山东省济南一中2019届高三一轮复习资料：波粒二象性

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A.

波粒二象性

一、单选题

1. 如图甲所示为研究光电效应中入射光的频率、强弱与光电子发射情况的实验电路。阴极K受到光照时

可以发射光电子，电源正负极可以对调。实验中得到如图乙所示的实验规律，下列表述错误的是（ ）

B. C. D.

二、多选题

6. 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. 在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值 B. 在光的频率不变的情况下，入射光越强饱和电流越大

C. 一定频率的光照射光电管，不论光的强弱如何，遏止电压不变

D. 蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压是因为蓝光强度大于黄光强度

2.

对“光的波粒二象性”理解正确的是（ ） A. 光既是一种波又是一种粒子 B. 个别光子是粒子，大量光子是波

C. 光直线传播时表现为粒子性，发生干涉时表现为波动性

D. 在光的干涉条纹中，明条纹是光子能够到达的地方，暗条纹是光子不能到达的地方

如图所示，为研究光电效应的装置和图象。下列关于甲、乙、丙各图的描述，正确的是（ ）

3.

A. 钛的逸出功为 B. 钛的极限频率为

C. 光电子的最大初动能为

D. 由图线可求得普朗克常量为 E. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

7.

关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是（ ） A. 光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显

B. 不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性 C. 光电效应现象揭示了光的粒子性

D. 实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性

图（甲）是研究光电效应的实验原理图，在研究光电效应的实验中，光电流与电压的关系可用图（乙）所示的曲线表示，图中横轴U表示光电管阳极和阴极间的所加电压，纵轴I表示光电流的强度，下面关于曲线a、b、c对应色光的相关说法中正确的是（ ）

A. 甲图中，弧光灯照射锌板，验电器的锡箔张开，说明锌板带负电 B. 乙图中，可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度有关

C. 丙图中，强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点，说明光电子最大初动能与光的强度无关 D. 丙图中，黄光和紫光曲线交于U轴不同点，说明不同金属发生光电效应的极限频率不同

4.

下列说法正确的是（ ）

A. 玻尔根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性

B. 铀核裂变的核反应是 C. 原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现

D. 根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越大

如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为

8.

5.

的单色光重复上述实验，当电压表的示数增加到原来的3倍时，电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常数为h，真空中光速为c。该金属的逸出功为（ ）

A. b的遏止电压低，a和c的遏止电压高

C. a和c是同种色光，且a比c光的强度要强 B. 遏止电压与入射光的强度无关

D. b和c是同种色光，且b比c光的强度要强

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9.

如图所示，用可见光照射金属板，发现与该金属板相连的验电器指针张开一定角度，下列说法中正确的有（ ）

A. 验电器指针带正电

B. 有一部分电子从金属板表面逸出

C. 如果改用相同强度的红外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度 D. 如果改用相同强度的紫外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度

三、填空题

10. 如图所示，当开关K断开时，用光子能量为2.8eV的一束光照射阴极P，发现

电流表读数不为零。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.70V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.70V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为______eV；若将照射到阴极P上的该光的照射强度变为原来的2倍，则遏止电压为______V。

四、计算题

11. （1）用频率为v的紫光照射某金属（极限频率为v0），且v＞v0．已知普朗克常量为h．求：

①该金属的逸出功W； ②光电子的最大初动能Ek．

（2）质量为m＝1kg的小球由高h＝0.45m处自由下落，落到水平地面后，以vt＝2m／s的速度向上反

弹，已知小球与地面接触的时间为t＝0.1s，取g＝10m／s2

．求： ①小球落地前速度v的大小；

②小球撞击地面过程中，地面对球平均作用力F的大小．

12. 光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压，也称为辐射压强．1899年，俄国物理学家列别捷夫

用实验测得了光压，证实了光压的存在．根据光的粒子性，在理解光压的问题上，可以简化为如下模型：一束光照射到物体表面，可以看作大量光子以速度c连续不断地撞向物体表面（光子有些被吸收，而有些被反射回来），因而就对物体表面产生持续、均匀的压力．

（1）假想一个质量为m的小球，沿光滑水平面以速度v撞向一个竖直墙壁，若反弹回来的速度大小仍然是v．求这个小球动量的改变量（回答出大小和方向）． （2）爱因斯坦总结了普朗克的能量子的理论，得出每一个光子的能量E=hν，在爱因斯坦的相对论中，

