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1、2019 年人教版高中选修3-5- 第十七章波粒二象性单元检测一、单选题（本大题共11 小题，共44.0 分）1.如图所示为光电管工作原理图，当有波长 （均指真空中的波长，下同）为 的光照射阴极板K 时，电路中有光电流，则（）A. 换用波长为 1（ 1 ）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B. 换用波长为 2（ 2 ）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流C. 增加电路中电源的端电压，电路中的光电流可能增大D. 将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流2.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. 只有光子数很多时，光才具有粒子性C. 一束单色光的能量
2、可以连续变化D. 光的波长越长，光子的能量越小3.如果下列四种粒子具有相同的速率，则德布罗意波长最大的是（）A. 电子B. 中子C. 质子D. 粒子4.以下关于光子说的基本内容，不正确的说法是（）A. 光子的能量跟它的频率有关B. 紫光光子的能量比红光光子的能量大C. 光子是具有质量、能量和体积的实物微粒D. 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子5. 用图示装置研究光电效应现象， 光阴极 K与滑动变阻器的中心抽头 c 相连，当滑动头 p 移到 c 点时，光电流为零为了产生光电流，可采取的措施是（）A. 增大入射光的频率B. 把 P向 a 移动C. 把 P从 c 向 b 移
3、动D. 增大入射光的强度6. 如图为研究光电效应的装置一光电管的阴极用极限频率 0=610 14Hz的钠制成，当用频率 =9.2 10 14Hz 的紫外线照射阴极，同时在光电管阳极A 和阴极K 之间的电势差U=2.7 V，已知普朗克常量 h=6.63 10 -34J?s，电子电量e=1.6 10 -19 C则光电子到达阳极 A 极时的最大动能为（）A. 2.6 eVB. 3.8 eVC. CD. D7. 关于光电效应现象，下列说法正确的是（）A. 只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B. 在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比C. 产
4、生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D. 在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比8.下列关于概率波的说法中，正确的是（）A. 概率波就是机械波B. 物质波是一种概率波C. 概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D. 在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过第 1页9. 物理学家做了一个有趣的实验：在光屏处放上照相用的底片若减弱光的强度，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，底片只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹对这个实验结果有下列认识，其中正确的是
5、()A. 曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表现出光的波动性B. 单个光子通过双缝后的落点可以预测C. 只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D. 干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方10. 在光电效应实验中，某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. 乙光的频率小于丙光的频率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11. 光电效应实验装置示意如图用频率为 v 的普通光源照射阴极K，则发生了光电效应；此时，
6、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KA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（其中为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）（）W= -B.=-C.=2 -WD.A. UUU hvU=-二、多选题（本大题共5 小题，共25.0 分）12. 用某单色光照射金属钛表面，发生光电效应从钛表面放出光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图则下列说法正确的是（）A. 钛的逸出功为 6.67 10 -19 JB. 钛的极限频率为 1.0 10 15 Hz-18 JC. 光电子的最大初动能为 1.0 1
7、0E. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比13.1905 年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说 在给出与光电效应有关的四个图象中，下列说法正确的是（）A. 图 1 中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电B. 图 2 中，从光电流与电压的关系图象中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关C. 图 3 中，若电子电量用e 表示， v1、vc、U1 已知，由 Uc- v 图象可求得普朗克常量的表达式为h=D. 图 4 中，由光电子最大初动能Ek 与入射光频率v 的关系图象可知该金属
