物理选修3-5光学试题及答案详解

人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共5套阶段验收评估(一) 动量守恒定律(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。

1～5小题只有一个选项符合题目要求，6～8小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．做平抛运动的物体，在相等的时间内，物体动量的变化量()A．始终相同B．只有大小相同C．只有方向相同D．以上说法均不正确解析：选A做平抛运动的物体，只受重力作用，重力是恒力，其在相等时间内的冲量始终相等，根据动量定理，在相等的时间内，物体动量的变化量始终相同。

2．下列情形中，满足动量守恒的是()A．铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量B．子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块过程中，子弹和木块的总动量C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量解析：选B铁锤打击放在铁砧上的铁块时，铁砧对铁块的支持力大于系统重力，合外力不为零；子弹水平穿过墙壁时，地面对墙壁有水平作用力，合外力不为零；棒击垒球时，手对棒有作用力，合外力不为零；只有子弹水平穿过放在光滑水平面上的木块时，系统所受合外力为零，所以选项B正确。

3.如图1所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如将细线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为()图1A．0 B．向左C．向右D．无法确定解析：选A小球和圆槽组成的系统在水平方向上不受外力，故系统在水平方向上动量守恒，细线被烧断的瞬间，系统在水平方向的总动量为零，又知小球到达最高点时，小球与圆槽水平方向有共同速度，设为v′，设小球质量为m，由动量守恒定律有0＝(M＋m)v′，所以v′＝0，故A正确。

4.在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为m a、m b，两球在t时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度图像如图2所示，下列关系正确的是( )图2A ．m a >m bB ．m a <m bC ．m a ＝m bD ．无法判断解析：选B 由v ­t 图像可知，两球碰撞前a 球运动，b 球静止，碰后a 球反弹，b 球沿a 球原来的运动方向运动，由动量守恒定律得m a v a ＝－m a v a ′＋m b v b ′，解得m a m b ＝v b ′v a ＋v a ′<1，故有m a <m b ，选项B 正确。

