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高考物理最新近代物理知识点之波粒二象性解析含答案(2)一、选择题1．一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),该粒子的德布罗意波长为( )A．h2mqUB．h2mqUC．h2mqU2mqUD．mqU2．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3．三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4．关于光电效应，下列说法正确的是()A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多5．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6．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7．在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能E k与入射光频率v 的关系如图所示，则A．两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等B．若增大入射光频率v，则所需的遏止电压U c随之增大C．若某一频率的光可以使甲金属发生光电效应，则一定也能使乙金属发生光电效应D．若增加入射光的强度，不改变入射光频率v，则光电子的最大初动能将增大8．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9．如图所示，当氢原子从n=4能级跃迁到n=2的能级和从n=3能级跃迁到n=1的能级时，分别辐射出光子a和光子b，则A ．由于辐射出光子，原子的能量增加B ．光子a 的能量小于光子b 的能量C ．光子a 的波长小于光子b 的波长D ．若光子a 能使某金属发生光电效应，则光子b 不一定能使该金属发生光电效应 10．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 = 11．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12．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 ．①② B ．①②③C ．②③D ．②③④13．用某种单色光照射某金属表面，没有发生光电效应，下列做法中有可能发生光电效应的是（ ） A ．增加照射时间B ．改用波长更长的单色光照射C ．改用光强更大的单色光照射D ．改用频率更高的单色光照射14．下列说法正确的是（ ）A ．康普顿在研究X 射线散射时，发现散射光线的波长发生了变化，为波动说提供了依据B ．汤姆孙发现了电子，并测出了电子的荷质比，从而揭示了原子核具有复杂结构C ．查德威克发现了中子，揭开了原子核组成的神秘面纱，开创了人类认识原子核的新纪元D ．伽利略发现了单摆具有等时性，并提出了单摆的周期性公式2gL T π= 15．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a 、b 、c ，频率，让这三种光照射逸出功为10.2eV 的某金属表面，则（ ）A ．照射氢原子的光子能量为12.75eVB ．从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出的光频率为C ．逸出的光电子的最大初动能为1.89eVD ．光a 、b 、c 均能使金属发生光电效应16．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构。
高考物理新近代物理知识点之波粒二象性知识点训练附答案一、选择题1．如图所示为氢原子的能级示意图，则关于氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征，下列说法中正确的是（）A．一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出5种不同频率的光子B．一群处于n＝3能级的氢原子吸收能量为0.9eV的光子可以跃迁到n＝4能级C．处于基态的氢原子吸收能量为13.8eV的光子可以发生电离D．若氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照在某种金属表面上能发生光电效应，则从n＝5能级跃迁到n＝2能级辐射出的光也一定能使该金属发生光电效应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．下列说法中正确的是A．阳光下肥皂泡上的彩色条纹和雨后彩虹的形成原理是相同的B．只有大量光子才具有波动性，少量光子只具有粒子性C．电子的衍射现象说明其具有波动性，这种波不同于机械波，它属于概率波D．电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高，是因为电子穿过样品时发生了更明显的衍射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．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 ν 10.95 7.73 5.53 逸出功A B 4.54 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．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 。