质量为m的物体具有的能量为E=mc2，结合你所学过的动量和能量守恒的知识，证明：光子的动量P=

（其中，c为光速，h为普朗克恒量，ν为光子的频率，λ为光子的波长）．

（3）由于光压的存在，科学家们设想在太空中利用太阳帆船进行星际旅行--利用太空中阻力很小的特

点，制作一个面积足够大的帆接收太阳光，利用光压推动太阳帆船前进，进行星际旅行．假设在太空中某位置，太阳光在单位时间内、垂直通过单位面积的能量为E0，太阳光波长的均值为λ，光速为c，太空帆的面积为A，太空船的总质量为M，光子照射到太阳帆上的反射率为百分之百，求太阳光的光压作用在太空船上产生的最大加速度是多少？

根据上述对太空帆船的了解及所学过的知识，你简单地说明一下，太空帆船设想的可能性及困难（至少两条）．

在 +

H→

n+

e反应过程中，

①若质子认为是静止的，测得正电子动量为p1，中子动量为p2，p1、p2方向相同，求反中微子的动量p．

②若质子质量为m1，中子质量为m2，电子质量为m3，m2＞m1．要实现上述反应，反中微子能量至少是多少？（真空中光速为c）

一探测器沿竖直方向登陆火星，探测器内的水平地板上放着一个质量为 2kg的物体，如图甲所示。

当探测器速度由v0减为零的过程中，传感器记录的物体对地板压力大小F随下降高度h变化的图象如图乙所示。已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，地球和火星都可视为均质球体，取地球表面的重力加速度 。

（1）求火星表面的重力加速度的大小 ；

（2）求探测器刚开始减速时的加速度的大小 和速度的大小 ；

（3）根据量子理论，每个光子动量

（h为普朗克常数， 为光子的波长）。当光照射到物体

表面时将产生持续的压力。设想未来制成的质量为 的飞行器，以太阳光对其光帆的撞击力为动力，朝着远离太阳的方向运动。设帆面始终与太阳光垂直,且光帆能将太阳光一半反射,一半吸收. 已知引力

13. 14. .

常量为 ，太阳质量为 ，光速为 ，太阳单位时间辐射的总能量为 .请推算出该探测器光帆的面积 的最小值(忽略行星对飞行器的引力,球面积公式为 )。

.

1.D

解：A、随着正向电压的增大，光电流增大，增大到一定程度，电流达到饱和，不再增大，故A正确。

BC、在光的频率不变的情况下，不论入射光的强度强还是弱，而遏止电压相同，由于光子能量相等，当光越强时，则其对应饱和电流越大，故BC正确。

D、蓝光的遏止电压大于黄光的遏止电压是因为蓝光的频率大于黄光的频率，故D错误。 本题选择错误的，故选：D。

根据遏止电压的大小比较光电子的最大初动能，从而结合光电效应方程比较入射光的频率。根据饱和电流的大小比较入射光的强度。

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=mvm2=hv-W0，同时

理解光电流的大小与光强有关。 2.C

解：A、波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量．故A错误．

B、少量的粒光子体现粒子性，大量光子体现波动性．不是个别光子是粒子，大量光子是波．故B错误．

C、光直线传播时表现为粒子性，发生干涉时表现为波动性．故C正确．

D、在光的干涉条纹中，明条纹是光子到达几率比较高的地方，暗条纹是光子到达几率比较小的地方．故D错误． 故选C．

光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性．光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性． 3.C

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、图乙中，无法判定电流与光的强度关系，故B错误；

C、丙图中，强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点，说明遏止电压与光的强度无关，而

，因此也说明光电子最大初动能与光的强度无关，故C正确；

D、丙图中，黄光和紫光曲线交于U轴不同点，说明不同金属遏止电压不同，则光的最大初动能不同，却与极限频率无关，故D错误； 故选：C。

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，与光的强弱无关，遏止电压与极限频率无关，从而即可求解。

考查光电效应现象，理解光电效应发生条件，掌握光电流与光的强弱关系，注意遏止电压、极限频率，及最大初动能的含义。 4.C

解：A、德布罗意提出实物粒子也具有波动性，认为一切物体都具有波粒二象性，故A错误； B、铀核裂变的核反应是用一个中子轰击铀核得到三个中子，但是方程式中中子不能约去。故B错误。

C、从低能级向高能级跃迁时，可能通过粒子的碰撞获得能量来实现，故C正确； D、根据E=hγ=h，可知，光的波长越大，光子的能量越小，故D错误；

故选：C。

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。铀核裂变的核反应是用一个中子轰击铀核得到三个中子，中子不能约去。根据E=hγ=h

，即可分析波长与能量的关系，发生

光电效应时光电子的动能只与入射光的频率有关，从而即可求解。