3-5之光电效应一．选择题（共30小题）1．（2013•上海）某半导体激光器发射波长为1.5×10﹣6m，功率为5.0×10﹣3W的连续激光．已知可见光波长的数量级为10﹣7m，普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s，该激光器发出的（）A．是紫外线B．是红外线C．光子能量约为1.3×10﹣18J D．光子数约为每秒3.8×1016个2．（2012•上海）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3．（2012•上海）根据爱因斯坦的“光子说”可知（）A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B．光的波长越大，光子的能量越小C．一束单色光的能量可以连续变化D．只有光子数很多时，光才具有粒子性4．（2012•海南）（模块3﹣5）产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是（）A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成正比C．对于同种金属，E k与照射光的时间成正比D．对于同种金属，E k与照射光的频率成线性关系E．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k与金属的逸出功成线性关系．5．（2010•天津）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6．（2010•四川）用波长为2.0×10﹣7m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4.7×10﹣19J．由此可知，钨的极限频率是（普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s），光速c=3.0×108m/s，结果取两位有效数字）（）A．5.5×1014Hz B．7.9×1014Hz C．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz7．（2010•上海）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．B．C．hλD．8．（2007•重庆）真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为λ1和λ2）制成，板面积为S，间距为d．现用波长为λ（λ1＜λ＜λ2）的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电量成正比（） A．B．C．D．9．（2007•汕头模拟）图中为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源．要使射线管发出X射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压，则（）A．高压电源正极应接在P点，X射线从K极发出B．高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出C．高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出D．高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出10．（2006•四川）现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc．用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定（）A．a光束照射时，不能发生光电效应B． c光束照射时，不能发生光电效应C． a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小11．（2006•上海）人类对光的本性的认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是（）A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光具有波粒二象性性12．（2006•甘肃）已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0（）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13．（2005•天津）某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10﹣7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10﹣19C，普朗克常量为6.63×10﹣34J•s，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别（）A． 5.3×1014Hz，2.2J B．5.3×1014Hz，4.4×10﹣19JC． 3.3×1033Hz，2.2J D．3.3×1033Hz，4.4×10﹣19J14．（2005•江苏）为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦，2004年联合国第58次大会把2005年定为国际物理年．爱因斯坦在100年前发表了5篇重要论文，内容涉及狭义相对论、量子论和统计物理学，对现代物理学的发展作出了巨大贡献．某人学了有关的知识后，有如下理解，其中正确的是（）A．所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动B．