高考物理近代物理知识点之波粒二象性技巧及练习题附答案(1)一、选择题1．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定A．对应的前后能级之差最小B．同一介质对的折射率最大C．同一介质中的传播速度最大D．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能2．关于光电效应，下列说法正确的是()A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多3．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4．在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能E k与入射光频率v 的关系如图所示，则A．两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等B．若增大入射光频率v，则所需的遏止电压U c随之增大C．若某一频率的光可以使甲金属发生光电效应，则一定也能使乙金属发生光电效应D．若增加入射光的强度，不改变入射光频率v，则光电子的最大初动能将增大5．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-图线.已知钨的逸出功是4.54eV,锌的逸出功最大初动能k E随入射光频率v变化的k E v-坐标系中,则正确的图是（）为4.62eV,若将二者的图线画在同一个k E vA．B．C．D．6．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列表述符合物理学史实的是A．普朗克通过对阴极射线的研究，最早发现了电子B．玻尔为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论C．贝可勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了的核式结构模型7．关于近代物理，下列说法正确的是（）A．射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程，表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征8．用某种单色光照射某金属表面，没有发生光电效应，下列做法中有可能发生光电效应的是（）A．增加照射时间B．改用波长更长的单色光照射C．改用光强更大的单色光照射D．改用频率更高的单色光照射9．19世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使得光电效应现象得以完美解释，关于光电效应下列说法正确的是A．在光电效应实验中，入射光足够强就可以发生光电效应B．在光电效应实验中，入射光照射时间足够长就可以发生光电效应C．若某金属的逸出功为，该金属的截止频率为D．保持入射光强度不变，增大入射光频率，金属在单位时间内逸出的光电子数将增大10．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率，让这三种光照射逸出功为10.2eV 的某金属表面，则（ ）A ．照射氢原子的光子能量为12.75eVB ．从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出的光频率为C ．逸出的光电子的最大初动能为1.89eVD ．光a 、b 、c 均能使金属发生光电效应11．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。
高考物理专题近代物理知识点之波粒二象性全集汇编附答案解析一、选择题1．入射光照射到金属表面上发生了光电效应，若入射光的强度减弱，但频率保持不变，那么以下说法正确的是（）A．单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少B．从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔明显增加C．逸出的光电子的最大初动能减小D．有可能不再产生光电效应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．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．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．②③④5．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6．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7．下列说法中正确的是A ．阳光下肥皂泡上的彩色条纹和雨后彩虹的形成原理是相同的B ．只有大量光子才具有波动性，少量光子只具有粒子性C ．电子的衍射现象说明其具有波动性，这种波不同于机械波，它属于概率波D ．电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高，是因为电子穿过样品时发生了更明显的衍射 8．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9．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 B ．实验中电子束的德布罗意波长为2meUλ=C ．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10．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 = 11．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12．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13．一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),该粒子的德布罗意波长为 ( )A h2mqUB ．h 2mqUC h2mqU 2mqUD mqU14．用波长为300nm 的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19J ，已知普朗克常量为6. 63×10-34J.s ，真空中的光速为3×108m/s ，能使锌产生光电效应单色光的最低频率（ ） A ．1×1014Hz B ．8×1015HzC．.2×1015HzD．8×1014Hz15．