假期作业11 波粒二象性-【快乐假期】2025年高二物理暑假大作业

假期作业１１　波粒二象性　　　　　　　　 　　１９０５年,爱因斯坦把普朗 克的量子化概念进一步推广, 成功地解释了光电效应现象, 提出了光子说． (１)电子枪发射电子的现象就是光电效应． (　　) (２)不同的金属对应着相同的极限频率． (　　) (３)核外电子虽然绕核运动,但并不向外辐射 能量． (　　) (４)核外电子可以吸收或放出任意频率的光 子． (　　) (５)波动性和粒子性是完全对立的,这两种属 性不可能兼有． (　　) (６)逸出功的大小与入射光无关． (　　) (７)光电子的最大初动能与入射光的频率一定 成正比． (　　) 一、选择题 １．(多选)如图所示,用导 线把验电器与锌板相连 接,当用紫外线照射锌 板时,发生的现象是 (　　) A．有光子从锌板逸出 B．有电子从锌极逸出 C．验电器指针张开一个角度 D．锌板带负电 ２．在光电效应实验中,用波长为λ的光照射光 电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确 的是 (　　) A．仅增大入射光的强度,光电流大小不变 B．仅减小入射光的强度,光电效应现象可 能消失 C．改用波长大于λ的光照射,光电子的最大 初动能变大 D．改用波长大于λ的光照射,可能不发生光 电效应 ３．(多选)１９０５年是爱因斯坦的“奇迹”之年, 这一年他先后发表了三篇具有划时代意义 的论文,其中关于光量子的理论成功地解释 了光电效应现象．关于光电效应,下列说法 正确的是 (　　) A．当入射光的频率低于极限频率时,不能 发生光电效应 B．光电子的最大初动能与入射光的频率成 正比 C．光电子的最大初动能与入射光的强度成 正比 D．某单色光照射一金属时不发生光电效 应,改用波长较短的光照射该金属可能 发生光电效应 ４．如图所示,是研究光电效应 的电路图,对于某金属用绿 光照射时,电流表指针发生 偏转,则以下说法正确的是 (　　) A．将滑动变阻器滑动片向右移动,电流表 的示数一定增大 B．如果改用紫光照射该金属时,电流表无 示数 C．将光照强度增大时,电流表的示数减小 D．将电源的正负极调换,仍用相同的绿光 照射时,将滑动变阻器滑动片向右移动 一些,电流表的读数可能不为零 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０３ ５．用如图甲所示的装置研究光电效应现象．闭合 开关S,用频率为ν的光照射光电管时发生了光 电效应,图乙是该光电管发生光电效应时光电 子的最大初动能Ek 与入射光频率ν的关系图 像,图线与横轴的交点坐标为(a,０),与纵轴的交 点坐标为(０,－b),下列说法中正确的是 (　　) A．普朗克常量为h＝ab B．断开开关S后,电流表 G的示数不为零 C．仅增加照射光的强度,光电子的最大初 动能将增大 D．保持照射光强度不变,仅提高照射光频 率,电流表 G的示数保持不变 ６．(多选)用甲、乙两种单色光 照射同一金属做光电效应 实验,发现光电流与电压的 关系如图所示．已知普朗克 常量为h,被照射金属的逸出功为W０,遏止 电压为Uc,电子的电荷量为e．下列说法正 确的是 (　　) A．甲光的强度大于乙光的强度 B．甲光的频率大于乙光的频率 C．甲 光 照 射 时 产 生 的 光 电 子 初 动 能 均 为eUc D．乙光的频率为 W０＋eUc h ７．(多选)关于物质的波粒二象性,下列说法中 正确的是 (　　) A．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 B．运动的微观粒子与光子一样,当它们通 过一个小孔时,都没有特定的运动轨道 C．波动性和粒子性,在宏观现象中是矛盾 的,对立的,但在微观高速运动的现象中 是统一的 D．实物的运动有特定的轨道,所以实物不 具有波粒二象性 ８．１９２７年戴维孙和汤 姆孙分别 完 成 了 电 子衍射实验,该实验 是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一, 如图所示的是该实验装置的简化图,下列说 法不正确的是 (　　) A．亮条纹是电子到达概率大的地方 B．该实验说明物质波理论是正确的 C．该实验再次说明光子具有波动性 D．该实验说明实物粒子具有波动性 二、非选择题 ９．图甲是研究光电效应现象的装置．某同学用 该装置探究遏止电压Uc 与入射光频率ν之 间的关系,得到图乙Uc－ν图像．图甲中电 源　　　　端为正极(选填“左”或“右”)．该 装置阴极 K 的逸出功为　　　　J．已知普 朗克常量h＝６．６３×１０－３４J􀅰s(结果保留三 位有效数字)． １．(２０２４􀅰湖南卷,１T)量子技术是当前物理 学应用研究的热点,下列关于量子论的说法 正确的是 (　　) A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B．光电效应实验中,红光照射可以让电子 从某金属表面逸出,若改用紫光照射也 可以让电子从该金属表面逸出 C．康普顿研究石墨对 X 射线散射时,发现 散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D．