波粒二象性专题

第页波粒二象性专题一、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Ek=hν-W0，和Ek=eUc，得到遏止电压和入射光频率的关系为：Uc=he⋅ν-W0e故本题选B2．关于近代物理内容的叙述正确的是（）A.β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领比γ射线强B.光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量C.某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少6个D.氡的半衰期为3．8天，4个氡原子核经过7．【答案】B【解析】γ射线是电磁波，β射线不是电磁波，β射线穿透本领比γ射线弱，选项A错误；光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量，选项B正确；某原子核经过一次α衰变核内中子数减小2，两次β衰变后，核内中子数减少2个，则核内中子数减少4个，选项C错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，则选项D错误；故选B.3．有关光的本性，下列说法正确的是()A.光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B.光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C.大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D.由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性【答案】D【解析】A、光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故A错误；B、光是概率波，不同与机械波；光的粒子性也不同与质点；即单个光子即具有粒子性也具有波动性；故B错误；C、单个光子即具有粒子性也具有波动性，只是大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故C错误；D、由于光具有波动性，又具有粒子性，即光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性，故无法只用其中一种去说明光的一切行为，故光具有波粒二象性，故D正确；故选D。【点睛】光的波粒二象性是指光波同时具有波和粒子的双重性质，但有时表现为波动性，有时表现为粒子性．个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．4．右图为黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则()A.各种波长的辐射强度都有减少B.只有波长短的辐射强度增加C.辐射电磁波的波长先增大后减小D.辐射强度的极大值向波长较短的方向移动【答案】D【解析】由图象可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故AB错误，D正确。随着温度的升高，黑体的辐射增强，波长变短，频率增大，故C错误。故选D。点睛：通过黑体辐射的强度与波长的关系图象，考生应牢记两大特点：①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加；②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．5．下列说法中正确的是A.汤姆孙发现了电子，并发现了天然放射现象B.对于ɑ射线、β射线、γ射线这三种射线而言，波长越长，其能量就越大C.天然放射现象的发现，说明原子可以再分D.黑体辐射的实验表明，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动【答案】D【解析】贝可勒尔发现天然放射性，由于天然放射性是原子发生变化而产生的，则说明原子核是有内部结构的，AC错误；波长越长，频率越小，根据E=hν可知能量越低，B错误；黑体辐射的实验表明，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动，D正确．6．关于光电效应，以下说法正确的是（）A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B.光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C.能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功D.用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是的黄光照射该金属一定不发生光电效应【答案】C【解析】根据Ekm=hγ-W逸出功可知，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，带不是成正比，选项A错误；光电流的强弱与入射光的光强有关，与光电子的最大初动能无关，选项B错误；根据光电效应的规律，能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功，选项C正确；绿光的频率大于黄光，则用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属不一定发生光电效应，选项D错误；故选C.7．图甲为氢原子的能级图,图乙为某金属在光的照射下,发生光电效应时产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象。若氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子刚好使该金属发生光电效应,普朗克常数h=6.63×10-34J·s,1eV=1.6×10-19J,则下列说法正确的是()A.由乙图知普朗克常量h=-EB.乙图中E=hν0=1.89eVC.该金属的极限频率为5.4×1014HzD.用氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级释放的光子去照射该金属,打出光电子的最大初动能为10.2eV【答案】B【解析】由爱因斯坦光电效应方程Ek=hv-hv0知，结合图象可知，图线的斜率k=h=Ev0，故A错误。纵轴截距的大小等于逸出功，即E=hv0，氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子刚好使该金属发生光电效应，则逸出功W0=-1.51-（-3.40）eV=1.89eV，则E=hv0=1.89eV，故B正确。金属的极限频率v0＝W0h＝1.89×1.6×10-196.63×10-34Hz=4.6×10148．在用单缝衍射实验验证光的波粒二象性的实验中，下列说法中正确的是()A.使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上也不会显示衍射图样B.单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C.光子通过狭缝后的运动路径是直线D.光的波动性是大量光子运动的规律【答案】D【解析】使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其它地方机会较少。因此会出现衍射图样，故A错误；单个光子通过单缝后，要经过足够长的时间，底片上会出现完整的衍射图样，故B错误；光子通过狭缝后要发生衍射，则其运动路径不是直线，选项C错误；单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性。所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，故D正确。故选D。9．下列说法中错误的是（）A.光电效应实验揭示了光的粒子性B.原子核经过一次α衰变后，核子数减少4C.电子的衍射实验证实了物质波的假设是成立的D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等【答案】D【解析】（1）光电效应实验证实了爱因斯坦光的能量子的说法，认为光子是一种粒子，它的能量为hν，A正确；（2）原子核经过衰变放出了氦原子核，根据质量数守恒，可知知道，新核的核子数减少4，B正确；（3）1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束的衍射的实验，得到了电子波的衍射图样，从而证实了德布罗意物质波的假设是成立的，C正确；（4）根据动量和动能的关系：p=2mEk，德布罗意波长：λ=hp故本题选D10．爱因斯坦提出“光子说”并成功解释了光电效应现象，关于光子的能量下列说法正确的是A.与其波长成正比B.与其频率成正比C.与其速度成正比D.与其速度平放成正比【答案】B【解析】根据E=hv知，光子的能量与它的频率成正比，故B正确，ACD错误。故选B。【点睛】根据E=hv判断出光子的能量与什么因素有关．11．人们对“光的本性”的认识，经历了漫长的发展过程．下列符合物理学史实的是（）A.牛顿提出光是一种高速粒子流，并能解释一切光的现象B.惠更斯认为光是机械波，并能解释一切光的现象C.为了解释光电效应，爱因斯坦提出了光子说D.为了说明光的本性，麦克斯韦提出了光的波粒二象性【答案】C【解析】牛顿认为光是一种粒子流，他的观点支持了光的微粒说，能解释光的直线传播与反射现象，不能解释一切现象。故A错误。惠更斯认为光是一种机械波，并能解释光的反射、折射和衍射，但不能解释光的直线传播和光电效应等现象，故B错误。为了解释光电效应爱因斯坦提出光子说，认为光的发射、传播和吸收不是连续的而是一份一份的，每一份就是一个光子，故C正确。麦克斯韦提出了光的电磁波说，认为光是一种电磁波。康普顿效应证明光具有波粒二象性，故D错误。故选：C。【点睛】对于光是什么，最早的观点认为光是一种粒子，即光的微粒说，而与牛顿同时代的惠更斯提出了光的波动说，由于惠更斯认为光是纵波，偏振现象否定了光的波动说，而泊松亮斑推动了波动说的发展，双缝干涉实验和单缝衍射证明光是一种波，麦克斯韦认为光是一种电磁波，为解释光电效应爱因斯坦提出了光子说，康普顿效应证明光具有波粒二象性．12．用波长为200nm的紫外线照射钨的表面，电子逸出钨表面的最大初动能为4.7×10-19J。已知普朗克常量为6.63×10-34J·s，真空中的光速为3.00×108m·s-1。能使钨产生光电效应的单色光的最低频率约为A.5.0×104HzB.8.0×1014HzC.1.0×1015HzD.1.2×1015