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．图（甲）：用紫外线照射到金属锌板表面时会发生光电效应，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B．图（乙）：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型C．图（丙）：氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会吸收一定频率的光子D．图（丁）：原有50个氡核，经过一个半衰期的时间，一定还剩余25个16．如图为氢原子的能级示意图，大量处于激发态（n＝4）的氢原子，当向低能级跃迁过程中辐射出N种不同频率的光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠，下列说法正确的是（）A．N＝5B．其中从n＝4跃迁到n＝3所发出的光子频率最高C．N种频率的光子中，共有4种光子能使金属钠发生光电效应D．金属钠表面逸出的光电子最大初动能为11.31eV17．光电效应实验中，下列表述正确的是 ( )A．光照时间越长，则光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率无关D．入射光频率大于极限频率时一定能产生光电子18．爱因斯坦提出了光量子概念，并成功解释了光电效应现象，因此获得了1921年的诺贝尔物理奖。
高考物理近代物理知识点之波粒二象性专项训练解析附答案(2)一、选择题1．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构。
为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为dn，其中1n >。
已知普朗克常量h 、电子质量m 和电子电荷量e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )A ．222n h medB ．122323md h n e ⎛⎫ ⎪⎝⎭C ．2222d h menD ．2222n h med2．三束单色光1、2和3的频率分别为1v 、2v 和3123()v v v v >>。
分别用这三束光照射同一种金属，已知用光束2照射时，恰能产生光电效应。
下列说法正确的是( ) A ．用光束1照射时，一定不能产生光电效应 B ．用光束3照射时，一定能产生光电效应C ．用光束3照射时，只要光强足够强，照射时间足够长，照样能产生光电效应D ．用光束1照射时，无论光强怎样，产生的光电子的最大初动能都相同 3．下列说法中正确的是A ．阳光下肥皂泡上的彩色条纹和雨后彩虹的形成原理是相同的B ．只有大量光子才具有波动性，少量光子只具有粒子性C ．电子的衍射现象说明其具有波动性，这种波不同于机械波，它属于概率波D ．电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高，是因为电子穿过样品时发生了更明显的衍射 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5．三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6．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 。
高考物理新近代物理知识点之波粒二象性解析含答案一、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．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﹣E13．三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4．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5．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6．下列说法中正确的是A．一群处于n=3激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出三种不同波长的光子，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光子波长最长B．α粒子散射实验验证了卢瑟福原子核式结构模型的正确性C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变小D．发生光电效应时，入射光越强，光子能量就越大，光电子的最大初动能就越大7．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．6.0×1014Hz8．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9．某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象。
量子力学中的波粒二象性练习题及解答量子力学中的波粒二象性练习题及解答1. 简答题：(1) 什么是波粒二象性？波粒二象性是指微观粒子既可以表现出波动性质，也可以表现出粒子性质的现象。
(2) 波粒二象性在实验中表现出哪些特点？在实验中，波粒二象性表现出以下特点：- 干涉现象：微观粒子通过狭缝后会出现干涉条纹，表明它们具有波动性质；- 衍射现象：微观粒子通过缝隙后会发生衍射，表明它们具有波动性质；- 粒子定位：当对微观粒子进行测量时，它们会被定位在某一位置，表明它们具有粒子性质；- 粒子撞击：当微观粒子撞击屏幕或探测器时，它们会以粒子的方式撞击。
(3) 请列举一个实验来说明波粒二象性的存在。
杨氏实验是一个典型的实验，可用来证明波粒二象性的存在。
实验原理如下：- 在实验台上放置一个光源，通过狭缝产生光束。
- 光束通过两个间距恒定的狭缝，并在屏幕上形成干涉条纹。
- 当光源中只有一个光子时，它只能通过其中的一个狭缝，并在屏幕上形成单个点，表明光子具有粒子性质。
- 当光源中有多个光子时，它们可以通过两个狭缝的任意一个，并在屏幕上形成干涉条纹，表明光子具有波动性质。
