2024届高考物理一轮复习专题十四原子与原子核第1讲波粒二象性练习含答案

第1讲　波粒二象性

知识巩固练

1.(2022年全国卷)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10－7 m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014 个.普朗克常量为h＝6.63×10－34 J·s.R约为(　　)

A.1×102 m  B.3×102 m

C.6×102 m  D.9×102 m

【答案】B　

【解析】一个光子的能量为E＝hν，ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系c＝λν，光源每秒发出的光子的个数为n＝，P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个，那么此处的球面的表面积为S＝4πR2，则＝3×1014，联立以上各式解得R≈3×102 m，B正确.

2.当具有5.0 eV的光子射到一金属表面时，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能为1.5 eV，为了使这种金属产生光电效应，入射光子的能量必须不小于(　　)

A.1.5 eV  B.2.5 eV

C.3.5 eV  D.5.0 eV

【答案】C

3.(多选)关于黑体辐射图像，下列判断正确的是(　　)

A.T1＜T2＜T3＜T4

B.T1＞T2＞T3＞T4

C.测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度

D.测量某黑体任一波长的光的辐射强度可以得知其温度

【答案】BC

4.(多选)实物粒子和光都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是(　　)

A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样

B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹

C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构

D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构

【答案】ACD　

【解析】电子束通过双缝产生干涉图样，体现的是波动性，A正确；β射线在云室中留下清晰的径迹，不能体现波动性，B错误；衍射体现的是波动性，C正确；电子显微镜利用了电子束波长短的特性，D正确.

综合提升练

5.(2022年太原模拟)在研究光电效应中电子的发射情况与照射光的强弱、光的颜色的关系时，将a、b、c三束光照射到同一光电管的阴极上，得到的光电流与电压的关系如图所示，可知(　　)

A.a光的频率高于c光的频率

B.c光的频率高于b光的频率

C.单位时间内c光入射的光子数大于b光入射的光子数

D.a光照射时逸出光电子的最大初动能可能比b光照射时的大

【答案】C　

【解析】由爱因斯坦光电效应方程得Ek＝hν－W0，其中Ek＝eUc，可以看出遏止电压与频率呈线性关系，频率越大，遏止电压越大，所以由图像可知，a光的频率等于c光的频率，c光的频率低于b光的频率，A、B错误；由图可得，c光对应的饱和光电流大于b光对应的饱和光电流，因为饱和光电流越大，单位时间内逸出的光电子数越多，且逸出的光电子数等于入射的光子数，所以单位时间内c光入射的光子数大于b光入射的光子数，C正确；因为最大初动能为Ek＝eUc，所以a光照射时逸出光电子的最大初动能一定比b光照射时的小，故D错误.

6.(2022年肥城模拟)从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压Uc(即图甲所示的电路中电流计G的读数减小到零时加在电极K、A之间的反向电压)与入射光的频率ν，由此算出普朗克常量h.按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的Uc－ν图像如图乙所示.下列说法正确的是(　　)

A.该金属的截止频率约为4.30×1014 Hz

B.该金属的截止频率约为5.50×1014 Hz

C.该图线的斜率为普朗克常量

D.该图线的斜率为这种金属的逸出功

【答案】A　

【解析】当Uc＝0时，可解得νc＝，此时读图可知νc≈4.3×1014 Hz，即金属的截止频率约为4.30×1014Hz，在误差范围内，B错误，A正确；设金属的逸出功为W0，截止频率为νc，则有W0＝hνc，光电子的最大初动能与遏止电压的关系为Ekm＝eUc，光电效应方程为Ekm＝hν－W0，联立解得Uc＝ν－，故Uc与ν图像斜率为，C、D错误.