光既具有波动性，又具有粒子性C．在光电效应的实验中，入射光强度增大，光电子的最大初动能随之增大D．质能方程表明：物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系15．（2005•江苏）在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近．已知中子质量m=1.67x10﹣27kg，普朗克常量h=6.63x10﹣34J•s，可以估算德布罗意波长λ=1.82x10﹣10m的热中子动能的数量级为（）A．10﹣17J B．10﹣19J C．10﹣21J D．10﹣24J16．（2004•江苏）下列说法正确的是（）A．光波是一种概率波B．光波是一种电磁波C．单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变D．单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变17．（2003•天津）如图所示，当电键S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V 时，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为（）A．1.9eV B．0.6eV C．2.5eV D．3.1eV18．（2003•上海）爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说．从科学研究的方法来说，这属于（）A．等效替代B．控制变量C．科学假说D．数学归纳19．（2001•上海）光电效应实验的装置如图所示，则下面说法中正确的是（）A．用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转B．用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转C．锌板带的是负电荷D．使验电器指针发生偏转的是正电荷20．（2000•上海）下列关于光的说法中正确的是（）A．在真空中红光波长比紫光波长短B．红光光子能量比紫光光子能量小C．红光和紫光相遇时能产生干涉现象D．红光照射某金属时有电子向外发射，紫光照射该金属时一定也有电子向外发射21．（2013•镇江二模）如图是研究光电效应的电路，则下列关于光电流与电压的关系图象正确的是（）A．B．C．D．22．（2013•漳州模拟）某种颜色的单色光照射到金属表面时，有光电子逸出，如果照射光的颜色不变，而光的强度增强，那么将会出现（）A．该金属材料的逸出功增大B．逸出光电子的时间间隔将增加C．光电子的最大初动能增大D．单位时间内逸出的光电子数目增加23．（2013•闸北区二模）“约索夫森结”由超导体和绝缘体制成．若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为ν的电磁波，且ν与U成正比，即ν=kU．已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关．你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为（）A．2e/h B．h/2e C．2he D．1/2he24．（2013•闸北区二模）入射光照射到某一金属表面而发生了光电效应．将入射光的强度减弱而保持其频率不变，则（）A．从光照射至金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．电子所能够吸收到的光子能量将明显减小C．可能难以产生光电效应D．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小25．（2013•扬州模拟）在光电效应实验中，先后用两束光照射同一个光电管，若实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线如图所示，则下列说法中正确的是（）A．a光频率大于b光频率B． a光波长大于b光波长C． a光强度高于b光强度D．a光照射光电管时产生光电子的最大初动能较大26．（2013•徐汇区二模）四种颜色的光分别通过同一双缝产生的双缝干涉图案如图中各选项所示，用这四种颜色的光分别照射某金属板，只有两种光能产生光电效应，则能产生光电效应的光线中，光子能量较小的光对应的双缝干涉图案是（）A．B．C．D．27．（2013•西城区一模）用某种频率的光照射锌板，使其发射出光电子．为了增大光电子的最大初动能，下列措施可行的是（）A．增大入射光的强度B．增加入射光的照射时间C．换用频率更高的入射光照射锌板D．换用波长更长的入射光照射锌板28．（2013•石景山区一模）对于同种金属，产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是（）A． E k与照射光的强度成正比B．E k与照射光的波长成正比C． E k与照射光的频率成线性关系D．E k与光照射的时间成线性关系29．（2013•汕头二模）如图是研究光电效应的装置，用一定频率的光束照射金属板K，有粒子逸出，则（）A．逸出的粒子是电子B．改变光束的频率，金属的逸出功随之改变C．减少光束的光强，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30．（2013•南开区一模）2005年是“世界物理年”，100年前的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（）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能发生光电效应，改用波长较长的光照射该金属时可能发生光电效应3-5之光电效应参考答案与试题解析一．选择题（共30小题）1．