2. 计算题：(1) 根据波粒二象性的原理，一个电子的动量和波长之间的关系可以由德布罗意公式给出：λ = h / p其中，λ是电子的波长，h是普朗克常数，p是电子的动量。
如果一个电子的动量为2 × 10^-25 kg·m/s，求其波长。
解答：根据德布罗意公式，λ = h / p代入动量p的值，得到λ = 6.63 × 10^-34 J·s / 2 × 10^-25 kg·m/s化简后可得λ = 3.315 × 10^-9 m因此，该电子的波长为3.315纳米。
(2) 假设一个中子的速度为300 m/s，求其波长。
已知中子的质量为1.67 × 10^-27 kg。
解答：首先，计算中子的动量p = m * v，其中m是中子的质量，v是中子的速度。
高中物理《波粒二象性》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．利用公式εhν可以直接计算（）A．电流B．电压C．能量D．电阻2．用一种单色光照射某金属，产生光电子的最大初动能为E k，单位时间内发射光电子数量为n，若增大该入射光的强度，则（）A．E k增加，n增加B．E k增加，n不变C．E k不变，n不变D．E k不变，n增加3．有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是（）A．红光频率最大B．在空气中红光的波长最小C．红光光子的能量大于绿光光子的能量D．用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小4．如图是研究光电效应的装置，用某一频率的光束照射金属板K，有粒子逸出，则（）A．逸出的粒子带正电B．改变光束的频率，金属的逸出功随之改变C．减小光束的光强，逸出的粒子初动能减少D．减小光束的频率，金属板K可能没有粒子逸出5．下列说法正确的是（）A．变化的磁场产生电场，变化的电场不产生磁场B．黑体不反射电磁波，也不向外辐射电磁波C．原子从高能态向低能态跃迁时吸收光子的能量，等于前后两个能级之差D．波速等于波长乘以频率6．如图所示，虚线圆的半径为R，某激光器的一端固定于圆心O点，且绕O点以角速度ω转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出功率为P、波长为λ的细束激光（不计光束截面积），在虚线圆某处固定一弧形接收屏，该接收屏沿虚线圆的长度为l。
已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为（）A．lcPh RλωB．l PhcRλωC．l cPhRλωD．hRl cPωλ7．某同学用如图所示的装置研究光电效应现象，开始时，滑动变阻器滑片c移在最右端b点．用光子能量为4.2eV的光照射到光电管上，此时电流表G有读数．向左移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于1.5V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是（）A．光电子最大初动能为2.7eVB．光电管阴极的逸出功为1.5eVC．当电流表示数为零时，断开电键，电流表示数不再为零D．将电源的正负极调换，变阻器滑片从b移到a，电流表的示数一直增大8．像增强器是能够把亮度很低的光学图像变为足够亮度的像的真空光电管。
习题八一、选择题1．求温度为27℃时，对应于方均根速率的氧气分子的德布罗意波长为[ ]。
（A ）25.5810nm -⨯；（B ）24.5810nm -⨯；（C ）23.5810nm -⨯；（D ）22.5810nm -⨯。
答案： D解：= 对应的氧分子的德布罗意波长22.5810nm h p λ-=====⨯。
2．如果电子显微镜的加速电压为40kV ，则经过这一电压加速的电子的德布罗意波长 为[ ]。
（A）λ=（B）λ=（C）λ=（D）λ=答案：B解：经过电压U 加速后，电子动能为212mv eU =， 所以速度v 根据德布罗意公式，此时电子波的波长为h h p mv λ====3．氦氖激光器所发红光波长λ = 632.8 nm ，谱线宽度∆λ=10-9 nm ，利用不确定关系2x p ⋅≥，求当这种光子沿x 方向传播时，它的x 坐标的不确定量是[ ]。
（A ）42.56km ； （B ）31.87km ； （C ）39.65km ； （D ）25.37km 。
答案：B解：光子具有二象性，所以也应满足不确定关系。
由/x p h λ=，求微分取微元得：2x hp λλ∆=∆。
将此式代入不确定关系式，可得29218(632.810)31.87km 24410x x p λπλπ--⨯∆≥===∆∆⨯4．动能为1.0 eV 的电子的德布罗意波的波长为[ ]。
（A ）2.15nm ； （B ）3.26nm ； （C ）1.23nm ； （D ）2.76nm 。
答案：C解：电子的静能 2000.512MeV E m c ==，可见其动能K 0E E <<，即K 0/1E E <<。
因22001)K E mc m c E =-=-，所以若要01)1K E E =<<，则必有v c <<，说明此时相对论效应可以忽略，故有p =1.23nmhpλ===。
5．已知地球和金星的大小差不多，金星的平均温度约为773 K，地球的平均温度约为293 K。
若把它们看作是理想黑体，这两个星体向空间辐射的能量之比为[ ]。
（A）32.6；（B）52.7；（C）26.3；（D）48.4。
答案：D解：由斯特藩一玻耳兹曼定律4)(TTMσ=可知，这两个星体辐射能量之比为448.4M TM T⎛⎫==⎪⎝⎭金金地地二、填空题1．测定核的某一确定状态的能量不确定量为1eV，则这个状态的最短寿命是秒。
答案：163.310-⨯解：1eVE∆=根据不确定关系：2E t∆∆≥，得163.310s2tE-∆≥=⨯∆。
2．钾的截止频率为4.62 ⨯1014 Hz，今以波长为435.8 nm的光照射，则钾放出的光电子的初速度为1m s-⋅。
答案：515.7410m s-⨯⋅。
解：根据爱因斯坦光电效应方程212h mv Aν=+其中/A h cννλ==，可得电子的初速度125125.7410m sh cvmνλ-⎡⎤⎛⎫=-=⨯⋅⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦（由于逸出金属的电子其速度v c，故式中m取电子的静止质量）。