Hz【答案】B【解析】根据光电效应方程：EKm=hγ-W0；光速、波长、频率之间关系为：γ=cλ，将数据代入上式，则有：W0=hγ-EKm=6.63×10-34J•s×3×108300×10-9s-1-1.28×10-19J=5.35×10-19J；根据逸出功W点睛：本题考查知识点简单，但是学生在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系，同时注意逸出功计算时的单位及运算的准确性。13．关于光子和运动着的电子，下列论述正确的是A.光子和电子一样都是实物粒子B.光子能发生衍射现象，电子不能发生衍射现象C.光子和电子都具有波粒二象性D.光子具有波粒二象性，而电子只具有粒子性【答案】C【解析】物质可分为两大类：一是质子、电子等实物；二是电场、磁场等，统称场．光是传播着的电磁场．根据物质波理论，一切运动的物体都具有波动性，故光子和电子都具有波粒二象性．综上所述，C选项正确。14．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.乙光的波长大于丙光的波长B.甲光的频率大于乙光的频率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【答案】A【解析】根据eU截＝12mvm2＝hγ−W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；故A正确。甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故B错误。丙的频率最大，甲乙频率相同，且均小于丙的频率，但它们的截止频率都相等，故C错误。丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能。故D错误。故选A点睛：解决本题的关键掌握截止电压、截止频率的物理意义，以及理解光电效应方程eU截＝12mvm2＝hγ−15．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法错误的是（

）。A.图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B.图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C.图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D.图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性【答案】C【解析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确。玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故B正确。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，故C错误。根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D正确。本题选择错误的，故选C。16．下列关于近代物理知识的描述正确的是（）A.若用蓝光照射某金属时有电子逸出,则改用红光照射时也一定会有电子逸出B.处于n=4能级的某个氢原子自发向低能级跃迁时,最多能发出3种不同频率的光子C.衰变中产生的β射线实际上是原子核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D.有10个放射性元素的原子核,其中有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期【答案】B【解析】蓝光的频率大于红光，若用蓝光照射某金属时有电子逸出,则改用红光照射时不一定会有电子逸出，选项A错误；处于n=4能级的某个氢原子自发向低能级跃迁时，最多能发出3种不同频率的光子，分别对应的跃迁是：4→3；3→2；2→1，选项B正确；衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项C错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适应，则有10个放射性元素的原子核,其中有5个原子核发生衰变所需的时间不一定是该放射性元素的半衰期，选项D错误；故选B.17．下列判断中正确的是.A.核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小B.比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C.一个氢原子从n=3的能级跃迁回基态，可能辐射三个光子D.金属的逸出功随入射光频率的增大而增大【答案】B【解析】核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力大的多，A错。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。B正确。一个氢原子从n=3的能级跃迁回基态，可能辐射二个光子，C错。金属的逸出功与入射光频率无关，与金属的性质有关。D错。所以选择B.18．关于光电效应的下列说法中，正确的是A.光电流的强度与入射光的强度无关B.入射光的频率增大，则金属的逸出功也随着增大C.无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应D.当用频率为2v0的单色光照射截止频率为v0的金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv0，其中h为普朗克常量【答案】D【解析】A项：光电流的强度随入射光的强度增大而增大，故A错误；B项：金属的逸出功取决于金属本身的性质，与入射光的频率无关，故B错误；C项：发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与入射光照射的时间无关，故C错误；D项：根据爱因斯坦光电效应方程Ek=h·2点晴：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，在发生光电效应的前提下，光电流的强度随入射光的强度增大而增大。19．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.入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多D.