（2013•上海）某半导体激光器发射波长为1.5×10﹣6m，功率为5.0×10﹣3W的连续激光．已知可见光波长的数量级为10﹣7m，普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s，该激光器发出的（）A．是紫外线B．是红外线C．光子能量约为1.3×10﹣18J D．光子数约为每秒3.8×1016个考点：光子；电磁波谱．分析：根据波长的大小判断激光器发射的是哪种电磁波．根据E=h求出光子能量，根据E=Pt=nh求出单位时间内发生的光子数．解答：解：A、波长的大小大于可见光的波长，属于红外线．故A错误，B正确．C、光子能量E==1.326×10﹣19J．故C错误．D、每秒钟发出的光子数n=．故D正确．故选BD．点评：解决本题的关键熟悉电磁波谱中波长的大小关系，以及掌握光子能量与波长的大小关系．2．（2012•上海）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．光子数目考点：光电效应．专题：光电效应专题．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．解答：解：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，由公式E K=hf﹣W知，W为逸出功不变，所以光电子的最大初动能取决于入射光的频率，A正确．故选A点评：本题考查了发生光电效应的条件和光电效应方程的应用．3．（2012•上海）根据爱因斯坦的“光子说”可知（）A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B．光的波长越大，光子的能量越小C．一束单色光的能量可以连续变化D．只有光子数很多时，光才具有粒子性考点：光子．分析：爱因斯坦的“光子说”提出在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量与频率成正比，即E=hv（h=6.626×10﹣34 J．S）解答：解：A、“光子说”提出光子即有波长又有动量，是波动说和粒子说的统一，故A错误；B、光的波长越大，根据，频率越大，故能量E=hv越小，故B正确；C、爱因斯坦的“光子说”提出在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，每个光子的能量为E=hv，故光的能量是不连续的，故C错误；D、当光子数很少时，显示粒子性；大量光子显示波动性，故D错误；故选B．点评：爱因斯坦的“光子说”很好地将光的粒子性和波动性统一起来，即单个光子显示粒子性，大量光子显示波动性．4．（2012•海南）（模块3﹣5）产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是（）A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成正比C．对于同种金属，E k与照射光的时间成正比D．对于同种金属，E k与照射光的频率成线性关系E．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k与金属的逸出功成线性关系．考点：爱因斯坦光电效应方程；光电效应．专题：压轴题；光电效应专题．分析：根据光电效应方程E km=hv﹣W0进行分析．解答：解：A、光电子的最大初动能与入射光的强度无关．故A正确．B、根据光电效应方程E km=hv﹣W0=，对于同种金属，逸出功相同，知最大初动能与入射光的波长不成正比．故B错误．C、最大初动能与照射光的时间无关．故C错误．D、根据光电效应方程E km=hv﹣W0知，同种金属，逸出功相等，则最大初动能与入射光的频率成线性关系．故D正确．E、对于不同的金属，逸出功不同，若照射光的频率不变，根据光电效应方程E km=hv﹣W0知，E k与金属的逸出功成线性关系．故E正确．故选ADE点评：解决本题的关键掌握光电效应方程E km=hv﹣W0，知道最大初动能与入射光的强度和照射时间无关．5．（2010•天津）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光的偏折程度大考点：爱因斯坦光电效应方程；全反射；双缝干涉的条纹间距与波长的关系．专题：压轴题．分析：要明确各种单色光的折射率和波长、频率之间的关系：折射率越大则频率越大，波长越小．对于本题解题的关键是通过图象判定a、b两种单色光谁的频率大，反向截止电压大的则初动能大，初动能大的则频率高，故b光频率高于a光的．解答：解：A、由光电效应方程，由题图可得b光照射光电管时使其逸出的光电子最大初动能大，b光的频率大，波长小，故A错误；B、b光的频率大，在玻璃中的折射率n b大，由可知：从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角小，a光大，故B正确；C、发生双缝干涉时，，b光波长小，相邻条纹间距b光小，a光大，故C正确；D、在玻璃中的折射率n b＞n a，b光的偏折程度大，故D错误．故选BC．点评：要熟练掌握所学公式，明确各个物理量之间的联系．如本题中折射率、临界角、光子能量、最大初动能等都有光的频率有关．6．（2010•四川）用波长为2.0×10﹣7m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4.7×10﹣19J．由此可知，钨的极限频率是（普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s），光速c=3.0×108m/s，结果取两位有效数字）（）A．5.5×1014Hz B．7.9×1014Hz C．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz考点：爱因斯坦光电效应方程．专题：计算题．分析：本题中根据波长、光速、频率关系可以求出紫外线的频率，知道了所释放电子的最大初动能，利用光电效应方程即可求出钨的极限频率．