德布罗意认为质子具有波动性,而电子 不具有波动性 ２．(２０２４􀅰新课标卷,１７T)三位科学家由于在 发现和合成量子点方面的突出贡献,荣获了 ２０２３年诺贝尔化学奖,不同尺寸的量子点 会发出不同颜色的光．现有两种量子点分别 发出蓝光和红光,下列说法正确的是(　　) A．蓝光光子的能量大于红光光子的能量 B．蓝光光子的动量小于红光光子的动量 C．在玻璃中传播时,蓝光的速度大于红光 的速度 D．蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空 气中传播时的频率 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １３ 依题意,A 端流出的气体分子热运动速率较小,B 端流出 的气体分子热运动速率较大,所以从A 端流出的气体分 子热运动平均速率小于从B 端流出的,故B正确; A端流出的气体分子热运动速率较小,B端流出的气体分子 热运动速率较大,则从A端流出的气体分子平均动能小于从 B端流出的气体分子平均动能,内能的多少还与分子数有 关;依题意,不能得出从A 端流出的气体内能一定大于从B 端流出的气体内能,故C错误; 该装置将冷热不均气体进行分离,喷嘴处有高压,即通过外 界做功而实现的,并非是自发进行的,没有违背热力学第二 定律;温度较低的从A端出、较高的从B端出,也符合能量守 恒定律,故D错误,E正确．故选ABE．] ３．解析:(１)气体进行等压变化,则由盖Ｇ吕萨克定律得 V０ T０ ＝ V１ T１ , 即hS T０ ＝ h＋１５h( )S T１ , 解得T１＝ ６ ５T０． (２)此过程中气体内能增加 ΔU＝CΔT＝１５CT０ , 气体对外做功W＝pSΔh＝１５h (p０S＋mg), 此过程中容器内气体吸收的热量Q＝ΔU＋W＝１５h (p０S ＋mg)＋１５CT０． 答案:(１)６５T０　 (２)１５h (p０S＋mg)＋ １ ５CT０ 假期作业１１ 情境辨析 (１)×　(２)×　(３)√　(４)×　(５)×　(６)√　(７)× 技能提升 素能提升 １．BC ２．D　[当发生光电效应时,增大入射光的强度,则光电流会 增大,故 A错误;入射光的频率不低于金属的极限频率, 就会发生光电效应,与入射光的强度无关,故 B错误;在 光电效应中,根据光电效应方程知,Ekm＝ hc λ －W０ ,改用 波长大于λ的光照射,光电子的最大初动能变小,或者可 能不发生光电效应,故C错误,D正确．] ３．AD　[根据光电效应现象的实验规律,只有入射光频率 大于极限频率才能发生光电效应,故 A、D 正确．根据光 电效应方程,最大初动能与入射光频率为线性关系,但非 正比关系,B错误;根据光电效应现象的实验规律,光电子 的最大初动能与入射光强度无关,C错误．] ４．D　[本题考查光电效应,涉及光电流大小,明确在发生光电 效应的前提下,光电流的大小与电路中的电压和入射光的强 度均有关．滑动变阻器滑片向右移动,电压虽然增大,但已达 到饱和电流,则电流表的示数可能不变,故A错误;如果改用 紫光照射该金属时,因频率的增加,导致光电子最大初动能 增加,则电流表的示数增大,故B错误;只增加光照强度,从 而增加了光子的个数,则产生的光电子数目增多,光电流增 大,使通过电流表的电流增大,故C错误;电源的正负极调 换,仍用相同的绿光照射时,将滑动变阻器滑片向右移动一 些,此时的电压仍小于反向截止电压,则电流表仍可能有示 数,故D正确．] ５．B　[由hν＝W０＋Ek,变形得Ek＝hν－W０,可知图线的斜 率为普朗克常量,即h＝ba ,故 A 错误;断开开关S后,仍 有光电子产生,所以电流表 G 的示数不为零,故 B正确; 只有增大入射光的频率,才能增大光电子的最大初动能, 与光的强度无关,故 C错误;保持照射光强度不变,仅提 高照射光频率,单个光子的能量增大,而光的强度不变, 那么光子数一定减少,发出的光子数也减少,电流表 G的 示数要减小,故 D错误．] ６．AD　[根据光的强度越强,则光电子数目越多,对应的光 电流越大,即可判定甲光的强度较大,选项 A 正确;由光 电效应方程 １ ２mv ２＝hν－W０, １ ２mv ２＝Uce,结合题图可 知,甲、乙的遏止电压相同,故甲、乙的频率相同,选项 B 错误;甲光照射时产生的光电子的最大初动能为eUc,选 项 C 错 误;根 据 １２mv ２ ＝hν－W０ ＝Uce,可 得 ν＝ Uce＋W０ h ,选项 D正确．] ７．ABC　[波粒二象性是微观世界特有的规律,一切运动的 微粒都具有波粒二象性,A 正确．由于微观粒子的运动遵 守不确定关系,所以运动的微观粒子与光子一样,当它们 通过一个小孔发生衍射时,都没有特定的运动轨道,B正 确．波粒二象性适用于微观高速领域,C 正确．宏观物体 运动形成的德布罗意波的波长很小,很难被观察到,但它 仍有波粒二象性,D错误．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０５ ８．C　[由题意可知,亮条纹是电子到达概率大的地方,暗条 纹是粒子到达概率小的地方,故 A 正确;电子是实物粒 子,能发生衍射现象,该实验说明物质波理论是正确的, 不能说明光子的波动性,故 B、D正确,C错误．