入射光的光强越大，逸出的光电子的最大初动能越大【答案】A【解析】A：金属材料逸出功与极限频率关系为W=hυ0，则极限频率越大的金属材料逸出功越大。故B：入射光的频率小于金属极限频率时，无论光照射的时间多长，金属都不能产生光电效应。故B项错误。CD：入射光的频率越高，逸出的光电子的最大初动能越大；入射光的光强越大，单位时间内逸出的光电子数就越多。故CD两项错误。20．光电效应实验装置示意图如图所示.用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应.换用同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场.逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电荷量)()A.U＝hve－WeB.U＝2hve－WeC.U＝2hv【答案】B【解析】根据题意知，一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为nhv，n=2，3，4…则有：eU=nhv-W，解得：U=nhνe-We；n=2，3，4…；知B点睛：解决本题的关键掌握光电效应方程Ekm=hv-W，以及知道最大初动能与遏止电压的关系Ekm=eU．21．已知某种金属的逸出功为2.5eV，氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4能级状态，则()A.氢原子可能辐射4种频率的光子B.氢原子可能辐射3种频率的光子C.有4种频率的辐射光子能使该金属发生光电效应D.有3种频率的辐射光子能使该金属发生光电效应【答案】C【解析】AB．根据C42=6知，这群氢原子可能辐射6种频率的光子，故A错误，BCD．n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，均小于逸出功，不能发生光电效应，其余4种光子能量均大于2.5eV，所以这群氢原子辐射的光中有4种频率的光子能使该金属发生光电效应。故C正确，D错误。故选：C22．下列说法正确的是A.就物质波来说，速度相等的电子和质子，电子的波长长B.原来不带电的一块锌板，被弧光灯照射锌板时，锌板带负电C.红光光子比紫光光子的能量大D.光电效应和康普顿效应均揭示了光具有波动性【答案】A【解析】A：物质波波长λ=hp=B：原来不带电的一块锌板，被弧光灯照射锌板时，电子从锌板逸出，锌板带正电。故B项错误。C：红光的频率小于紫光频率，光子能量E=hυ，则红光光子比紫光光子的能量小。故C项错误。D：光电效应和康普顿效应均揭示了光具有粒子性。故D项错误。23．关于光电效应有如下几种陈述，其中正确的是（）A.爱因斯坦提出“光子说"并成功解释了光电效应现象B.入射光的频率必须小于极限频率，才能产生光电效应C.光电效应说明光具有波动性D.发生光电效应时，若入射光频率增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍【答案】A【解析】A、爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应，故A正确；B、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，与入射光的强度与照射的时间无关，故B错误；C、光电效应可以用光子说成功解释，说明光具有粒子性，故C错误；D．根据光电效应方程EKm=hv-W0知，最大初动能与光子频率成一次函数关系，随照射光的频率增大而增大，不是成正比关系．故D错误．故选：A．24．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中不正确的是()A.只增大入射光的频率，金属逸出功将不变B.只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变C.只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D.只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将减少【答案】D【解析】金属的逸出功与入射光的频率无关，由金属本身的性质决定，故A正确。光电子的最大初动能与入射光的照射时间无关，故B正确。根据光电效应方程知，Ekm=hv-W0，增大入射光的频率，光电子的最大初动能增大，故C正确。入射光强度增大，则单位时间内发出光电子数目增多，故D错误。本题选错误的，故选D.点睛：解决本题的关键掌握发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率．以及知道光的强弱不影响光电子的能量，只影响单位时间内发出光电子的数目．并理解光电效应方程的应用，注意入射光的频率决定光电子的最大初动能．25．下列说法正确的是A.康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量B.放射性元素的半衰期与外界温度有关C.结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D.太阳的巨大能量是核裂变产生的【答案】A【解析】康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量，选项A正确；放射性元素的半衰期与外界温度无关，选项B错误；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C错误；太阳的巨大能量是核聚变产生的，选项D错误；故选A.26．用频率为υ的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去。已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，则光子在反射前后动量改变量的大小为（）A.hυB.hcC.2D.2【答案】D【解析】根据德布罗意波长公式，则光子的动量为p=hλ=hνc。