解答：解：由光电效应方程E km=hv﹣W0①紫外线的频率为：②逸出功为：W0=hv0③由①②③可得：故选项ACD错误，B正确．故选B．点评：本题比较简单，但是涉及物理较多，要明确各物理量之间的关系，同时注意计算要准确．7．（2010•上海）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．B．C．hλD．考点：光子．专题：物理光学综合专题．分析：本题比较简单，直接根据光子能量公式即可求解．解答：解：光子能量为：E=hv ①光子频率、波长、光速之间关系为：②联立①②得光子的能量为：，故BCD错误，A正确．故选A．点评：本题考查了光子能量的表达式，比较简单，要明确光子能量、波长、频率、光速等之间关系．8．（2007•重庆）真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为λ1和λ2）制成，板面积为S，间距为d．现用波长为λ（λ1＜λ＜λ2）的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电量成正比（）A．B．C．D．考点：爱因斯坦光电效应方程；电容．分析：解决本题的关键是：首先利用光电效应方程求出电子的初动能，然后理解电容器最终带电量的含义：即电子不能再运动到负极板，其临界状态是电子减速到负极板时速度刚好减速为零．解决本题最简单的方法是：排除法．根据λ1＜λ＜λ2可知，该光不能使铂发生光电效应，故含有λ1的选项不对，只有D正确．解答：解：铂的极限波长为λ1，钾的极限波长为λ2，因为λ1＜λ＜λ2．由公式v=c/λ，极限波长短的极限频率高．所以，当以波长λ的光入射到两金属板内表面上时，只能使钾金属板发生光电效应．钾失去电子而成为电容器的正极板，光电子运动到铂金属板上后使铂金属板成为电容器的负极板．电子从钾金属板飞出时的动能为：E k=hv﹣W2=﹣=，公式中W2为钾金属的逸出功．光电子不断从钾极板发出，又不断到达铂极板，使电容器带电不断增加，电压也不断增大，这个电压是使光电子减速的反向电压．当某时刻，光电子恰好到达铂极板时其速度减为零，则电容器的电量达到最大值Q=CU（这里的电压U相当于反向截止电压．）由动能定理可以得到：eU=E k=，平行板电容器的电容：C∝Q=CU∝××∝，故选项ABC错误，D正确．故选D．点评：本题难度较大，将光电效应和电容器、带电粒子在电场中的运动联系起来．解决本题时可用排除法：根据λ1＜λ＜λ2可知，该光不能使铂发生光电效应，故含有λ1的选项不对，只有D正确．9．（2007•汕头模拟）图中为X射线管的结构示意图，E为灯丝电源．要使射线管发出X射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压，则（）A．高压电源正极应接在P点，X射线从K极发出B．高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出C．高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出D．高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出考点：光电效应．专题：光电效应专题．分析：对灯丝加热，灯丝放出电子，电子速度是很小的，要使电子到达阴极A，并高速撞击A，使原子的内层电子受到激发才能发出X射线．因此，K、A之间应有使电子加速的电场．解答：解：E为灯丝电源，对灯丝加热，灯丝放出电子，电子速度是很小的，要使电子到达阴极A，并高速撞击A，使原子的内层电子受到激发才能发出X射线．因此，K、A之间应有使电子加速的电场，故Q应接高压电源正极．D正确．故选D点评：本题考查了X射线管的结构和工作原理，难度不大，要弄清电子射出的方向和X射线射出的地方．10．（2006•四川）现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc．用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定（）A． a光束照射时，不能发生光电效应B． c光束照射时，不能发生光电效应C． a光束照射时，释放出的光电子数目最多D． c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小考点：光电效应．分析：根据光电效应的条件：γ＞γ0，而，判断出a光、c光照射该金属，能否发生光电效应．放出的光电子数目与入射光的频率无关，由入射光的强度决定．光电子的最大初动能可由光电效应方程去比较．解答：解：A、波长关系为λa＞λb＞λc，则γa＜γb＜γc．b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应，根据光电效应的条件，a光照射不能发生光电效应，c光照射能发生光电效应．故A正确，B错误．C、放出的光电子数目与入射光的频率无关，由入射光的强度决定．故C错误．D、根据光电效应方程：，知c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最大．故D错误．故选A．点评：解决本题的关键掌握光电效应的条件，光电效应方程及单位时间内放出光电子的数目由入射光的强度决定．11．（2006•上海）人类对光的本性的认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是（）A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光具有波粒二象性性考点：光的本性学说的发展简史．专题：光的衍射、偏振和电磁本性专题．分析：牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质．光既具有波动性又具有粒子性，光是一种电磁波，干涉是波特有的现象．