本题选错 误的,故选C．] ９．解析:因为是研究遏止电压Uc 的装置,所以所加电压应 为反向电压,阻止光电子到达 A极板形成光电流,所以 A 极板接电源负极,K 极板接电源正极,电源右端为正极; 根据图像乙可知,当频率为５．１×１０１４ Hz时,所需遏止电 压为零,说明此时对应频率为截止频率νc,所以逸出功: W０＝hνc＝６．６３×１０－３４×５．１×１０１４J＝３．３８×１０－１９J． 答案:右　３．３８×１０－１９ 高考在线 １．B　[普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量子 化的,并不连续,故 A 错误;产生光电效应的条件是ν＞ νc,紫光的频率大于红光,红光能使金属产生光电效应,则 紫光也能使该金属产生光电效应,故B正确;石墨对 X射 线的散射过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞后,电子获 得一定动量,光子动量变小,根据波长λ＝hp 可知波长变 长,故C错误;德布罗意认为物质都具有波动性,包括质 子和电子,故 D错误．] ２．A　[由于红光的频率小于蓝光的频率,则红光的波长大 于蓝光的波长,根据E＝hν, 可知蓝光光子的能量大于红光光子的能量;根据p＝hλ , 可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量,故 A 正确,B 错误;由于红光的折射率小于蓝光,根据v＝cn ,可知在玻 璃中传播时,蓝光的速度小于 红 光 的 速 度,故 C 错 误; 光从一种介质射入另一种介质中频率不变,故 D错误．] 假期作业１２ 情境辨析 (１)×　(２)√　(３)√　(４)×　(５)√　(６)√　(７)× (８)×　(９)×　(１０)× 技能提升 素能提升 １．B ２．C　[对于 A、B,核聚变反应过程中存在质量亏损,核聚变 反应后原子核的总质量减少,故 A、B错误;对于 C、D,核 聚变反应后,反应后的原子核比反应前的原子核更稳定, 核子的比结合能增加,故C正确,D错误．] ３．C ４．AB　[卢瑟福由α粒子散射实验提出了原子核式结构模 型:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全 部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的 电子在核外空间绕着核旋转,即原子是可分的,A 正确; 经过一次β衰变,电荷数多１,质量数不变,质子数等于电 荷数,则质子数增加１个,B正确;原子的半衰期与外界因 素无关,C错误;据玻尔理论可知,氢原子从高能级向低 能级跃迁时,可以辐射特定频率的光子,D错误．] ５．D　[对于 A,这群氢原子自发跃迁时能辐射出的光的种 数为C２５＝１０,即能辐射出１０种不同频率的光,故A错误; 对于B,氢原子从n＝５能级跃迁到n＝１能级时辐射出的 光的频率最大,故B错误;对于 C,氢原子从n＝５能级跃 迁到n＝２能级时辐射出的光子的能量为２．８６eV,小于 金属钙的逸出功３．２０eV,所以不能使金属钙发生光电效 应,故C错误;对于D,氢原子从n＝４能级跃迁到n＝２能 级时辐射出的光子的能量为２．５５eV,大于钠、钾和铷的 逸出功,小于金属钨、钙的逸出功,所以可以使表格中的３ 种金属发生光电效应,故 D正确．] ６．CD　[半衰期的时间与元素的物理状态无关,若使某放射 性物质的温度升高,其半衰期不变,故A错误．β衰变所释 放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的,故 B 错误．在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α 射线的电离能力最强,故C正确．铀核(２３８９２U)衰变为铅核 (２０６８２Pb)的过程中,每经过一次α衰变质子数少２,质量数 少４;而每经过一次β衰变质子数增加１,质量数不变;由质量 数和核电荷数守恒,可知要经过８次α衰变和６次β衰变,故 D正确．] ７．D　[根据质量数、电荷数守恒可补全该衰变方程有１４６C →１４７N＋ ０－１e可知 X 为电子,A 错误;衰变是可以自发发 生的且在衰变过程中会释放能量,B错误;某种元素的半 衰期长短由其本身因素决定,与它所处的物理、化学状态 无关,C错误;由于在衰变过程中要释放能量,质量要亏 损,则１４７N与 X的质量之和小于１４６C的质量,D正确．] ８．B　[２３８９２U→２３４９０Th＋４２He是衰变方程,选项 A 错误;２１H ＋３１H→４２He＋１０n是核聚变反应,选项B正确;核反应２７１３Al ＋４２He→３０１５P＋X中的 X质量数为１,电荷数为零,则 X是 中子,选项C错误;卢瑟福发现质子的核反应方程是:４２He ＋１４７N→１７８O＋１１H,选项 D错误．] ９．解析:(１)因hνc＝W０＝ １ ４E１－E１＝－ ３ ４E１ ,所以νc＝ － ３E１ ４h ; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １５