2018-2019学年高中物理 课时提升作业十四 第四章 波粒二象性 4.1 量子概念的诞生

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4.4 实物粒子的波粒二象性 4。

5 不确定关系课时自测·当堂达标1。

关于德布罗意波，下列解释正确的是（）A.原子从高能级向低能级跃迁时，会辐射物质波B。

微观物体都有一种波与它对应,这就是物质波C.物质波是一种概率波D.宏观物体运动时，它的物质波的波长太短,很难观察出它的波动性【解析】选C、D。

运动的物体才有物质波和它对应,B错。

原子辐射出的是电磁波,不是物质波，A错。

物质波遵循概率统计规律，C正确.宏观物体运动时的物质波波长极短，很难产生干涉、衍射现象，D正确。

2。

氢原子处于不同的能级时，具有不同形状的电子云，这些电子云是( ）A。

电子运动时辐射的电磁波B.电子运动轨道的形状C。

反映电子在各处出现的概率分布D。

电子衍射时产生的图样【解析】选C.电子的运动并没有确定的轨道，电子云是电子在各处出现的概率分布图，所以只有C正确。

3。

下列关于不确定关系ΔxΔp x≥的理解,正确的是( )A。

宏观粒子的位置能测的准，微观粒子的位置测不准B.宏观粒子的动量能测的准,微观粒子的动量测不准C。

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，和，得到遏止电压和入射光频率的关系为：E k =ℎν‒W 0E k =eU c ，又因为，则，所以当入射光的波长从=400nm 减少到U c =ℎe ⋅ν‒W 0e c =λ⋅νU c =ℎe ⋅c λ‒W 0e λ1=360nm ，则遏止电压的改变，代入数据得：=0.545V 。

λ2ΔU c =ℎc e (1λ2‒1λ1)ΔU c 故本题选B2．关于近代物理内容的叙述正确的是（ ）A. 射线与射线一样是电磁波，但穿透本领比射线强βγγB. 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. 某原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少6个αβD. 氡的半衰期为天，4个氡原子核经过天后就一定只剩下1个氡原子核3．87．6【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；某原子核经过一次衰变核内中子数减小2，两次衰变后，核内中子数减少2个，则核内中αβ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 。

高考物理近代物理知识点之波粒二象性图文答案(4)一、选择题1．下图为氢原子的能级图．现有两束光，a 光由图中跃迁①发出的光子组成，b 光由图中跃迁②发出的光子组成，已知a 光照射x 金属时刚好能发生光电效应，则下列说法正确的是A ．x 金属的逸出功为2.86 eVB ．a 光的频率大于b 光的频率C ．氢原子发生跃迁①后，原子的能量将减小3.4 eVD ．用b 光照射x 金属，打出的光电子的最大初动能为10.2 eV2．三束单色光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．如图是 a 、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则A ．从同种介质射入真空发生全反射是 b 光临界角大B．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比 b 光的大C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流大D．若两光均由氢原子能级跃迁发生，产生 a 光的能级能量差小5．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6．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7．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8．下列说法中正确的是A．根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越小B．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子绕核运动的动能减小，原子的电势能减小C．一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n=3激发态后，能发射出3种频率的光子D．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子9．下面关于光的波粒二象性的说法中，不正确的说法是 ( )A．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性B．频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著C．光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性D．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性10．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。

课时提升作业十四量子概念的诞生光电效应与光的量子说(30分钟50分)一、选择题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)1.(多选)光电效应实验中,下列表述正确的是( )A.光照时间越长光电流越大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有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子【解析】选C、D。

要产生光电效应,入射光的频率必须大于最小频率,即极限频率,当入射光的频率小于极限频率时,不管光的强度多大都不会产生光电效应,与光照时间无关,故D正确,A、B错误;对同一种金属,入射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,需要的遏止电压越大,C正确。

2.(多选)如图所示,N为钨板,M为金属网,它们分别与电池两极相连,各电池的电动势E和极性已在图中标出,钨的逸出功为 4.5eV,现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量也已在图上标出),那么下列图中电子能到达金属网的是( )【解析】选B、C。