取入射方向为正方向，则光子动量的变化量为△p=p末-p初=-p-p=-2hνc，因此当光被镜面全部垂直反射回去，光子的速度方向与开始时相反，所以光子在反射前后动量改变量的大小为2hν27．下列说法正确的是（）A.氢原子的光谱是连续谱B.核反应中，质量数守恒，电荷数守恒C.比结合能越小，原子核越稳定D.只要人射光的强度足够大，就能发生光电效应【答案】B【解析】氢原子的光谱是线状谱，选项A错误；核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，选项B正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项A错误；只要入射光的频率足够大，就能发生光电效应，能否发生光电效应与光强无关，选项D错误；故选B.28．下列说法正确的是（）A.量子论是爱因斯坦首先提出的B.光的强度越大，则光子的能量也就越大C.大量氢原子从高能级向低能级跃迁时，只能发射某些特定频率的光子D.238发生α衰变成钍234时，α粒子与钍234的质量之和等于铀238的质量【答案】C【解析】普朗克提出了量子论，爱因斯坦提出了光子说，A错误；根据E=hν知，光子能量与光子频率有关，与光强度无关，B错误；大量氢原子从高能级向低能级跃迁时，根据公式hγ=Em-En可知，辐射光的频率大小由能级差决定，只能发射某些特定频率的光子，种类可用公式Cn229．现有a、b、c三束单束光，其波长关系为λa:λb:λc=1:2:3.当用A.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为1B.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为1C.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为1D.由于c光束光子能量最小，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v=cλ，知光子频率之比设a光的频率为6a，根据光电效应方程Ekm=hv−W0得，Ek=h⋅6a−W0，13Ek=h⋅3a−联立两式解得逸出功W0=32ha.Ek=9c光的光子频率为2a>W0，能发生光电效应。最大初动能E′km=h⋅2a−W0=12ha=19Ek.故B正确，故选：B.二、多选题30．关于光电效应的产生以及现象，下列描述正确的是()A.逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大B.对某金属来说，入射光波长必须大于一极限值，才能产生光电效应C.产生光电效应时从金属表面逸出的所有光电子的动能都相同D.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，一定是入射光的光子能量太小【答案】AD【解析】A、根据光电效应方程：Ekm=hγ-W0可知，发生光电效应时，光电子的最大初动能随入射光频率增大而增大，故A正确。B、、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，即入射光的波长小于金属的极限波长，故B错误。C、发生光电效应时，由于电子逸出金属克服束缚力做功不同，则电子逸出金属时的初动能不同，故C错误。D、一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为光的频率小于金属的极限频率，由E=hν可知入射光的光子能量太小导致不能发生光电效应，故D正确。故选AD。【点睛】解决本题的关键掌握发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率．以及知道光的强弱不影响光电子的能量，只影响单位时间内发出光电子的数目．并理解光电效应方程的应用，注意入射光的频率决定光电子的最大初动能．31．下列说法正确的是A.卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型B.大量处于n＝3激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射2种频率的光子C.α粒子的穿透本领比β射线强D.光照射金属时，只要光的频率大于金属的截止频率，无论光的强弱如何，都能发生光电效应【答案】AD【解析】卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A正确；大量处于n＝3激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射C32=3种频率的光子，选项B错误；α粒子的穿透本领比β射线弱，选项C错误；光照射金属时，只要光的频率大于金属的截止频率，无论光的强弱如何，都能发生光电效应，选项32．用如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照射光电管的阴极K，电流计G的指针不发生偏转。那么A.该单色光光的频率一定小于阴极K的极限频率B.增加单色光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C.若将变阻器滑片P向左滑动，有可能使电流计G的指针发生偏转D.交换电源的正负极可能使电流计G的指针发生偏转【答案】CD【解析】电流计G指针不偏转，有可能是电流太小或者由于两极板间电压太大，光电子不能达到A板，故有可能发生光电效应现象，即该单色光的频率有可能大于阴极K的极限频率，若将变阻器滑片P向左滑动，电流增大，所以该情况下有可能使电流计G的指针发生偏转，A错误C正确；如果是该单色光光的频率小于阴极K的极限频率，则不可能发生光电效应现象，而增加单色光的强度只会增加光电子数目，仍旧不会发生光电效应，即不会使得电流计发生偏转，B错误；若发生光电效应现象，则交换电源的正负极，则光电子受到电场加速，故可以使得电流计的指针发生偏转，D正确．33．如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的三色光，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UC随入射光频率vA.遏止电压UCB.光电子的最大初动能一定不同C.饱和光电流一定不同D.UC-v【答案】AB【解析】根据光电效应方程有Ekm=hγ-W0；根据能量守恒定律得：eUC=EKm；联立得：eUC=hv-W0