3．用波长为1λ的单色光照射某光电管阴极时，测得光电子的最大动能为1KE；用波长为2λ的单色光照射时，测得光电子的最大动能为2KE。
若12K KE E>，则1λ2λ。
（填><或）答案：<解：对同一光电管的阴极材料，其逸出功与入射光的频率等无关，是个常数。
根据爱因斯坦光电方程，有1122K Kh E h Eνν-=-。
因12K KE E>，故12νν>，而cνλ=，所以12λλ<。
4．入射的X射线光子的能量为0.60 MeV，被自由电子散射后波长变化了20%，则反冲电子的动能为MeV。
答案：0.10MeV解：由题意知，20%λλ∆=，001.2λλλλ'=+∆=。
入射光子能量000.60MeV hcE λ==；散射光子能量hc E λ'='。
设反冲电子动能为E K ，根据能量守恒得000000()10.10MeV 6K hc hchc E E E E E λλλλλλλλ'-∆'=-=-===='''5．在康普顿效应中，入射光子的波长为33.010nm -⨯，反冲电子的速度为光速的60％，求散射光子的波长λ= nm ；散射角ϕ= 。
答案：（1）34.3510nm -⨯；（2）633663.6ϕ︒︒'==。
解：根据能量守恒，相对论质速关系以及康普顿散射公式有 2200cchm c hmc λλ+=+（1） 21/202(1)v m m c-=-（2）00(1cos )hm cλλϕ-=- （3）由式（1）和式（2）可得散射光子的波长30004 4.3510nm 4h h m cλλλ-==⨯-；将λ 值代入式（3），得散射角0arccos 1arccos0.444633663.6m c hλλϕ︒︒-⎡⎤'=-===⎢⎥⎣⎦三、计算题1．一质量为40g 的子弹以1. 0 ⨯ 103 m/s 的速率飞行，求：（1）其德布罗意波的波长；（2）若子弹位置的不确定量为0.10 μm ，利用关系2x p ⋅≥，求其速率的不确定量。
答案：（1）351.6610m -⨯；（2）2611.3110m s --⨯⋅。
解：（1）子弹的德布罗意波长为351.6610m hm vλ-==⨯； （2）由不确定关系式以及x x p m v ∆=∆可得子弹速率的不确定量为261x 1.3110m s 2p v m m x--∆∆===⨯⋅∆2．图为某种金属的光电效应实验曲线。
试根据图中所给资料求出普朗克常数和该金属材料的逸出功。
答案：（1）346.410J s h -=⨯⋅；（2）193.210J 2.0eV A -=⨯=。
解：（1）由爱因斯坦光电效应方程212m h mv A ν=+和 212m a mv eU =，得：a h A U e eν=-对照实验曲线，普朗克常数为：1934150 1.610 2.0 6.410J s (1.00.5)10a eU h νν--⨯⨯===⨯⋅--⨯ （2）该金属材料的逸出功为：3415190 6.4100.510 3.210J 2.0eV A h ν--==⨯⨯⨯=⨯=3．金属钾的逸出功为2.00eV ，求：（1）光电效应的红限频率和红限波长；（2）如果入射光波长为300nm ，求遏止电压。
答案：（1）140 4.8410Hz ν=⨯，70 6.2010m=620nm λ-=⨯；（2） 2.14V a U =。
解：（1）已知逸出功为A=2.00eV ，则红限频率和波长分别为19140342.00 1.60210 4.8410Hz 6.62610A h ν--⨯⨯===⨯⨯ 7006.2010m=620nm cλν-==⨯（2）入射光频率为81593.0010 1.0010Hz 30010cνλ-⨯===⨯⨯ 由遏止电压的定义知，服遏止电压满足关系式212a m eU mv =再结合光电效应方程 212m h mv A ν=+，比较两式，可得341519196.62610 1.0010 2.00 1.60210 2.14V 1.60210a h A U e ν----⨯⨯⨯-⨯⨯===⨯4．波长λ0 = 0.01nm 的X 射线与静止的自由电子碰撞。
在与入射方向成90º角的方向上观察时，散射X 射线的波长多大？反冲电子的动能和动量（并算出方向θ）？答案：（1）0.0124nm λ=；（2）42.410eV K E =⨯；（3）238.510kg m/s e P -=⨯⋅，384438.7θ'=︒≈︒。
解：将90ϕ=︒代入康普顿散射公式得00(1cos )(1cos90)c c c hm cλλλλϕλλ∆=-=-=-︒==， 由此得康普顿散射波长为00.010.00240.0124nm c λλλ=+=+=对于反冲电子，根据能量守恒，它所获得的动能E K 就等于入射光子损失的能量，即15400011() 3.810J 2.410eV K hc E h h hc λννλλλλ-∆=-=-==⨯=⨯计算电子的动量，可参看图，其中P e 为电子碰撞后的动量。
根据动量守恒，有cos e hP θλ=，sin e hP θλ=两式平方相加并开方，得221/22300()8.510kg m/s e P h λλλλ-+==⨯⋅； 0cos 0.78e hP θλ==，384438.7θ'=︒≈︒。
xe5．康普顿实验中，当能量为0.5MeV 的X 射线射中一个电子时，该电子获得0.10MeV 的动能。
假设原电子是静止的，求（1）散射光的波长λ1；（2）散射光与入射方向的夹角ϕ（1MeV=106eV ）。
答案：（1）31 3.1010nm λ-=⨯；（2）414841.8ϕ'=︒=︒。
解：（1）已知反冲电子的能量0.10MeV e E =，入射X 射线光子的能量00.50MeV E =。
设散射光能量为E 1，依题意有11cE h λ=，根据能量守恒：01e hcE E λ=-，得348316190 6.6310310m 3.1010nm (0.050.10)10 1.6010e hc E E λ---⨯⨯⨯===⨯--⨯⨯⨯ （2）由00cE hλ=得34812306190 6.6310310 2.4810m 2.4810nm 0.0510 1.6010hc E λ----⨯⨯⨯===⨯=⨯⨯⨯⨯ 又由21002sin 2h m c ϕλλ-=，得 10102()2arcsin[]2arcsin 0.354541482m c hλλϕ-'===︒。
