子种数无法确定，D错误．14．[2019·吕梁模拟](多选)黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知( )A．随着温度升高，各种波长的辐射强度都增加B．随着温度降低，各种波长的辐射强度都增加C．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动答案：AC解析：由题图可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，且随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A、C正确，B、D错误．15．[2015·全国卷Ⅱ改编](多选)实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构答案：AD解析：干涉是波特有的现象，选项A正确；射线在云室中穿过，留下的径迹是粒子的轨迹，选项B错误；光电效应体现了光的粒子性，选项C错误；电子显微镜利用了电子的波动性来观测物质的微观结构，选项D正确．16.[2019·南昌模拟]如图所示为研究光电效应现象的装置，阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连，当滑动触头P从a移到c的过程中，光电流始终为零，为了产生光电流，可采取的措施是( )A．增大入射光的强度B．增大入射光的频率C．将P从c向a移动D．将P从c向b移动答案：B解析：能否产生光电效应与入射光的强度无关，故A错误；增大入射光的频率，当入射光的频率大于金属的极限频率时，产生光电效应，金属中有光电子逸出，电路中能产生光电流，故B正确；将P从c向a移动，P点电势大于c点的电势，光电管加上正向电压，但不能产生光电效应，没有光电流形成，故C错误；将P从c向b移动，不能产生光电效应，没有光电流形成，故D错误．38综合提能力课时练赢高分课时测评○一、选择题用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．则在如图所示的的关系图象中，正确的是光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，遏止电压相同，在能发生光电效应的前提下，光电流随着光照强度增大而增表示入射光频率相同的情况下，遏止电压不相同，均错误；光电效应时，光电流随着光照强度增大而减小，D错误．2)如图所示在光电效应现象中，光电管阴极K、K之间加一数值为所以能发生光电效应，有光电子逸出，E错；A、K间加的是反向电压，则电子飞出后要做减速运动，当速度最大的光电子到达阳极A时速度减为零，光电流恰好为零，由动能定理得E km＝eU，B对、D错；由爱因斯坦光电效应方程E km＝hν－W0，且W0＝hν0，则有E km＝hν－hν0，C对．8．(多选)如图所示，电路中所有元件都是完好的，当光照射到光电管上时，灵敏电流计指针未发生偏转，可能的原因是( )A．入射光强度较弱B．入射光波长太长C．光照射时间太短D．电源正负极接反E．入射光频率太低答案：BDE解析：灵敏电流计指针未发生偏转，可能是未发生光电效应现象，即入射光的频率小于金属的截止频率(入射光的波长大于金属的极限波长)，与光照强度无关，A错，B、E对；光电效应的发生是瞬间的，与入射光的照射时间无关，C错；灵敏电流计指针未发生偏转，还可能是由于电源正、负极接反，光电子做减速运动，不能到达阳极，电路中不能形成电流，D对．9．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，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的波动性，所以宏观物体运动时不具有波动性答案：C10．[2019·湖北八校联考](多选)如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压U c随入射光频率ν变化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断正确的是( )．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压U c不同．光电子的最大初动能不同．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同。

光电效应 波粒二象性[基础巩固题组](20分钟，50分)1．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图所示，该实验表明( )A ．光的本质是波B ．光的本质是粒子C ．光的能量在胶片上分布不均匀D ．光到达胶片上不同位置的概率相同解析：选C.用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A 、B 错误；时间越长，明暗条纹越明显，说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C 正确，D 错误．2．(2017·高考北京卷)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm ＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h ＝6.6×10－34 J·s ，真空光速c ＝3×108 m/s)( )A ．10－21 J B ．10－18 JC ．10－15 JD ．10－12 J解析：选B.由E ＝hν，ν＝，可得E ＝h ＝6.6×10－34× J≈2×10－18 J ，c λc λ3×1081×10－7数量级为10－18，所以选项B 正确．3．(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为νc ，则( )A ．当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B ．