解答：解：A、牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质．故A错误．B、干涉是波特有的现象，故光的双缝干涉实验显示了光具有波动性，故B正确．C、麦克斯韦根据他的电磁理论，认为光是一种电磁波，而赫兹证实了电磁波的存在．故C正确．D、光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性，故D正确．故选BCD．点评：多读教材，加强基础知识积累就能顺利解决此类题目．12．（2006•甘肃）已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0（）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考点：光电效应．专题：光电效应专题．分析：逸出功与极限频率的关系为W=hv0，每种金属都有自己固定的极限频率，即每种金属的光电子的逸出功是固定的；根据光电效应方程可以判断光电子最大初动能的变化情况．解答：解：金属中电子的逸出功W是一定的，等于恰好能产生光电效应的光的能量hν0，ν0称为金属的极限频率，故C错误；只要入射光的频率大于极限频率，该金属即可发生光电效应，故A正确；根据光电效应方程E km=hν﹣W，其中W=hν0，可判断B正确，D错误．故选AB．点评：对于光电效应现象要正确理解极限频率、入射光频率、逸出功、最大初动能、光照强度、光电流大小等之间的关系．13．（2005•天津）某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10﹣7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10﹣19C，普朗克常量为6.63×10﹣34J•s，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别（）A． 5.3×1014Hz，2.2J B． 5.3×1014Hz，4.4×10﹣19JC． 3.3×1033Hz，2.2J D． 3.3×1033Hz，4.4×10﹣19J考点：爱因斯坦光电效应方程．专题：计算题．分析：题目比较简单，根据逸出功W0=hv0，和光电效应方程：E K=hv﹣W0直接进行求解．解答：解：根据据逸出功W0=hv0，得：根据光电效应方程：E K=hv﹣W0①光速、波长、频率之间关系为：②由①②解得：，故选项ACD错误，B正确．故选：B．点评：本题考察知识点简单，但是学生在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系，同时注意计算的准确性．14．（2005•江苏）为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦，2004年联合国第58次大会把2005年定为国际物理年．爱因斯坦在100年前发表了5篇重要论文，内容涉及狭义相对论、量子论和统计物理学，对现代物理学的发展作出了巨大贡献．某人学了有关的知识后，有如下理解，其中正确的是（）A．所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动B．光既具有波动性，又具有粒子性C．在光电效应的实验中，入射光强度增大，光电子的最大初动能随之增大D．质能方程表明：物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系考点：光的波粒二象性；布朗运动；光电效应；爱因斯坦质能方程．专题：布朗运动专题；光的衍射、偏振和电磁本性专题；光电效应专题；爱因斯坦的质能方程应用专题．分析：布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的运动；光既具有波动性，又具有粒子性；光电效应方程有E Km=hγ﹣w；爱因斯坦质能方程E=mC2．解答：解：A、布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，故A错误．B、光既具有波动性，又具有粒子性，大量光子表现出光的波动性，单个光子表现出光的粒子性，频率越高粒子性越明显，频率越低波动性越明显．故B正确．C、根据光电效应方程有E Km=hγ﹣w，故光电子的最大初动能与入射光强度无关，故C错误．D、根据爱因斯坦质能方程E=mC2，可知物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系．故D正确．故选BD．点评：这种题目是识记性质，只要记住力这些相关的基础知识即可解决此类题目．15．（2005•江苏）在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近．已知中子质量m=1.67x10﹣27kg，普朗克常量h=6.63x10﹣34J•s，可以估算德布罗意波长λ=1.82x10﹣10m的热中子动能的数量级为（）A．10﹣17J B．10﹣19J C．10﹣21J D．10﹣24J考点：物质波．分析：热中子的动能由热中子的质量与速度求出，然而速度则是由λ=与P=mv算出．解答：解：由德布罗意波公式λ=得P=而P=mv，则v==m/s=2.18×103m/s 所以E==J=3.97×10﹣21J因此热中子的动能的数量级10﹣21J故选：C点评：任何物体均有物质波，不过质量很小时物质具有波的特性体现显著．16．（2004•江苏）下列说法正确的是（）A．光波是一种概率波B．光波是一种电磁波C．单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变D．单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变考点：光的电磁本性；波长、频率和波速的关系；概率波．专题：光的波粒二象性和物质波专题．。

