高考物理最新近代物理知识点之波粒二象性真题汇编附解析(共15页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上高考物理最新近代物理知识点之波粒二象性真题汇编附解析一、选择题1如图为氢原子的能级示意图，大量处于激发态（n4）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（）AN5B其中从n4跃迁到n3所发出的光子频率最高CN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11.31eV2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E4E3、E4E2D金属的逸出功W0一定满足关系：E2E1W0E3E13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4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5如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)由图可知A该金属的截止频率为4. HzB该金属的截止频率为5.51014 HzC该图线的斜率没有实际意义D该金属的逸出功为0.5 eV6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Uc和入射光的频率的几组数据Uc/V0.5410.6370.7140.809 0.878/1014Hz5.6445.8886.0986.303 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A3.5×1014HzB4.3×1014HzC5.5×1014HzD6.0×1014Hz7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8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（ ）Aa光的频率小于b光的频率Ba光的波长大于b光的波长Ca光照射所产生的光电子最大初动能Db光照射所产生的光电子最大初动能9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卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了的核式结构模型10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11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12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13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14如图所示，用绿光照射一光电管的阴极时产生光电效应，欲使光子从阴极逸出时的最大初动能增大，应采取的措施是A改用红光照射B改用紫光照射C增大绿光的强度D增大加在光电管上的正向电压15下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，错误的是（ ）A图甲中，电流能使下方的小磁针发生偏转，说明了电流具有磁效应B图乙中，电子秤应用了压力传感器来称重C图丙中，变压器的铁芯由薄硅钢片叠压而成，是为了减小涡流，提高效率D图丁中，紫外线照射锌板发生了光电效应，如换用红外线，也一定能发生光电效应16氢原子能级关系如图，下列是有关氢原子跃迁的说法，正确的是A大量处于n=3能级的氢原子，跃迁时能辐射出2种频率的光子B用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子照射逸出功为4.54eV的金属钨能发生光电效应C用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到n=2能级D氢原子从n=3能级向基态跃迁时，辐射出的光子能量为1.51eV17一含有光电管的电路如图甲所示，乙图是用a、b、c光照射光电管得到的IU图线，、表示截止电压，下列说法正确的是（）A甲图中光电管得到的电压为正向电压Ba、c光的波长相等Ca、c光的光强相等Da、b光的波长相等18如图是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是: A卢瑟福粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型B放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为射线，电离能力最强C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D铀235只要俘获中子就能进行链式反应19研究光电效应的实验规律的电路如图所示，加正向电压时，图中光电管的A极接电源正极，K极接电源负极时，加反向电压时，反之当有光照射K极时，下列说法正确的是AK极中有无光电子射出与入射光频率无关B光电子的最大初动能与入射光频率有关C只有光电管加正向电压时，才会有光电流D光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大20图甲为光电效应实验的电路图，保持光的颜色和光照强度不变，移动滑动变阻器滑片位置或对调电源正负极，得到电流表的示数I随电压表的示数U变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（）A由能量守恒定律可知，光电子的最大初动能等于入射光子的能量B由欧姆定律可知，电压表的示数为零时，电流表的示数也为零C保持光的颜色不变，只增加光照强度时，IU图像的纵截距会增大D保持光的颜色不变，只增加光照强度时，IU图像的横截距Uc会增大21用abcd表示4种单色光，若ab从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角；用bc和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大；用bd照射某金属表面，只有b能使其发射电子则可推断abcd分别可能是( )A紫光蓝光红光橙光B蓝光紫光红光橙光C紫光蓝光橙光红光D紫光橙光红光蓝光22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23用一束单色光先后照射锌片和银片，都能产生光电效应。在这两个过程中，下列说法正确的是（）A光子的能量一定不同B两金属的逸出功一定相同C光电子的最大动量一定相同D光电子的最大初动能一定不同24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25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【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1C解析：C【解析】【详解】A.