当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大，则逸出功增大D ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：选AB.该金属的截止频率为νc ，则可知逸出功W 0＝hνc ，逸出功由金属自身性质决定，与照射光的频率无关，因此C 错误；由光电效应的实验规律可知A 正确；由光电效应方程E k ＝hν－W 0，将W 0＝hνc 代入可知B 正确，D 错误．4．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则( )A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了解析：选A.光的频率不变，表示光子能量不变，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A正确．5．(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现光子除了具有能量之外还具有动量，被电子散射的X光子与入射的X光子相比( )A．速度减小B．频率减小C．波长减小D．能量减小解析：选BD.光速不变，A错误；光子将一部分能量转移到电子，其能量减小，随之光子的频率减小、波长变长，B、D正确，C错误．6．(多选)如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是( )A．入射光太弱B．入射光波长太长C．光照时间短D．电源正、负极接反解析：选BD.入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故选项B正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，即使该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D正确．7．(多选)甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图中的a、b所示．下列判断正确的是( )A．图线a与b不一定平行B．乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率C．改变入射光强度不会对图线产生任何影响D．图线的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关解析：选BCD.根据光电效应方程E k＝hν－W0＝hν－hν0知，图线的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量，因此a与b一定平行，且两斜率是固定值，与入射光和金属材料皆无关系，A错误，D正确；横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，由图可知乙金属的极限频率大，故B正确；纵截距对应ν＝0的时候，此时纵截距的绝对值就是逸出功的大小，根据W0＝hν0可求出，与入射光强度无关，C 正确．[能力提升题组](25分钟，50分)1．(多选)下列关于波粒二象性的说法正确的是( )A ．光电效应揭示了光的波动性B ．使光子一个一个地通过单缝，若时间足够长，底片上也会出现衍射图样C ．黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性解析：选BCD.光电效应揭示了光的粒子性，A 错误；单个光子通过单缝后在底片上呈现出随机性，但大量光子通过单缝后在底片上呈现出波动性，B 正确；黑体辐射的实验规律说明了电磁辐射是量子化的，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射可用光的粒子性来解释，C 正确；热中子束射在晶体上产生衍射图样，是由于运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，D 正确．2．一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为( )A. B ．λ1λ2λ1＋λ2λ1λ2λ1－λ2C. D ．λ1＋λ22λ1－λ22解析：选A.中子的动量p 1＝，氘核的动量p 2＝，同向正碰后形成的氚核的动量p 3＝h λ1h λ2p 2＋p 1，所以氚核的德布罗意波长λ3＝＝，A 正确．h p 3λ1λ2λ1＋λ23．某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料( )材料钠铜铂极限波长(nm)541268196A.仅钠能产生光电子B ．仅钠、铜能产生光电子C ．仅铜、铂能产生光电子D ．都能产生光电子解析：选D.根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长有的小于100 nm ，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D 正确，A 、B 、C 错误．4．如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别用锌板和铜板制成(锌板和铜板的截止频率分别为ν1和ν2，且ν1＜ν2)，极板的面积为S ，间距为d .锌板与灵敏静电计相连，锌板和铜板原来都不带电．现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，假设光电子全部到达另一极板，则电容器的最终带电荷量Q 正比于( )A.(ν1－ν) B ．(ν1－ν2)d S d S C. D ．(ν－ν1)S d (ν－ν1νν1)S d 解析：选D.现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，知该单色光照射锌板能发生光电效应，照射铜板不能发生光电效应．