即UC=hγe-W0e，可知，入射光的频率相同，逸出功W0不同，则遏止电压UC也不同。故A正确。根据光电效应方程Ekm=hγ-W0得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同。故B正确。虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流也可能相同，故C错误。由UC=hγe-W0e，可知，点睛：解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道遏止电压与最大初动能之间的关系，注意Uc～ν图象斜率的含义．34．在某次光电效应实验中,用不同频率的光照射光电管阴极,测得对应的遏止电压Uc得到Uc与入射光的频率v的关系如图所示。若该直线的斜率为k跟横轴的交点坐标为b,电子电荷量的绝对值为e，则可得（A.普朗克常量为ekB.所用阴极材料的逸出功为ekbC.所用阴极材料的极限频率为bD.当入射光的频率为2b时,遏制电压为2kb【答案】ABC【解析】横截距表示极限频率，故极限频率为b，A正确；根据动能定理有：12mv2=eUc，与爱因斯坦光电效应方程12mv2=hν-W0，可得遏制电压Uc=heν-【点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道最大初动能与遏止电压的关系，对于图线问题，一般的解题思路是得出物理量之间的关系式，结合图线的斜率和截距进行求解．35．关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是（）A.康普顿效应说明光具有粒子性B.用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率C.对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关D.石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应【答案】ABD【解析】光电效应现象、康普顿效应都说明光具有粒子性，A正确；当入射光的频率大于或等于极限频率时，才会发生光电效应，B正确；对于同种金属而言，遏止电压是一定的，与入射光频率无关，C错误；石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应，D正确．36．下列说法正确的是()A.β射线的穿透能力比γ射线强B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关C.电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性D.大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子【答案】BC【解析】三种射线中γ射线的穿透能力最强，A错误；根据黑体辐射规律：黑体辐射电磁波的强度，按波长的分布，只与黑体的温度有关，B正确；衍射是波的特性，故电子的衍射图样表明实物粒子具有波动性，C正确；根据C32=3可知大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生337．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。用一定频率的单色光b照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光a照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转。下列说法正确的是()A.电源正极可能与c接线柱连接B.a光的频率一定大于b光的频率C.用a光照射光电管时，可能发生了光电效应D.若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由f→G→e【答案】AC【解析】AC.由于电源的接法不知道，所以有两种情况：1.c接负极，d接正极：用某种频率的单色光b照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，知b光频率大于金属的极限频率。用另一频率的单色光a照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，知a光的频率小于金属的极限频率，所以b光的频率一定大于a光的频率。2.c接正极，d接负极：用某种频率的单色光b照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，知b光产生的光电子能到达负极d端。用另一频率的单色光a照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，知a光产生的光电子不能到达负极d端，所以b光产生的光电子的最大初动能大，所以b光的频率一定大于a光的频率。故AC正确；B.由以上的分析可知，不能判断出用a光照射光电管时，能否发生光电效应，b光的频率一定大于a光的频率。