由3eV<W=4.5eV,故A不发生光电效应,由E km=hν-W可得,B、C、D三图中均能发生光电效应,且E km=3.5eV,因D中反向电压为4V,光电子到达不了金属网,B、C均能到达金属网。

3.(多选)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图,则这两种光( )A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大【解题指南】解答本题时应注意以下三点:(1)由U c大小判断光电子最大初动能大小。

(2)由光电效应方程比较入射光频率大小。

(3)光的频率与折射率、光速、波长的关系。

【解析】选B、C。

由U c e=E km可知,用b光照射出的光电子的最大初动能较大,A错误;由E km=hν-W可知,νb>νa,故n b>n a,由sinC=可知,a光的临界角较大,B正确;由ν=可知,λb<λa,通过同一装置发生双缝干涉时,a光的相邻条纹间距较大,C正确;通过同一玻璃三棱镜时,b光的折射率大,偏折程度大,D错误。

教学资料参考范本【2019-2020】高中物理课时提升作业十五第四章波粒二象性4撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________(30分钟50分)一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1.人类在对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验,下面四个示意图所表示的实验不能说明具有波动性的是( )【解析】选C。

A为单缝衍射,B为双缝干涉,D为薄膜干涉,均说明光具有波动性,而C为光电效应现象实验,说明光具有粒子性。

2.(多选)关于对光的本性的认识,下列说法中正确的是( )A.牛顿的微粒说与惠更斯的波动说第一次揭示了光具有波粒二象性B.牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说没有本质的区别C.麦克斯韦从理论上指出电磁波传播速度跟光速相同,他提出光是一种电磁波D.麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说说明光具有波粒二象性【解析】选C、D。

牛顿的微粒说和惠更斯的波动说都试图用一种观点解释所有的现象,而牛顿的微粒说认为光是由弹性微粒组成的,与爱因斯坦的光子说有本质的区别,A、B均错误;麦克斯韦的电磁说说明光是一种电磁波,而爱因斯坦的光子说又说明光具有粒子性,故C、D均正确。

3.(多选)下列叙述的情况正确的是( )A.光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体B.光是与橡皮绳形成的绳波相似的波C.光是一种粒子,它和其他物质作用是“一份一份”进行的D.光子在空间各点出现的可能性大小(概率),可以用波动的规律来描述【解析】选C、D。