8、的逸出功为E或 hvo14. 在 X 射线管中，由阴极发射的电子（不计初速度）被加速后打到阳极，会产生包括 X 光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量 e和光速 c，则可知该X 射线管发出的X 光的（）A.C.最短波长为最小频率为B.D.最长波长为最大频率为15. 在光电效应实验中， 用频率为 的光照射光电管阴极， 发生了光电效应，下列说法正确的是（）A. 增大入射光的强度，光电流增大B. 将入射光换为波长更短的另一种光，光电子的最大初动能变小C. 遏止电压与入射光的频率和强度都有关D. 流过电流表 G的电流方向是 a 流
9、向 b（向下）16. 热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量在研究某一黑体热辐射时，得到了四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图图中横轴 表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由辐射强度图线可知，同一黑体在不同温度下（）第 3页A. 向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同B. 辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动C. 向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小D. 向外辐射的电磁波的波长范围是相同的三、计算题（本大题共3 小题，共31.0 分）17. 已知某金属的极限波长为 0
10、，用波长为 的光照射该金属表面，求：（ 1）该金属的逸出功（ 2）逸出光电子的最大初动能18. 已知锌的逸出功W=3.34 eV，试通过计算说明：用波长 =0.2 m的光照射锌板时能否发生光电效0应（普朗克常量h=6.63 10 -34?，真空中光速c=310 8/）J sm s19. 如图所示，一光电管的阴极用极限波长 0=500nm的钠制成，用波长 =300nm的紫外线照射阴极，光电管阳极A 和阴极 K 之间的电势差=2.1，饱和光电流的值（当阴极K发射的电子全部到达阳极A时，电UV路中的电流达到最大值，称为饱和光电流）I =0.56 A，（普朗克常量h=6.63 10 -34 J?s）（
11、 1）求每秒钟内由 K 极发射的光电子数目；（ 2）求电子到达 A 极时的最大动能答案和解析【答案】1.C2.D3.A4.C5.A6.8.B9.D10.B11.A12.ABD13.15. AD 16. BD17. 解：（ 1）当 Ekm=0 时，对应的频率为极限频率，C 7. DCD14.AD则： h 0- W=0，而，所以 W=h（ 2）根据光电效应方程得： Ekm=h - W= - h ；答：（ 1）该金属的逸出功 h ；（ 2）逸出光电子的最大初动能- h 18. 解：波长 =0.2 m的光的光子的能量为：E=h = =J=9.945 10 -19 J锌的逸出功：W0=3.34 eV=3
12、.34 1.6 10 -19J=5.344 10 -19 J由于 E W0，故能够发生光电效应；答：用波长 =0.2 m的光照射锌板时能发生光电效应19. 解：（ 1）每秒钟内由 K 极发射的光电子数（ 2）阴极 K 金属的逸出功光电子的最大初动能由动能定理= K- keU EE则电子到达 A 极的最大动能EK =Ek+eU=2.652 10 -19 J+1.6 10 -192.1解得：答：（ 1）每秒钟内由K 极发射的光电子数目为3.5 10 12 个；（ 2）电子到达 A 极时的最大动能为 6.01 10 -19J【解析】1. 解： A、用波长为 的光照射阴极 K 时，电路中有光电流，知波
13、长为 的光照射阴极K时，发生了光电效应换用波长为 1（ 1 ）的光照射阴极K 时，由于频率变小，不一定发生光电效应，电路中不一定有光电流故 A错误、换用波长为 2（ 2 ）的光照射阴极K时，频率变大，一定能发生光电效应，电路中一定有光电B流故 B 错误C、增加电路中电源的路端电压，当达到饱和电流，才不再增大故C正确D、将电路中电源的极性反接，光电子做减速运动，还可能到达阳极，所以还可能有光电流故D错误故选： C发生光电效应的条件是当入射光的频率大于截止频率，就会发生光电效应解决本题的关键掌握光电效应的条件，当入射光的频率大于截止频率，就会发生光电效应2. 解：A、“光子说”提出光子即有波长又有
14、动量， 是波动说和粒子说的统一， 不同于牛顿的“微粒说”，故 A 错误；B、当光子数很少时，显示粒子性；大量光子显示波动性，故B 错误；第 5页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、光的波长越大，根据v= ，频率越小，故能量E=hv 越小，故 D正确故选： D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）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
15、单个光子显示粒子性，大量光子显示波动性3. 解：德布罗意波长为 =又 P=mv解得： =速率相等，即速度大小相同，电子的质量m最小，则电子的德布罗意波长最大。故选： A。德布罗意波长为 = ， P 是动量， h 是普朗克常量动量 P=mv本题关键记住德布罗意波的波长公式 = ，明确 P 是粒子的动量，基础题4.解： 、根据= 判断出光子的能量与光子的频率因素成正比关系。故A正确；AE hvB、在可见光的范围内，紫光的频率最大，而红光的频率最小，根据公式E=hv 可得：紫光的能量大。故B 正确；C、光子具有能量，但没有静止质量，也没有具体的体积，它不是实物粒子。故C错误；D、光是在空间传播的电磁
16、波，是不连续的，是一份一份的能量，每一份叫做一个光子。故D正确本题选择不正确的，故选：C。光子的能量跟它的频率成正比；紫光的频率比红光的频率大；光子没有静止质量，也没有具体的体积，光子不是实物粒子；光是在空间传播的电磁波，是不连续的，是一份一份的能量。该题考查光子的概念和光子的能量，解决本题的关键知道光子的能量E=hv，同时要熟练掌握可见光中七中颜色光的频率或波长的大小排列顺序。5. 解： A、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，金属有光电子发出，电路中能产生光电流 . 故 A 正确 .B、把 P向 a 移动， P 点电势大于的 c 点电势，光电管加上正向电压，