通过光电效应方程知，光电子的最大初动能E km ＝hν－hν1.临界状态是电子减速到负极板时速度刚好为零．根据动能定理有eU ＝E km ＝hν－hν1.平行板电容器的电容C ∝，而Q ＝CU ，所以Q ∝S d(ν－ν1)，故D 正确．S d5．如图甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极K ，发现电流表读数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V 时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V 时，电流表读数为零．把电路改为图乙，当电压表读数为2 V 时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为( )A ．1.5 eV 0.6 eVB ．1.7 eV 1.9 eVC ．1.9 eV 2.6 eVD ．3.1 eV 4.5 eV解析：选C.光子能量hν＝2.5 eV 的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生光电效应，当电压表读数大于或等于0.6 V 时，电流表读数为零，则电子不能到达阳极，由动能定理eU ＝mv 知，最大初动能E km ＝eU ＝0.6 eV ，由122m 光电效应方程hν＝E km ＋W 0知W 0＝1.9 eV ，对图乙，当电压表读数为2 V 时，电子到达阳极的最大动能E km ′＝E km ＋eU ′＝0.6 eV ＋2 eV ＝2.6 eV.故C 正确．6．研究光电效应的电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．则在如图所示的光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )解析：选C.光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此在入射光频率相同的情况下，遏止电压相同，在能发生光电效应的前提下，光电流随着光照强度增大而增大，C 正确．A 、B 表示入射光频率相同的情况下，遏止电压不相同，均错误．D 表示在发生光电效应时，光电流随着光照强度增大而减小，D 错误．7．(多选)如图所示，是某金属在光的照射下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．由图象可知( )A ．该金属的逸出功等于EB ．该金属的逸出功等于hνcC ．入射光的频率为2νc 时，产生的光电子的最大初动能为ED ．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为νc 2E 2解析：选ABC.由爱因斯坦的光电效应方程可得E k ＝hν－W 0，对应图线可得，该金属的逸出功W 0＝E ＝hνc ，A 、B 均正确；若入射光的频率为2νc ，则产生的光电子的最大初动能E k ＝2hνc －W 0＝hνc ＝E ，故C 正确；入射光的频率为时，该金属不发生光电效应，D 错误．νc 2。

但仍具有波动性图30-1图30-27 eV、1.9 eV1 eV、4.5 eV图30-3的频率相同,但a更强些的频率相同,但a更弱些的频率改变电源的极性不可能有光电流产生图30-427×1014 Hz图30-5,所以遏止电压U c不同所以单位时间内逸出的光电子数可能相同表示粒子性的能量和动量的计算·绍兴鲁迅中学月考图30-6亮条纹是电子到达概率大的地方该实验说明物质波理论是正确的图30-7底片上只能出现一些不规则的点单个光子通过双缝后的落点可以预测【辨别明理】原子中绝大部分是空的,原子核很小.()核式结构模型是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的氢原子光谱是由一条一条亮线组成的.()玻尔理论成功地解释了氢原子光谱,也成功地解释了氦原子光谱.()图31-1 图31-2图31-3光谱条数为图31-4种不同频率的光子能量最大为10.2 eV乙图31-5图31-6最长的波长为4000 nm最短波长的光子动量为在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出X Y He X Y e个质子和2个中子结H+n He n H e.放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的如温度、压强或化学状态A.衰变后钍核的动能等于图31-7图31-8容易被物体吸收射线在真空中的运动速度是光速U Th HeTh Pa eN He O H(卢瑟福发现质子)He Be C n(查德威克发现中子)Al He→P Si eU n Ba Kr+nU n Xe Sr+1nH H He neeThOH图31-9HOAl6 [20xx·全国卷Ⅰ]n013 6 u He015 0 u的质量为1.008 7 u,1 u931 MeV氘核聚变反应中释放的核能约为)图31-10LiHeO ++++变式题2ABC[解析]德布罗意波长小可知,二者的德布罗意波长不同图30-1ν图30-2辨别明理(1)(√(2)(D正确这群氢原子能够发出的铀核衰变需要的时间,例4A射线是能量很高的电磁波H HeKrLi20 MeV图31-1图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样,证明电子具有粒子性图乙是利用不同气体制成的五颜六色的霓虹灯,原因是各种气体原子的能级不同跃迁时发射光子的能量不同,光子的频率不同图丙是工业上使用的用射线检测金属板厚度的装置,在α斯神殿距今约为,原子核中含有由于衰变时释放巨大能量,放射线穿过干净空气并使其电离)Np粒子通过该云室看到的是半衰期与外界环境无关Th其中U YKr的质量分别为m、m m,光在真空中的传播速度为原子核中含有根据质量数守恒和电荷数守恒可知,Y图31-2。