光的粒子性体现在其能量是一份一份的,可知它和其他物质作用时也是一份一份进行的.但其一份并不等同于宏观物质的实物球体,其波动性与机械波具有本质的区别。

【总结提升】光的波粒二象性问题的解题方法(1)宏观世界中,波和粒子是对立的概念,而在微观世界中,波和粒子可以统一。

只是由于我们经验局限于宏观物体的运动,微观世界的某些属性与宏观世界不同,但我们没有直观的经验去体会。

第四章 波粒二象性章末检测(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．其中1～4题为单项选择题，5～12题为多项选择题)1．某种单色光的频率为ν，用它照射某种金属时，在逸出的光电子中动能最大值为E k ，则这种金属的逸出功和极限频率分别是( )A ．hν－E k ，ν－E k hB ．E k －hν，ν＋E k hC ．hν＋E k ，ν－h E kD ．E k ＋hν，ν＋h E k 答案 A解析 由光电效应方程E k ＝hν－A 得A ＝hν－E k ，而A ＝hν0，则ν0＝A h ＝hν－E k h ＝ν－E k h，故A 正确．2．关于电子的运动规律，以下说法正确的是( )A ．电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律B ．电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律C ．电子如果表现出波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律D ．电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律 答案 C解析 由于电子是概率波，少量电子表现出粒子性，无法用轨迹描述其运动，也不遵从牛顿运动定律，所以选项A 、B 错误；大量电子表现出波动性，无法用轨迹描述其运动，但可确定电子在某点附近出现的概率且遵循波动规律，选项C 正确，D 错误．3．关于光电效应实验，下列表述正确的是( )A ．光照时间越长光电流越大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才能产生光电子答案 D解析 光电流的大小与光照时间无关，选项A 错误；如果入射光的频率小于金属的极限频率，入射光再强也不会发生光电效应，选项B 错误；遏止电压U c 满足eU c ＝hν－hν0，由该表达式可知，遏止电压与入射光的频率有关，选项C 错误；只有当入射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，选项D 正确．4．已知钙和钾的极限频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，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( )A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量答案 A解析 根据爱因斯坦光电效应方程12mv 2m ＝hν－W .由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝h λ和c ＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．5．下列各种波是概率波的是( )A ．声波B ．无线电波C ．光波D ．物质波答案 CD解析 声波是机械波，A 错．无线电波是一种能量波，B 错．由概率波的概念和光波以及物质波的特点分析可以得知光波和物质波均为概率波，故C 、D 正确．6．已知使某金属产生光电效应的极限频率为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 答案 AB解析 当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，由于2νc 大于该金属的极限频率，所以一定能发生光电效应，产生光电子，选项A 正确；根据爱因斯坦光电效应方程12m e v 2＝hν－W 0，当入射光的频率为2νc 时，发射的光电子的最大初动能为2hνc －hνc ＝hνc ，选项B 正确；当入射光的频率由2νc 增大一倍变为4νc 时，发射的光电子的最大初动能为4hνc －hνc ＝3hνc ，显然不是随着增大一倍，选项D 错误；逸出功是金属本身对金属内电子的一种束缚本领的体现，与入射光的频率无关，选项C 错误．7．下列物理现象的发现从科学研究的方法来说，属于科学假说的是( )A ．安培揭示磁现象电本质B ．爱因斯坦由光电效应的实验规律提出光子说C ．探究加速度与质量和外力的关系D ．建立质点模型答案 AB解析探究加速度与质量和外力关系用的是控制变量法；建立质点模型是理想化方法；安培提出分子电流假说揭示了磁现象电本质，爱因斯坦提出光子说成功解释光电效应用的是科学假说．8．用两束频率相同，强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面，均能产生光电效应，那么( )A．两束光的光子能量相同B．两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同C．两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D．两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同答案AC解析由E＝hν和E k＝hν－W知两束光的光子能量相同，照射金属得到的光电子最大初动能相同，故A、C对，D错；由于两束光强度不同，逸出光电子个数不同，故B错．9．