高中物理选修3-5《光电效应》6年高考试题精选一、单项选择题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【答案】B【解析】每一种金属对应一个极限频率，低于极限频率的光，无论照射时间有多长，光的强度有多大，都不能使金属产生光电效应，只要照射光的频率大于或者等于极限频率，就能产生光电效应，因为X射线的频率高于紫外线的频率，所以改用X射线照射能发生光电效应，B正确【考点定位】光电效应2．【2014·江苏卷】已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1011Hz，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【考点定位】本题主要考查了对爱因斯坦光电效应方程、德布罗意波长公式的理解与应用问题，属于中档偏低题。

3．【2013·上海卷】当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时A．锌板带负电B．有正离子从锌板逸出C．有电子从锌板逸出D．锌板会吸附空气中的正离子【答案】C【解析】光电效应发生的过程是锌板原子核外层电子在吸收光子后摆脱原子核的束缚逃离锌板，导致锌板带正电，选项AB错误，C正确；锌板失去电子后带正电，因同种电荷排斥，所以锌板不会吸引空气中的正离子，D错误。

【考点定位】光电效应的发生。

4．【2013·天津卷】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【答案】C【考点定位】原子核衰变、玻尔理论、光电效应。

高中物理（教科版选修3-5）：第4章3.光的波粒二象性含答案学业分层测评(十五) (建议用时：45分钟)1．频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为hνc，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，下列关于光子散射的说法正确的是( )A．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小B．光子改变原来的传播方向，但传播速度不变C．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大D．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长小于入射光子的波长【解析】碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，A 错误，B 正确；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即ν＞ν′，再由c ＝λ1ν＝λ2ν′，得到λ1<λ2，C、D错误．【答案】 B2．(多选)关于光的本性，下列说法中正确的是( )A．关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性D．光电效应说明光具有粒子性【解析】光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象．某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象．要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．C、D正确，A、B错误．【答案】CD3．关于光的波粒二象性的理解正确的是( )【导学号：22482063】A．大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C．光在传播时粒子性显著，而与物质相互作用时波动性显著D．高频光是粒子，低频光是波【解析】大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，A正确；光在传播时波动性显著，光与物质相互作用时粒子性显著，B、C错误；频率高的光粒子性显著，频率低的光波动性显著，D错误．【答案】 A4．(多选)对光的认识，下列说法正确的是( )A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某些场合下光的波动性表现明显，在某些场合下光的粒子性表现明显【解析】本题考查光的波粒二象性．光是一种概率波，少量光子的行为易显示出粒子性，而大量光子的行为往往显示出波动性，A选项正确；光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，而是光的一种属性，这已被弱光照射双缝后在胶片上的感光实验所证实，B选项正确；粒子性和波动性是光同时具备的两种属性，C错误，D选项正确．【答案】ABD5．(多选)为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是( )A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C．大量光子的运动规律显示出光的粒子性D．个别光子的运动显示出光的粒子性【解析】单个光子运动具有不确定性，大量光子落点的概率分布遵循一定规律，显示出光的波动性．使光子一个一个地通过双缝，如果时间足够长，底片上会出现明显的干涉图样，A正确，B、C错误；由光的波粒二象性知，个别光子的运动显示出光的粒子性，D正确．【答案】AD6．(多选)在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是( ) A．使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样。

第1节波粒二象性1．在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()A．光电效应是瞬时发生的B．所有金属都存在极限频率C．光电流随着入射光增强而变大D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大解析：选C光具有波粒二象性，即既具有波动性又具有粒子性，光电效应证实了光的粒子性。

因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B项错误；光强增大时，光子数量和能量都增大，所以光电流会增大，这与波动性无关，C项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D项错误。

2．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。

对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是________。

A．遏止电压B．饱和光电流C．光电子的最大初动能D．逸出功解析：不同金属的逸出功一定不同，用同一种光照射，由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0知，光电子的最大初动能一定不同，而E k＝eU c，可见遏止电压也一定不同，A、C、D 均正确；同一种光照射同一种金属，入射光越强，饱和电流越大，因此可以调节光的强度，实现锌和银产生光电效应的饱和光电流相同，B错误。

答案：ACD3．一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光()A．垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长B．从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小C．分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小D．若照射同一金属都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大解析：选AB由光的色散图像可知，a光的折射程度比b光的大，因此玻璃对a光的折射率大，a光的频率高，光子能量大，波长短，由v＝cn可知，在同一介质中a光的传播速度小，因此垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间长，A项正确；由sin C＝1n可知，从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角小，B项正确；由Δx＝ldλ可知，经同一双缝干涉装置，a光形成的相邻亮纹间距小，C项错误；由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可知，照射同一金属发生光电效应，a 光产生的光电子的最大初动能大，D 项错误。