故B错误；D.电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e→G→f，故D错误；故选：AC.38．关于光电效应，下列几种叙述正确的是A.如果入射光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B.入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，有可能不发生光电效应C.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大D.对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应【答案】AD【解析】根据光电效应的条件可知，入射光子的能量小于电子脱离某种金属所做功的最小值，不能发生光电效应。故A正确。能否发生光电效应只与热射光的频率有关，则入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，仍能发生光电效应，选项B错误；根据光电效应方程，Ek=hγ-W，可知，逸出光电子的最大初动能

Ek与照射光的频率成线性关系，而不可见光中的红外线的频率小于可见光的频率。故C错误；对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应，选项D正确；故选AD.三、解答题39．分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属,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,【答案】W0【解析】设此金属的逸出功为W，根据光电效应方程得如下两式：当用波长为λ的光照射时：Ek1当用波长为3λ4E又Ek1由以上各式解得：W=2故此金属板的逸出功是：W=240．金属铝的逸出功W0=4．2eV，现在用频率为（1）光电子的最大初动能；（2）遏止电压。【答案】（1）1.32×10-18J（2）8.24V【解析】【分析】根据爱因斯坦光电效应方程求光电子的最大初动能，根据动能定理得到遏止电压；解：（1）铝的逸出功为：W根据爱因斯坦光电效应方程：E解得：E（2）没有光电流时，到达负极的光电子的速度恰好等于0，根据动能定理得到：eU解得，遏止电压为：U41．如图所示，光电管的阴极k是用极限波长为λ0=5.0×10-7m的钠制成。现用波长为λ=3.0×10-7m的紫外线照射阴极K,当光电管阳极A和阴极K之间的电压U=2.1V时，光电流达到最大值Im=0.56μA。已知元电荷的电荷量e=1.60×10-19C，普朗克常量h=6.63×10-34J.s，光速c=3×108m/s.求：（1）每秒钟内由阴极K发射的光电子数目n；（2）电子到达阳极A时的最大初动能Ekm；(保留三位有效数字)（3）该紫外线照射下阴极的遏止电压Uc。(保留三位有效数字)【答案】（1）3.5×1012(个)（2）6.01×10-19J(或3.76ev)（3）1.66V【解析】（1）光电流达到最大值时Im=qt；解得n=3.5×1012(个)（2）光电子从阴极K逸出时的最大初动能为Ekm0，由光电效应方程有Ekm0=hc由动能定理Ekm=Ekm0+Ue解得Ekm=6.01×10-19J(或3.76eV)（3）由Uce=Ekm0可得Uc=1.66V42．电子撞击一群处于基态的氢原子，氢原子激发后能放出6种不同频率的的光子，然后让这6种光子照射逸出功为2.49eV的金属钠，已知氢原子的能级图如图所示，求：(1)氢原子跃迁过程中释放的最大能量；(2)金属钠发出的光电子的最大动能。【答案】(1)12.75eV(2)10.26eV【解析】（1）氢原子激发后能放出6种不同频率的的光子，根据N=nn-12，知氢原子处于n=4的能级，那么氢原子跃迁过程中释放的最大能量应该是从n=4能级到n=1（2）用释放的最大能量去照射金属钠，根据光电效应方程可知：Ek故本题答案是：(1)12.75eV(2)10.26eV点睛：氢原子激发后能放出6种不同频率的光子，根据N=nn-1243．已知某金属的极限波长为0.6μm，用0.5μm的光照射该金属表面时发射光电子的最大初动能为多少焦耳？该金属的逸出功为多少焦耳？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，结果保留2位有效数字)【答案】6.6×10－20J，3.3×10－19J【解析】试题分析：根据W=hv0即可求出该金属的逸出功，然后根据爱因斯坦光电效应方程，求解光电子的最大初动能。金属发生光电效应的极限频率ν0＝。金属的逸出功W0＝hν0＝h=3.3×10－19J由光电效应方程Ek＝hν－W0＝h－h＝hc(－)＝6.6×10－20J点睛：本题主要考查了爱因斯坦光电效应方程，掌握发生光电效应现象的条件：入射光的频率大于或等于极限频率．根据光电效应方程可求出最大初动能。44．如图所示，阴极材料由铝制成，已知铝的逸出功为W0，现用波长为λ的光照射铝的表面，使之产生光电效应。已知电子的电量为e，普朗克常量为h，真空中光速为c（1）光电子的最大初动能；（2）电压表示数至少为多大时电流表示数才为零。【答案】（1）hcλ-W0【解析】试题分析：根据光电效应方程Ekm=hv-W0，求解光电子的最大初动能；当光电管两极间存在反向电压时，电子做减速运动，光电流恰好为零时，光电子达到K极的速度恰好为零，根据动能定理求解。(1)根据光电效应方程Ek＝hν－W0根据：v=c最大初动能Ek(2)电流表示数为零时，根据动能定理有：eUc＝Ek代入：E解得：Uc点睛：本题主要考查了光电效应方程，知道最大初动能与遏止电压的关系。45．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d/n，其中n>1.已知普朗克常量h、电子质量m、和电