下列对光电效应的解释正确的是( )A．金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出金属B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功是不同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不同答案BD解析按照爱因斯坦光子说，光子的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大．但要使电子离开金属，需使电子具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，但电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子，因此只要光的频率低，即使照射时间足够长，也不会发生光电效应．从金属中逸出时，只有在从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功才最小，这个功称为逸出功，不同金属逸出功不同．故以上选项正确的有B、D.10．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法不正确的是( ) A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的D．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置答案AB解析微观粒子的波动性是一种概率波，对应微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述A、B错误，C、D 正确．11．在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能E k与入射光的频率ν的关系如图1所示，由实验图像可求出( )图1A．该金属的极限频率和极限波长B．普朗克常量C．该金属的逸出功D．单位时间内逸出的光电子数答案ABC解析金属中电子吸收光子的能量为hν，根据爱因斯坦光电效应方程有E k＝hν－W.任何一种金属的逸出功W一定，说明E k随ν的变化而变化，且是线性关系，所以直线的斜率等于普朗克常量，直线与横轴的截距OA表示E k＝0时频率ν0，即金属的极限频率．根据hν0－W＝0，求得逸出功W＝hν0，也可求出极限波长λ0＝cν0＝hcW.由图像不能知道单位时间内逸出的光子数，A、B、C对，D错．12．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，正确的是( ) A．单缝宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp 越大的缘故B．单缝宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp 越小的缘故C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp 越小的缘故D．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx越小，动量不确定量Δp 越大的缘故答案BD解析由粒子位置不确定量Δx与粒子动量不确定量Δp的不确定关系：ΔxΔp≥h4π可知，单缝越宽，位置不确定量Δx越大，动量不确定量Δp越小，所以光沿直线传播，B正确；单缝越窄，位置不确定量Δx 越小，动量不确定量Δp 越大，所以中央亮纹越宽，D 正确．二、非选择题(本题共4小题，共40分)13. (8分)1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应.1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图2所示．图中，“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．图2答案 概率 概率14．(10分)已知运动的微小灰尘质量为m ＝10－10 kg ，假设我们能够测定它的位置准确到10－6 m ，则它的速度的不准确量为多少？答案 5×10－19 m/s解析 由不确定性关系Δp Δx ≥h 4π，得Δv ≥h 4πm ·Δx，代入数据得Δv ≥5×10－19 m/s. 15．(10分)X 射线管中阳极与阴极间所加电压为3×104 V ，电子加速后撞击X 射线管阴极产生X 射线，则X 射线的最短波长为多少？(电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，电子初速度为零) 答案 4.1×10－11 m解析 X 射线光子最大能量hν＝eU ，即h c λ＝eU ，λ＝hc eU＝4.1×10－11 m. 16．(12分)质量为10 g 的子弹与电子的速率相同均为500 m/s ，测量准确度为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？电子质量m ＝9.1×10－31 kg. 答案 1.06×10－31 m 1.15×10－3 m解析 测量准确度也就是速度的不确定性，故子弹、电子的速度不确定量为Δv ＝0.05 m/s ，子弹动量的不确定量为Δp 1＝5×10－4 kg·m/s，电子动量的不确定量为Δp 2＝4.6×10－32kg·m/s，由Δx ≥h 4πΔp ，子弹位置的最小不确定量Δx 1＝ 6.63×10－344×3.14×5×10－4 m ＝1.06×10－31 m ，电子位置的最小不确定量Δx 2＝ 6.63×10－344×3.14×4.6×10－32 m ＝1.15×10－3 m.。

课时作业41光电效应波粒二象性时间：45分钟满分：100分一、选择题（8×8′＝64′）1．关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是( ）A．不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长,波动性越明显，光的频率越高,粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性．应选D项．答案：D2．现有a、b、c三种单色光，其波长关系为λa〉λb>λc.用b光照射某种金属时，恰好能发生光电效应．若分别用a 光和c 光照射该金属，则( ）A ．a 光照射时,不能发生光电效应B ．c 光照射时，不能发生光电效应C ．a 光照射时，释放出的光电子的最大初动能最大D ．c 光照射时,释放出的光电子的最大初动能最小解析：只有当光的频率大于或等于极限频率时才会发生光电效应，由ν＝c λ可判断a 、b 、c 三种单色光的频率关系为νa <νb <νc ,用b 光照射某种金属恰好能发生光电效应，故a 光照射时不能发生光电效应,c 光照射时能发生光电效应,A 正确，B 、C 错误；光电效应释放出的光电子的初动能与频率有关，频率越大，初动能越大，c 光照射时，释放出的光电子的最大初动能最大，D 错误．答案：A3．根据爱因斯坦光子说，光子能量E 等于（h 为普朗克常量，c 、λ为真空中的光速和波长)( ）A ．h 错误!B ．h 错误!C ．hλD 。

错误!解析：光子的能量E ＝hν，而ν＝错误!，故E＝h错误!，A正确．答案:A4．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k－ν图象，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3。

2018-2019学年高中物理课时提升作业十五第四章波粒二象性4.3 光的波粒二象性教科版选修3-5编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019学年高中物理课时提升作业十五第四章波粒二象性4.3 光的波粒二象性教科版选修3-5）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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课时提升作业十五光的波粒二象性(30分钟50分）一、选择题（本大题共6小题,每小题5分，共30分）1。

人类在对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验,下面四个示意图所表示的实验不能说明具有波动性的是（)【解析】选C。

A为单缝衍射,B为双缝干涉，D为薄膜干涉，均说明光具有波动性,而C为光电效应现象实验，说明光具有粒子性。

2.(多选)关于对光的本性的认识，下列说法中正确的是( ）A.牛顿的微粒说与惠更斯的波动说第一次揭示了光具有波粒二象性B.牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说没有本质的区别C.麦克斯韦从理论上指出电磁波传播速度跟光速相同，他提出光是一种电磁波D。

麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说说明光具有波粒二象性【解析】选C、D。

牛顿的微粒说和惠更斯的波动说都试图用一种观点解释所有的现象,而牛顿的微粒说认为光是由弹性微粒组成的，与爱因斯坦的光子说有本质的区别,A、B均错误；麦克斯韦的电磁说说明光是一种电磁波,而爱因斯坦的光子说又说明光具有粒子性,故C、D均正确。

3。

（多选)下列叙述的情况正确的是（）A.光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体B.光是与橡皮绳形成的绳波相似的波C。

课时作业(五十四) 波粒二象性[基础训练]1．下列有关光的波粒二象性的说法正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性答案：C 解析：从光的波粒二象性可知，光是同时具有波粒二象性的，只不过在有的情况下波动性显著，有的情况下粒子性显著．光的波长越长，越容易观察到其显示波动特征．光子是一种不带电的微观粒子，而电子是带负电的实物粒子，它们虽然都是微观粒子，但有本质区别．故上述选项中正确的是C.2．如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( )A．只能证明光具有波动性B．只能证明光具有粒子性C．只能证明光能够发生衍射D．证明光具有波粒二象性答案：D 解析：弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性．验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确．3．关于光电效应，下列说法正确的是( )A．极限频率越大的金属，其逸出功越大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，频率越大，单位时间内逸出的光电子数就越多答案：A 解析：逸出功W0＝hν0，ν0越大，W0越大，A正确．每种金属都存在极限频率，小于极限频率的光照射时间再长也不会发生光电效应，B错误．由E k＝hν－W0知，在光照频率不变的情况下，E k越大，W0越小，C错误．入射光的光强一定时，频率越大，单位时间内逸出的光电子数就越少，D 错误．4．对于爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0，下面的理解中正确的是( )A ．只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有相同的初动能E kB ．式中的W 0表示每个光电子从金属中逸出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C ．逸出功W 0和极限频率νc 之间应满足关系式W 0＝h νcD ．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比答案：C'解析：爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0中的W 0表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力所做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值，对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的，其他光电子的初动能都小于这个值，选项A 、B 错误；若入射光的频率恰好等于极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是0，因此有W 0＝h νc ，选项C 正确；由E k ＝h ν－W 0可知E k 和ν之间是一次函数关系，但不是正比关系，选项D 错误．5．(多选)如图所示，电路中所有元件完好，但当光照射到光电管上的金属材料上时，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 ．入射光的波长太长C ．光照时间短D ．电源正、负极接反答案：BD 解析：只要入射光的频率小于极限频率，就没有光电子逸出；只要所加反向电压大于遏止电压，电子就不能到达阳极，也不会有光电流，故B 、D 正确．6．(多选)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2∶1，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hc3λB ．该种金属的逸出功为hcλC ．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答案：AD 解析：由h ν＝W ＋E k 知h c λ＝W 0＋12mv 21，h c 2λ＝W 0＋12mv 22，又v 1＝2v 2，所以W0＝hc3λ，故选项A正确，B错误；光的波长小于或等于3λ时方能发生光电效应，故选项C 错误，D正确．7．下表给出了一些金属材料的逸出功，现用波长为400 nm 的单色光照射这些材料，能产生光电效应的最多有(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.0×108 m/s)( )A.2种C．4种D．5种答案：A 解析：波长为400 nm的单色光子的能量e＝hν＝h cλ＝6.6×10－34×3.0×108400×10－9J＝4.95×10－19 J，由题中表格可看出e大于铯、钙的逸出功，小于镁、铍、钛的逸出功，所以铯、钙能产生光电效应．8．如图所示，用单色光做双缝干涉实验．P处为亮条纹，Q处为暗条纹，不改变单色光的频率，而调整光源使其极微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子( )A．一定到达P处B．一定到达Q处C．可能到达Q处D．都不正确答案：C 解析：单个光子的运动路径是不可预测的，只知道落在P处的概率大，落在Q处的概率小，因此，一个光子从狭缝通过后可能落在P处也可能落在Q处，选项C正确．9．(多选)在光的双缝干涉实验中，光屏前放上照相底片并设法减弱光子流的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长的两种情况下，其实验结果是( )A．若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点B．若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹C．这一实验结果证明了光具有波粒二象性D．这一实验结果否定了光具有粒子性答案：ABC 解析：实验表明，大量光子的行为表现为波动性，个别光子的行为表现为粒子性，上述实验表明光具有波粒二象性，故选项A、B、C正确，D错误．[能力提升]10．有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa ∶λb ∶λc ＝1∶2∶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答案：B 解析：a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa ∶λb ∶λc ＝1∶2∶3，因为光子频率ν＝cλ，知光子频率之此为6∶3∶2，设a 光的频率为6a ，根据光电效应方程E km ＝h ν－W 0得E k ＝h ·6a －W 0，13E k ＝h ·3a －W 0，联立两式解得逸出功W 0＝32ha ，E k ＝92ha ，c 光的光子频率为2a ，能量为2ha >W 0，能发生光电效应，最大初动能E km ′＝h ·2a －W 0＝12ha ＝19E k ，故B 项正确，A 、C 、D 项错误．11．(多选)某同学在研究某金属的光电效应现象时，发现该金属逸出光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系如图所示．若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为a 和－b ，已知电子所带电荷量为e ，由图象可以得到( )A ．该金属的逸出功为零B ．普朗克常量为b a，单位为J·HzC ．当入射光的频率为2a 时，逸出光电子的最大初动能为bD ．当入射光的频率为3a 时，遏止电压为2be答案：CD 解析：根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0，可知E k ­ν图线的斜率表示普朗克常量h ，即h ＝ΔE k Δν＝ba，单位为J/Hz ，纵轴截距的绝对值表示金属的逸出功W 0，W 0＝b ，选项A 、B 错误；当入射光的频率ν＝2a 时，光电子的最大初动能E k ＝ba·2a －b ＝b ，选项C 正确；由E k ＝h ν－W 0可知，当入射光的频率为3a 时，光电子的最大初动能为E k ＝2b ，由最大初动能E k 与遏止电压的关系式E k ＝eU c 可知，遏止电压为U c ＝2be，选项D 正确．12．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 ＝6.63×10－34J·s.甲 乙(1)图甲中电极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ν0＝________Hz ，逸出功W 0＝________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 kmax ＝________J.答案：(1)阳极 (2)5.15×10143.41×10－19 (3)1.23×10－19解析：(1)光束照射阴极，打到阳极A 上；(2)读出铷的截止频率νc ＝5.15×1014Hz ，其逸出功W 0＝h νc ＝3.41×10－19J ；(3)由爱因斯坦光电效应方程得E kmax ＝h ν－W 0＝1.23×10－19J.13．某同学采用如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，此时电压表的示数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em，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 .答案：(1)U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2 (2)e U 1－U 2ν1－ν2解析：(1)由于阳极A 和阴极K 之间所加电压为反向电压，根据动能定理有 －eU 1＝0－12mv 21－eU 2＝0－12mv 22根据光电效应方程 12mv 21＝h ν1－W 0 12mv 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 0 eU 2＝h ν2－W 0解得h ＝e U 1－U 2ν1－ν2.。

