高考物理近代物理知识点之波粒二象性单元汇编含答案解析(1)一、选择题1．用单个光子能量为5.6eV 的一束光照射图示的光电管阴极K ，闭合开关S ，将滑片P 从右向左滑动，发现电流表示数不断减小，当电压表示数为U 时，电流表示数恰好为零，已知阴极材料的逸出功为2.6eV ，则（ ）A ．U ＝2.6VB ．U ＝3.0VC ．U ＝5.6VD ．U ＝8.2V2．下列说法正确的是( )A ．只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应B ．一群氢原子从4n =能级跃迁到基态时，能发出6种频率的光子C ．比结合能越大，原子核越不稳定D ．核反应238234492902U Th He →+为重核裂变3．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4.27⨯1014 HzB ．该金属的截止频率为5.5⨯1014 HzC ．该图线的斜率没有实际意义D ．该金属的逸出功为0.5 eV 4．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 5．下列说法中正确的是A ．一群处于n=3激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出三种不同波长的光子，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光子波长最长B ．α粒子散射实验验证了卢瑟福原子核式结构模型的正确性C ．放射性元素的半衰期随温度的升高而变小D．发生光电效应时，入射光越强，光子能量就越大，光电子的最大初动能就越大6．用如图的装置研究光电效应现象，当用能量为3.0eV的光子照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA，移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0，则（）A．电键K断开后，没有电流流过电流表GB．所有光电子的初动能为0.7eVC．光电管阴极的逸出功为2.3eVD．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小7．如图所示是光电管的原理图，已知当波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则A．若换用波长为λ2（λ2＜λ0）的光照射阴极K时，电路中一定有光电流B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C．若换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D．若增加图中光电管两极间的电压，电路中光电流一定增大8．利用金属晶格（大小约10-10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m、电量为e、初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是 ( ) A．该实验说明电子具有波动性λ=B．实验中电子束的德布罗意波长为2meUC．加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显D．若用相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加明显9．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 10．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（ ）A ．a 光的频率小于b 光的频率B ．a 光的波长大于b 光的波长C ．a 光照射所产生的光电子最大初动能0.57k E eV =D ．b 光照射所产生的光电子最大初动能0.34kE eV =11．利用金属晶格（大小约10-9 m ）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。
已知电子质量为m ，电荷量为e ，初速度为0，加速电压为U ，普朗克常量为h ，则下列说法中正确的是 A ．该实验说明了电子具有粒子性 B ．实验中电子束的德布罗意波的波长为C ．加速电压U 越大，电子的衍射现象越明显D ．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将不明显12．在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到了甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线．下列判断正确的是（ ）A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长小于丙光的波长C．乙光的强度低于甲光的强度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13．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14．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。
下列说法符合事实的是（）A．汤姆孙发现了电子，并提出了“原子的核式结构模型”B．卢瑟福用α粒子轰击147N获得反冲核178O，发现了质子C．查德威克发现了天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D．普朗克提出的“光子说”成功解释了光电效应15．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16．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 eV17．用一束单色光照射A 、B 两种金属，若照射A 得到光电子的最大初动能比照射B 得到光电子的最大初动能大．则A ．若增大光照强度，则光电子的最大初动能增大B ．金属A 的逸出功比金属B 逸出功大C ．金属A 的截止频率比金属B 的截止频率低D ．得到的光电子在真空中运动的速度为光速18．一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I —U 图线，1c U 、2c U 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B ．a 、c 光的波长相等C ．a 、c 光的光强相等D ．a 、b 光的波长相等19．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了6次实验的结果． 组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9由表中数据得出的论断中不正确的是A．两组实验采用了不同频率的入射光B．两组实验所用的金属板材质不同C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大20．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．b光的光子能量小C．a光的频率小D．用a光照射产生的光电流一定大21．如图，当电键S断开时，用光子能量为3.1eV的一束光照射阴极K，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0.60eV时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60eV时，电流表读数为零。
由此可知阴极材料的逸出功为（）A．2.5eV B．0.60eV C．1.9eV D．3.1eV22．关于近代物理，下列说法错误．．的是（）A．轻核聚变反应方程234112H H He X+→+中，X表示电子B．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构C．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大D ．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n = 3激发态后，可能发射2种频率的光子 23．如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别用锌板和铜板制成(锌板和铜板的截止频率分别为ν1和ν2，且ν1＜ν2)，极板的面积为S ，间距为d.锌板与灵敏静电计相连，锌板和铜板原来都不带电．现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，假设光电子全部到达另一极板，则电容器的最终带电荷量Q 正比于( )A ．dS(ν1－ν) B ．dS (ν1－ν2) C ．11()·S d νννν-) D ．Sd(ν－ν1) 24．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25．一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),该粒子的德布罗意波长为 ( ) A ．h2mqUB ．h2mqUC ．h2mqU 2mqUD ．mqU【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．B 解析：B 【解析】 【详解】根据光电效应方程可知光电子的最大初动能为：；根据动能定理可得电压表示数至少为：；解得：.A.2.6V 与计算结果不相符；故A 项错误.B. 3.0V 与计算结果相符；故B 项正确.C. 5.6V 与计算结果不相符；故C 项错误.D. 8.2V 与计算结果不相符；故D 项错误.2．B解析：B 【解析】 【分析】根据光电效应发生条件：入射光的频率大于极限频率，即可判定；一群处于n 3=能级激发态的氢原子，根据2n C ，即可求解；比结合能越大，原子核越稳定；根据重核裂变与衰变的区别，从而求解. 【详解】A 、只要光照射的频率大于极限频率时，才能产生光电效应，与光照时间无关，故A 错误；B 、一群处于n 4=能级激发态的氢原子，根据24C 6=，可知，自发跃迁时能发出6种不同频率的光，故B 正确；C 、比结合能越大，原子核越稳定；故C 错误；D 、核反应238234492902U Th He →+为衰变．故D 错误；故选B. 【点睛】本题要求能掌握衰变的实质，知道光电效应的条件，明确衰变是来自于原子核内部的反应而产生的，并能区分裂变反应与聚变反应的不同．3．A解析：A 【解析】 【分析】根据爱因斯坦光电效应方程k E h W ν=-，k E ν-图象的斜率等于h ，横轴的截距大小等于截止频率；逸出功0W h ν=，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k E h W ν=-，k E ν-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0ν=4.27×1014 Hz ，故A 正确，B 错误； C 项：由k E h W ν=-，得知，该图线的斜率表示普朗克常量h ，故C 错误；D 项：当0kE h W ν=-=时，逸出功为W=h 0ν=6.63×10-34J•s×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．4．C解析：C 【解析】试题分析：原子核发生衰变时，电荷守恒，但会有质量亏损，遵循的是爱因斯坦的质能方程而非质量守恒规律，故A 错误；α射线和β射线分别是带正电的氦核流和带负电的电子流，而γ射线不带电，故B 错误；根据玻尔氢原子模型的相关理论，电子轨道和能量都是量子化的，而在“跃迁”过程中要遵循m n h E E υ=-，故只能辐射特定频率的光子，故C 正确；由光电效应的方程0k E h W υ=-可知，光电子的动能由入射光频率决定，故D 错误． 考点：氢原子的能级公式和跃迁【名师点睛】本题主要考察原子结构和原子核的相关知识．选项的迷惑性大，关键要熟悉教材，牢记这些基本的知识点，以及加强训练．5．B解析：B 【解析】 【分析】能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，即E m -E n =hv ．放射性元素的半衰期与温度、压强等外部因素无关；粒子散射实验中少数α粒子发生较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据，根据光电效应方程分析。