绝密★启用前第十七章 波粒二象性 2. 光的粒子性第Ⅰ部分 选择题一、选择题：本题共8小题。

将正确答案填写在题干后面的括号里。

1．关于光子和光电子，以下说法正确的是( ) A ．光子就是光电子B ．光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的C ．真空中光子和光电子速度都是cD ．光子和光电子都带负电2．光电效应的规律中，经典波动理论不能解释的有( ) A ．入射光的频率必须大于被照金属的截止频率B ．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射频率的增大而增大C ．入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9 sD ．当入射光频率大于截止频率时，光电子的数目与入射光的强度成正比3.利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通过，则()A ．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B ．用红光照射，电流表一定无电流通过C ．用频率为ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头移到A 端时，电流表中一定无电流通过D ．用频率为ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头向B 端滑动时，电流表示数可能不变4．已知一束可见光a 是由m 、n 、p 三种单色光组成的，如图所示．检测发现三种单色光中，n 、p 两种单色光的频率都大于m 色光；n 色光能使某金属发生光电效应，而p 色光不能使该金属发生光电效应．那么，光束a 通过三棱镜的情况是()5.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6．用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k -ν图线．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功为3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k -ν坐标系中，则正确的图是( )7. 光子有能量，也有动量，动量p ＝hλ，它也遵守有关动量的规律．如图所示，真空中有“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO ′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)．当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时转动情况(俯视)的下列说法中正确的是( )A ．顺时针方向转动B ．逆时针方向转动C ．都有可能D ．不会转动8．分别用波长为λ和23λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1 :2，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为( ) A.2hcλ B.32hcλ C.34hcλD.45hcλ第Ⅱ部分 非选择题二、非选择题：本题4个小题。

物理【选修3-5】经典题型训练(含参考答案及解析)【物理选修3-5】1.（5分）（2021山西省长治期末）下列关于近代物理知识的描述中，正确的是A.当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用紫光照射也一定会有电子逸出B.处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子C.衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的417D.在147N+2He→8O+X核反应中，X是质子，这个反应过程叫α衰变2.（6分）（2021贵州六校联考）如图甲是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁 n B．这群氢原子能够发出6种不同频率的光 C．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV D．如果发出的光中子有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到 n=1能级发出的 E．从n= 4能级跃迁到n =3能级发出的光的波长最长【答案】（1）BDE【解析】解决本题的关键掌握发生光电效应的条件，以及知道能级间跃迁时，哪个能级间跃迁发出的光子能量最大，哪个能级间跃迁发出的光子能量最小．处于n=4激发态的大量氢原子跃迁时，最多发出的光子种- 1 - / 191-13.6 En/eV0 -0.54 -0.85 -1.51 -3.4∞5 4 3 2第35题图甲数为C42=6,发出光的能量越小，频率越低，波长越长。

3（5分）（2021黑龙江哈尔滨名校质检）氢原子能级图如图所示，大量氢原子由n=5的能级状态向基态跃迁，其中由n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光子恰好能使金属发生光电效应，则A．跃迁过程中可放出20种光子 B．跃迁过程中可放出10种光子C．跃迁产生的光子中，共有2种能使该金属发生光电应D．跃迁产生的光子中，共有6种能使该金属发生光电效应效4（6分）(2021河南名校质检)下列说法正确的是， A、β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 B、光电效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性C、原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2。

高中物理选修3-5同步练习试题解析氢原子光谱1．关于光谱，下列说法正确的是( )A．炽热的液体发射连续谱B．发射光谱一定是连续谱C．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱解析：由光谱的概念和分类知A、D选项正确，而B选项错误。

由光谱分析的原理知C选项正确。

答案：A、C、D2．对于光谱，下面的说法中正确的是( )A．大量原子发生的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱解析：原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论多少发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错。

B项是线状谱的特征，正确。

太阳光周围的元素的低温蒸气吸收了相应频率的光，故太阳光谱是吸收光谱，故C、D错。

答案：B3．关于线状谱，下列说法中正确的是( )A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同解析：每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C正确。

答案：C4．关于光谱分析，下列说法中不正确的是( )A．进行光谱分析，既可以利用连续谱，也可以利用线状谱B．进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱C．利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分D．利用光谱分析可以深入了解原子的内部结构解析：进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱，它们能够反映原子的特征，A错误，B正确；利用光谱分析可以确定物质中含有哪些元素，C正确；光是由原子内部电子的运动产生的，利用光谱分析可以确定电子的运动情况，即原子的内部结构，D正确。

答案：A5．要得到钠元素的特征谱线，下列做法正确的是( )A．使固体钠在空气中燃烧B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸汽C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸汽D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸汽解析：炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，A错误；稀薄气体发光产生线状谱，B正确；强烈的白光通过低温钠蒸汽时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C正确，D错误。