17、但不能产生光电效应，没有光电流形成 . 故 B 错误 .C、把P 从 c 向b 移动，不能产生光电效应，没有光电流形成. 故C错误 .D、能否产生光电效应与入射光的强度无关，增大入射光的强度，仍不能产生光电流. 故D错误 .故选：A当滑动头 P从 a 移到 c 的过程中，光电管加的是正向电压，光电流始终为零，说明没有产生光电效应，根据光电效应产生的条件进行分析 .本题考查光电效应的条件 . 当入射光的频率大于金属的极限频率时，金属才能产生光电效应，与入射光的强度、光照时间、所加电压无关 .6. 解：电子从阴极射出时的最大初动能Ekm=hv- hv0=6.63 10 -34 （ 9.2 10 1
18、4Hz- 61014Hz）=2.12 10 -19 J根据动能定理得，电子到达kAkm10-19+2.71.610-196.410-19J=4.0 eV，A 时的最大动能 E =E +eU=2.12故 C正确， ABD错误故选： C通过光电效应方程，结合动能定理求出电子到达阳极A 的最大动能，从而即可求解本题考查了光电效应与动能定理的综合，知道光强度不影响光电子的最大初动能，只影响单位时间内发出的光电子数目7.解：、根据光电效应方程Km=h-h入射光的波长必须小于极限波长，才能发生光电效应故A错AE误B、从光电效应方程知，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，不是成正比故 B错误C、
19、根据光电效应方程 EKm=hv- W0，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关，故 C错误D、发生光电效应时，入射光的频率影响的是光电子的最大初动能，光强度影响单位时间内发出光电子的数目，在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比，故D正确故选： D根据光电效应方程E =h - W，可知道光电子的最大初动能与什么因素有关v= ，逸出功 W=hv =h ，光电Km000效应方程可写成E =h - h 发生光电效应的条件是vv或 hv W，与入射光的强度无关Km00解决本题的关键熟练掌握光电效应方程EKm=hv- W0或 EKm=h - h 要
20、知道在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比8. 解： A、德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A 错误；B、物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，故 B正确；C、概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C错误；D、根据测不准原理，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故 D错误；故选： B物质波， 又称德布罗意波，是概率波， 指空间中某点某时刻可能出现的几率，一切运动的物体才有物质波此题要理解物质波的概念，知道一切运动的物体才有
21、物质波，电子有波动性，但在一定的条件下才能表现出来9. 解： A、根据爱因斯坦的“光子说”可知，单个光子表现为粒子性，而大量光子表现为波动性，故曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，说明了单个光子表现为粒子性，故A错误；B、光子的粒子性并非宏观实物粒子的粒子性，故单个光子通过双缝后的落点无法预测，故B 错误；C、如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，说明了大量光子表现为波动性，故C错误；D、光子到达的多的区域表现为亮条纹，而光子到达的少的区域表现为暗条纹，故D正确故选D10.解： 、根据eU截 =m= -，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大甲光、乙光的截止电AhW
22、压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误B、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，则乙光的频率小于丙光的频率；故 B 正确C、同一金属，截止频率是相同的，故C错误D、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： B光电管加正向电压情况：P 右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P 再右移时，光电流不能再增大光电管加反向电压情况：P 右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两
23、端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P第 7页再右移时，光电流始终为零eU截 = m=h- W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大从图象中看出，丙光对应的截止电压 U截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大该题考查光电效应的实验，解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU截= m =h- W11. 解：根据题意知，用同样频率为 的强激光照射阴极K，一个电子吸收一个光子能发生光电效应，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为hv，则有：= - ，解得： =- 知A正确，错误eU hv WUBCD故选： A根据光电效应方程Ekm