大量氢原子向低能级跃迁时能辐射光子数，得N6条，故A错误；B.光子的频率由能级差决定，其中从n4跃迁到n1能级差最大，所发出的光子频率最高，故B错误；C.由能级差可确定出6种光子的能量为：0.66eV、1.89eV、2.55eV、10.2eV、12.09eV、12.75eV有4种子能使金属钠发生光电效应，故C正确；D.金属钠表面逸出的光电子最大初动能为12.75-2.2910.46eV，故D错误.2D解析：D【解析】【详解】根据C42=6，所以这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光，故A错误；由n=4能级跃迁到n=1能级过程中释放能量，原子的能量在减小，根据知，电子动能增大，故B错误；只有从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量，与n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量，都大于这金属的逸出功，其它均小于这金属的逸出功，不能发生光电效应。故C错误；根据光电效应发生条件，E3E1W0 与E4E1W0 ，其它均小于W0，故D正确。故选D。【点睛】解决本题的关键知道光子能量与能极差的关系，即EmEn=hv，以及知道光电效应产生的条件，并学会判定跃迁过程中，动能与电势能，及能量如何变化。3B解析：B【解析】试题分析：据题意，当用2.5ev能量的光电子照射阴极时有：，当调整滑片使电压表示数为0.7v时电流表示数为0，则说明电场力对光电子做负功，使光电子刚好到不了阳极，则有：，所以可以计算得阴极的逸出功为：，故A、C选项错误而B选项正确；当电压表示数大于0.7v时，电场力做功能力更强，如果增强入射光强度，只会增加光电流强度但增加不了光电子初动能，电流表仍不会有示数，D选项错误。考点：本题考查光电效应。4C解析：C【解析】【分析】光的干涉、衍射、多普勒等说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，即光是波动性与粒子性的统一，波是概率波【详解】雨后天边出现彩虹是光的色散，肥皂泡上的彩色条纹是肥皂泡内外两个表面反射回的光发生干涉形成的，叫薄膜干涉故A错误；由于光具有波动性，又具有粒子性，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B错误；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，故C正确；电子显微镜分辨率比光学显微镜更高，是因为它利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射故D错误；故选C【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5A解析：A【解析】【分析】根据爱因斯坦光电效应方程，图象的斜率等于h，横轴的截距大小等于截止频率；逸出功，根据数学知识进行求解【详解】A、B项：根据爱因斯坦光电效应方程，图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为=4.27×1014 Hz，故A正确，B错误；C项：由，得知，该图线的斜率表示普朗克常量h，故C错误；D项：当时，逸出功为W=h=6.63×10-34Js×4.27×1014 Hz=2.83×10-19J=1.77eV，故D错误故应选A【点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道逸出功与极限频率的关系，结合数学知识即可进行求解6B解析：B【解析】由题意可知：当遏止电压为零时，截止频率，故B正确7B解析：B【解析】试题分析：原子是从较高能级向较低能级跃迁，放出光子，能量减小，A错误；,，B正确；根据公式可得能量越大频率越大，波长越小，故光子a的波长大于光子b的波长，C错误；光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，因为a光子的频率小于b光子的频率，所以若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b一定能使该金属发生光电效应，D错误；考点：考查了原子跃迁，光电效应8C解析：C【解析】【详解】AB.根据能级跃迁知识得：E1=E5E20.54(3.4)2.86eV，E2=E4E20.85(3.4)2.55eV，显然a光子的能量大于b光子，即a光子的频率大，波长短，故AB错误。C.根据光电效应可知，a光照射所产生的光电子的最大初动能为：Eka=E1-W0=2.86-2.29=0.57eV，选项C正确；D.b光照射后的最大初动能为：Ekb=E2-W0=2.55-2.29=0.26eV，选项D错误。9D解析：D【解析】【详解】A.汤姆生通过对阴极射线的研究，最早发现了电子，故A错误.B.普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故B错误.C.贝可勒尔发现了天然放射现象，但没有发现原子核是由质子和中子组成的，故C错误.D.卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故D正确.10D解析：D【解析】【分析】【详解】试题分析：射线是高速运动的氦核流，不是氦原子故A错误核聚变反应方程12H+13H-24He+01n中，01n表示中子故B错误根据光电效应方程Ekm=-W0，知最大初动能与照射光的频率成线性关系，不是成正比，故C错误玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征故D正确考点：本题考查了光电效应方程、玻尔理论等知识11D解析：D【解析】因为光电效应的发生是瞬时的，所以增加照射时间也不会发生光电效应，故A错误；用单色光照射金属表面，没有发生光电效应，换用波长较长一些的单色光，频率变小，更不会发生光电效应故B错误；增大单色光的强度也不会发生光电效应，故C错误；改用频率更高的单色光照射，增加了光子的能量，所以有可能发生光电效应，故D正确所以ABC错误，D正确12C解析：C【解析】【详解】（1）金属的逸出功与截止频率的关系：，由于钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，钙的截止频率大，所以钙的逸出功大，故A错误；（2）根据光电效应方程，钙的截止频率大，所以钙逸出的电子的最大初动能小于钾逸出的电子的最大初动能，故B错误；（3）钙逸出的电子的最大初动能小于钾逸出的电子的最大初动能，根据，可知钾逸出的光电子具有较大的动量，根据德布罗意波公式，可知钙逸出的光电子具有较大的波长，故C正确，D错误故本题正确答案选C13B解析：B【解析】【详解】A.