高考物理复习 课时作业41 光电效应 波粒二象性时间：45分钟 满分：100分一、选择题(8×8′＝64′) 1.2011·上海卷用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( )A ．改用频率更小的紫外线照射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解析：金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率，X 射线的频率大于紫外线的频率．答案：B图12．(2010·天津高考)用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图1.则这两种光( )A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大C ．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大D ．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大解析：爱因斯坦光电效应方程|eU c |＝12mv 2＝hν－W ，由图象可知|U c2|>|U c1|.则两种光的频率νa <νb ，选项A 错误；由两种光的频率关系得，λa >λb ，根据双缝干涉条纹间距公式Δx ＝L d·λ可知，a 光的相邻条纹间距大，选项C 正确；同理可知n a <n b .选项D 错误；由sin C ＝1n得．C a >C b ，选项B 正确．答案：BC图23．(2010·浙江高考)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2所示．则可判断出( )A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率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解析：由题图可知，甲、乙两光对应的反向截止电压均为U c2，由爱因斯坦光电效应方程E km＝hν－W逸及－eU c2＝0－E km可知甲、乙两光频率相同，且均小于丙光频率，选项A、C 均错；甲光频率小，则甲光对应光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，选项D 错误；乙光频率小于丙光频率，故乙光的波长大于丙光的波长，选项B正确．答案：B4．(2010·四川高考)用波长为2.0×10－7 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19 J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s，结果取两位有效数字)( )A．5.5×1014Hz B．7.9×1014HzC．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz解析：由爱因斯坦光电效应方程得h cλ＝hν0＋E km，代入数据解得ν0＝7.9×1014 Hz.选项B正确．答案：B5．(2009·广东高考)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件．下列表述正确的是( )A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应解析：光电效应是光(包括不可见光)照射金属使其逸出电子的现象，因此硅光电池是把光能转化为电能的一种装置，选项A正确；根据光电效应规律知，大于一定频率的光才能被电子吸收而发生光电效应，电子的最大初动能与入射光的频率有关．答案：A6．(2009·宁夏、辽宁高考)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．从金属表面出来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解析：逸出功W＝hν0，W∝ν0—极限频率，A正确；只有照射光的频率ν大于等于金属极限频率ν0，才能产生光电效应现象，B错；由光电效应方程E km＝hν－W知，因ν不确定时，无法确定E km与W的关系，C错；光强E＝nhν，ν越大，E一定，则光子数n越小，单位时间内逸出的光电子数就越少，D错．答案：A7．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，则( )A ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0C ．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大D ．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：由光电效应方程hν＝hν0＋E km 知，当入射光频率为2ν0时，一定能产生光电子，其最大初动能E km ＝hν－hν0＝2hν0－hν0＝hν0，故A 、B 正确，D 错误；逸出功与金属材料有关，与入射光频率无关，故C 错．答案：AB8．用同一频率的光照射到甲、乙两种不同的金属上，它们释放的光电子在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比为R 甲∶R 乙＝3∶1，则下述说法中正确的是( )A ．两种金属的逸出功之比为3∶1B ．两种光电子的速度大小之比为3∶1C ．两种金属的逸出功之比为1∶3D ．两种光电子的动量大小之比为3∶1解析：电子在磁场中做匀速圆周运动，由evB ＝m v 2R 得R ＝mveB，动量大小和速度大小均和环绕半径成正比，B 、D 对；光电子的最大初动能之比为9∶1，由爱因斯坦的光电效应方程可得：金属的逸出功W ＝hν－12mv 2，所以两种金属的逸出功的比值不确定，故选B 、D.答案：BD二、计算题(3×12′＝36′)9．已知某金属表面接受波长为λ和2λ的单色光照射时，释放出光电子的最大初动能分别为30 eV 和10 eV ，求能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长为多少？解析：若此种金属的逸出功为W ，极限波长为λ0 由爱因斯坦光电效应方程得：h c λ－W 0＝E k 1，h c 2λ－W 0＝E k2，h cλ0＝W 0 可得λ0＝1.24×10－7m. 答案：1.24×10－7m10．紫光在真空中的波长为4.5×10－7m ，问： (1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射极限频率为ν0＝4.62×1014 Hz 的金属钾能否产生光电效应？ (3)若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h ＝6.63×10－34J·s)解析：(1)E ＝hν＝h cλ＝4.42×10－19J.(2)ν＝c λ＝6.67×1014Hz因为ν>ν0，所以能产生光电效应．(3)E km＝hν－W0＝h(ν－ν0)＝1.36×10－19 J.答案：(1)4.42×10－19 J (2)能(3)1.36×10－19 J11．如图3所示，当电键S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴级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．图3(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：设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为E k，阴极材料逸出功为W0当反向电压达到U＝0.60 V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因为eU＝E k由光电效应方程：E k＝hν－W0由以上二式：E k＝0.6 eV，W0＝1.9 eV所以此时最大初动能为0.6 eV，该材料的逸出功为1.9 eV.答案：0.6 eV 1.9 eV。