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1、波粒二象性子专题专项训练题及参考答案一. 选择题1. 下列关于光电效应的说法正确的是（ ）A. 若某材料的逸出功是W，则它的极限频率 B. 光电子的初速度和照射光的频率成正比C. 光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 D. 光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大2. 在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是（ ）A. 光的折射现象、偏振现象 B. 光的反射现象、干涉现象C. 光的衍射现象、色散现象 D. 光电效应现象、康普顿效应3. 关于光的波粒二象性的理解正确的是（ ）A. 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B. 光在传播时是波，而与物质相互作用
2、时就转变成粒子C. 高频光是粒子，低频光是波D. 波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著4. 当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5eV。 为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为（ ）A. 1.5eV B. 3.5eV C. 5.0eV D. 6.5eV5. 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. 用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频
3、率是的黄光照射该金属一定不发生光电效应6. 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B. 单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C. 光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D. 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7. 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=1.671027 kg，普朗克常量h=6.631034 Js，可以估算出德布罗意波长=1.821010 m的热中子的动量的数量级可
4、能是（ ）A. 1017 kgm/s B. 1018 kgm/s C. 1020 kgm/s D. 1024 kgm/s8. 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. 麦克斯韦预言光是一种电磁波面 D. 光具有波粒二象性二. 填空题9. 如下图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角。 （1）现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将 （填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）使验电器指针回到零
5、，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。 那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针 （填“有”或“无”）偏转。 （3）实验室用功率P=1 500 W的紫外灯演示光电效应。 紫外线波长=253 nm，阴极离光源距离d=0.5m，原子半径取r=0.51010 m，则阴极表面每个原子每秒钟接收到的光子数为 。 三. 计算题10. 分别用和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12。 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是多大？11. 如图所示，伦琴射线管两极加上一高压电源，即可在阳极A上产生X射线。（h=6.631034 Js，
6、电子电荷量e=1.61019 C）（1）如高压电源的电压为20 kV，求X射线的最短波长；（2）如此时电流表读数为5mA，1s内产生51013个平均波长为1.01010 m的光子，求伦琴射线管的工作效率。【答案与提示】：1. AD。解析：由光电效应方程=hvW知，B、C错误，D正确。 若=0，得极限频率=，故A正确。 2. D。解析：本题考查光的性质。 干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现，只有光电效应现象和康普顿效应都是光的粒子性的表现，D正确。 3. AD。解析：根据光的波粒二象性知，A、D正确，B、C错误。 4. B。解析：本题考查光电效应方程及逸出功。 由得W=hv=5.0eV1.5e
7、V=3.5eV则入射光的最低能量为h=W=3.5eV，故正确选项为B。 5. C。解析：本题考查光电效应。由光电效应方程知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是正比关系，A错。光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初动能无关，B错。用频率是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不一定不发生光电效应，D错、C对。 6. AD。解析：根据光的波粒二象性知，A、D正确，B、C错误。 7. D。解析：本题考查德布罗意波。 根据德布罗意波长公式=得：p=kgm/s=3.61024 kgm/s。可见，热中子的动量的数量级是1024 kgm/s。 8. BCD。9
8、. 解析：（1）当用紫外光照射锌板时，锌板发生光电效应，放出光电子而带上了正电，此时与锌板连在一起的验电器也带上了正电，从而指针发生了偏转。 当带负电的小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏转减小。 （2）使验电器指针回到零，用钠灯黄光照射，验电器指针无偏转，说明钠灯黄光的频率小于极限频率，红外光比钠灯黄光的频率还要低，更不可能发生光电效应。 能否发生光电效应与入射光的强度无关。（3）以紫外灯为圆心，作半径为d的球面，则每个原子每秒钟接收到的光能量为E=r2=3.751020J。因此每个原子每秒钟接收到的光子数为n=5个。 答案5个10. 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：当用波长为的光照射时： 当用波长为34的光照射时： 又 解组成的方程组得：。 11. 解析：（1）X射线管阴极上产生的热电子在20 kV高压加速下获得的动能全部变成X光子的能量，X光子的波长最短。 由W=Ue=hv=hc/得=m=6.21011 m。 （2）高压电源的电功率P1=UI=100 W每秒产生X光子的能量P2=nhc/=0.1W效率为=0.1%。