普朗克提出了能量子理论解释黑体辐射；故A项错误.B.康普顿效应说明光子不仅有能量还具有动量；故B项正确.C.该反应为铀核的裂变反应方程式，中子既是反应物又是生成物，为链式反应；故C项错误.D.从高能级向低能级跃迁，电子的轨道半径变小则电子的动能增大，库仑力做正功有电势能减小；故D项错误.14B解析：B【解析】【分析】【详解】红光的能量低于绿光，可能导致不能发生光电效应或者减小最大初动能，故A错误紫光的能量高于绿光，改用紫光可以增大粒子逸出时的最大初始动能，故B正确；单纯增加绿光强度，会增加逸出粒子数目，但不会改变粒子的最大初始动能，故C错误光电管的加速电压与粒子逸出时的最大初始动能无关，故D错误故选B15D解析：D【解析】【详解】A图甲中，电流能使下方的小磁针发生偏转，说明了电流具有磁效应，选项A正确，不符合题意；B图乙中，电子秤应用了压力传感器来称重，选项B正确，不符合题意；C图丙中，变压器的铁芯由薄硅钢片叠压而成，是为了减小涡流，提高效率，选项C正确；不符合题意；D图丁中，紫外线照射锌板发生了光电效应，因红外线的频率小于紫外线，如换用红外线，则不一定能发生光电效应，选项D错误，符合题意；故选D。16B解析：B【解析】【详解】A大量处于n=3能级的氢原子，跃迁时能辐射出种频率的光子，选项A错误；B用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量为E=E2-E1=10.2eV，则照射逸出功为4.54eV的金属钨能发生光电效应，选项B正确；C因10.3eV不等于基态与n=2能级的能级差，则用能量为10.3eV的光子照射，不能使处于基态的氢原子跃迁到n=2能级，选项C错误；D氢原子从n=3能级向基态跃迁时，辐射出的光子能量为E=E3-E1=(-1.51)-(-13.6)=12.09eV，选项D错误；故选B。17B解析：B【解析】【详解】由图可知，从金属出来的电子在电场力作用下，做减速运动，则对应电压为反向电压，故A错误；光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知a、c光对应的截止频率小于b光的截止频率，根据，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。a光、c光的截止电压相等，所以a光、c光的频率相等，则a、c光的波长相等；因b光的截止电压大于a光的截止电压，所以b光的频率大于a光的频率，则a光的波长大于b光的波长，故B正确，D错误；由图可知，a的饱和电流大于c的饱和电流，而光的频率相等，所以a光的光强大于c光的光强，故C错误；故选B。【点睛】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，同时注意正向电压与反向电压的区别。18A解析：A【解析】【分析】【详解】A卢瑟福粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型，故A正确；B放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为射线，贯穿能力最强，故B错误；C由图可以知道,光照越强,光电流越大,但遏止电压是一样,说明遏止电压与光的强度无关,故C错误; D链式反应需要达到临界体积才可以，故D错误；故选A19B解析：B【解析】【详解】K极中有无光电子射出与入射光频率有关，只有当入射光的频率大于K极金属的极限频率时才有光电子射出，选项A错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能与入射光频率有关，选项B正确；光电管加反向电压时，只要反向电压小于截止电压，就会有光电流产生，选项C错误；在未达到饱和光电流之前，光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大，达到饱和光电流后，光电流的大小与正向电压无关，选项D错误.20C解析：C【解析】【分析】【详解】A由爱因斯坦光电效应方程可知，电子的最大初动能等于入射光子的能量与金属逸出功之差，故A错误；B当光电管两端电压为0时，即电压表示数为0，此时仍有光电子运动到阳极而形成光电流，则电流且示数不为0，故B错误；CIU图像的纵截距表示光电管两端电压为0时，光电流的大小，保持光的颜色不变，即光电子逸出的最大初动能不变，增加光照强度时单位时间内逸出的光电子数增大，运动到阳极的光电子数增大，则光电流增大，故C正确；DIU图像的横截距Uc表示光电管两端加反向电压且使逸出的光电子恰好到达阳极，即由光电效应方程可知，保持光的颜色不变，只增加光照强度时，Uc不变，故D错误。故选C。21A解析：A【解析】【详解】根据临界角C、折射率，由a的临界角小于b的临界角，可知nanb，根据色散规律可知a的频率大于b即ab；根据双缝干涉条纹间距，由c的条纹间距最大可知b、c和d中c的波长最长，故c的频率最小；每种金属都有对应的最小入射光频率，入射光频率越大、光电效应越容易发生，由可知b和d中b的频率较大即bd，综合上述可知a、b、c、d的频率从大到小依次为abdc，故A正确22C解析：C【解析】【分析】【详解】紫外线照射锌板，发生光电效应，此时锌板中有电子逸出，锌板失去电子带正电故C正确；23D解析：D【解析】【分析】【详解】光子的能量由光的频率决定，同一束单色光的频率相同，因而光子能量相同，逸出功等于电子脱离原子核束缚需要做的最少的功，因此只由材料决定，锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功一定不相同，由照射光子能量相同，逸出功不同，则光电子最大初动能不同。由于光电子最大初动能不同，则光电子的最大速度不同，即光电子的最大动量不相同，故ABC错误，D正确。故选D。24B解析：B【解析】【分析】【详解】A根据入射光的频率越高，对应的截止电压越大。甲光、乙光的截止电压相等，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，所以乙光的频率小于丙光的频率，乙光的波长大于丙光的波长，故B正确；C同一金属，截止频率是相同的，故C错误；D甲光的截止电压小于丙光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能。故D错误。故选B。25A解析：A【解析】A、入射光的强度减弱，则入射光的光子的数目减少，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小，故A正确； B、若能发生光电效应，发生光电效应的时间与光的强度无关，故B错误；C、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,频率保持不变,可知仍然可以发生光电效应,根据光电效应方程Ekm=hvW0知，光电子的最大初动能不变，故C错误；D、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，频率保持不变，可知仍然可以发生光电效应，故D错误。故选：A。专心-专注-专业