24、=hv- W，以及 Ekm=eU进行分析解决本题的关键是掌握光电效应方程，知道最大初动能与遏止电压的关系12. 解：根据光电效应方程E =hv- W知，图线的斜率等于普朗克常量，则h=，km0故 D正确当最大初动能为零时，入射光的频率等于金属的极限频率，则，可知逸出功=6.67 10 -19J，故、B正确A入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，根据该图无法得出光电子的最大初动能，故C错误由图可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，故E错误故选：ABD根据光电效应方程得出光电子的最大初动能与入射光频率的关系，结合图线的斜率求出普朗克常量，结合横轴截距求出金属的极限
25、频率，从而得出逸出功本题考查了光电效应方程与图线的综合，得出图线的斜率和横轴截距、纵轴截距的含义是解决本题的关键13. 解： A、当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，仅仅能说明验电器带电；发生光电效应后锌板带正电，所以验电器也带正电故A错误B、图 2 中，从光电流与电压的关系图象中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明饱和光电流与光的强度有关，不能说明遏止电压和光的强度有关故B 错误C、根据 E =hv- W=eU，解得，图线的斜率k=，则 h=，故 C正确；km0c、根据光电效应方程k = - 0，当 =0 时， k =-0，由图象知纵轴截距- ，所以0= ，即该金属的逸
26、出DE hWEWEW E功 E；图线与 轴交点的横坐标是 0，该金属的逸出功 h 0，故 D正确故选： CD验电器的指针发生偏转，仅仅能说明验电器带电；光照越强，光电流越大，说明饱和光电流与光的强度有关；入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，遏止电压增大根据光电效应方程得出Uc - 的关系式，通过关系式得出斜率、 截距表示的含义 根据光电效应方程， 结合图线的纵轴截距求出金属的逸出功，结合横轴截距得出金属的极限频率，从而得出逸出功该题考查对光电效应的规律以及与光电效应有关的几个图象的理解，可以结合以下两个方面对题目进行解答：1几个名词解释（ 1）遏止电压：使光电流减小到零时的最小反向电压U
27、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截止频率（ 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2光电效应规律（ 1）每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于极限频率才能产生光电效应（ 2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大（ 3）只要入射光的频率大于金属的极限频率，照到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过 10-9 s，与光的强度无关（ 4）当入射光的频率大于金属的极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比14. 解：根据动能定理、光速与波长和频
28、率的关系公式c= f 、光量子方程E=h ，有eU Ec= E=h故 ； ；故选： AD根据动能定理、光速与波长和频率的关系公式c= f 、光量子方程E=h 列式分析本题关键根据动能定理、光量子方程、光速与波长和频率的关系公式列式求解分析15. 解： A、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，与光照时间也无关，当发生光电效应时，增大入射光的强度，则光电流会增大故A 正确；B、根据光电效应方程知，Ekm=hv- W0=可知，入射光的波长越短，光电子最大初动能越大，故B错误；C、根据光电效应方程Ekm=eUc=h - W0，知遏止电压与入射光的频率有
29、关，与光的强度无关故C错误D、在光电效应中，光电子运动的方向为从阴极向阳极，即从光电管的右侧流向光电管的左侧，根据电流的方向与负电荷运动的方向相反可知，电流的方向从光电管的左侧流向光电管的右侧，所以流过电流表G的电流方向是a 流向 b（向下）故D正确故选： AD光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，并能灵活运用16. 解： A、从图中可以看出，温度越高，向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度越大，故A错误；B、从图中可以看出，辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动
30、，故B正确；C、从图中可以看出，辐射的各个波长的部分的辐射强度均变大，故向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而增强，故 C错误；D、从图中可以看出，黑体可以辐射出任何频率的电磁波，故向外辐射的电磁波的波长范围是相同的，故D正确；故选： BD如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射，这种物体就叫做黑体；黑体可以辐射出任何频率的电磁波；当黑体温度升高时，辐射的各个频率的部分的强度均变大，同时辐射强度极大值向波长较短的方向移动本题考查黑体辐射的实验规律，关键是明确黑体模型的概念，然后要记住实验规律，基础题目17. （ 1）根据频率频率与极限波长的关系，从而求解金属的逸出功；（ 2）根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=h - W，求解光电子的最大初动能本题是光电效应规律的应用问题，首先要对光电效应四大规律要理解，抓住与经典理论的区别进行记忆18. 根据公式 = 求解光的频率，根据公式 E=h 求解光子的能量，与逸出功比较即可判断是否能够发生光电效应本题关键是明确爱因斯坦光子说的内容，会求解单个光子的能量；知道光电效应的发生条件；注意单位的统一第 9页19.（ 1）根据饱和电流的大小，结合求出每秒内由K 极发射的光电子数目（ 2）根据光电效应方程求出光电子的最大初动能，结合动能定理求出电子到达A极时的最大动能解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道光的强度影响单位时间内发出光电子的数目