2025年高中物理波粒二象性專項(xiàng)卷（附答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.下列關(guān)于光的波粒二象性的說法中，正確的是A.光的衍射現(xiàn)象說明光不具有粒子性B.光的干涉現(xiàn)象說明光不具有波動(dòng)性C.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，入射光的強(qiáng)度影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)D.愛因斯坦認(rèn)為光是一種不連續(xù)的能量子，稱為光子2.關(guān)于德布羅意波，下列說法中正確的是A.所有運(yùn)動(dòng)的物體都具有德布羅意波B.德布羅意波的波長(zhǎng)與物體的動(dòng)量成正比C.宏觀物體（如籃球）的德布羅意波長(zhǎng)非常短，不易觀察到衍射現(xiàn)象D.德布羅意波是經(jīng)典機(jī)械波3.用頻率為γ?的光照射某種金屬時(shí)，能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大動(dòng)能為E?；改用頻率為γ?（γ?>γ?）的光照射同一金屬時(shí)，逸出光電子的最大動(dòng)能為E?。則A.E?>E?B.E?=E?C.E?<E?D.無法確定E?和E?的關(guān)系4.康普頓效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是A.散射光的波長(zhǎng)一定比入射光的波長(zhǎng)長(zhǎng)B.散射光的頻率一定比入射光的頻率低C.只有電子才能發(fā)生康普頓效應(yīng)D.康普頓效應(yīng)說明光不具有粒子性5.已知?dú)湓踊鶓B(tài)能量為E?，量子數(shù)為n的能級(jí)能量為E_n=-E?/n2。用一群處于基態(tài)的氫原子發(fā)生躍遷后產(chǎn)生的光子，恰好能被動(dòng)能為E?的電子完全吸收，則這群氫原子可能發(fā)生躍遷的終態(tài)能級(jí)的量子數(shù)n可能為A.2B.3C.4D.56.根據(jù)波粒二象性理論，下列說法中正確的是A.微觀粒子只能表現(xiàn)粒子性，不能表現(xiàn)波動(dòng)性B.微觀粒子只能表現(xiàn)波動(dòng)性，不能表現(xiàn)粒子性C.微觀粒子既能表現(xiàn)粒子性，也能表現(xiàn)波動(dòng)性，具體表現(xiàn)哪種性質(zhì)取決于實(shí)驗(yàn)條件和觀察方式D.波粒二象性是經(jīng)典物理的延伸和補(bǔ)充7.一個(gè)電子以速度v運(yùn)動(dòng)，其德布羅意波長(zhǎng)為λ。若使其德布羅意波長(zhǎng)變?yōu)?λ，則它的速度應(yīng)變?yōu)锳.v/2B.v/√2C.√2vD.2v8.對(duì)于光電效應(yīng)，下列說法中正確的是A.入射光的頻率越高，光電子的最大初動(dòng)能越大B.入射光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)越多C.發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的截止頻率D.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度有關(guān)9.用動(dòng)能為E?的電子轟擊靜止的原子核，發(fā)生彈性正碰。已知電子質(zhì)量為m_e，原子核質(zhì)量為M（M>>m_e），則碰撞后電子的動(dòng)能A.等于E?B.小于E?C.大于E?D.無法確定10.下列實(shí)驗(yàn)中，能證明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性的是A.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)B.塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)C.戴維森-革末實(shí)驗(yàn)D.α粒子散射實(shí)驗(yàn)二、填空題（本題共5小題，每小題5分，共25分。）11.某金屬的截止頻率為γ?，當(dāng)用頻率為γ（γ>γ?）的光照射該金屬時(shí)，產(chǎn)生光電效應(yīng)。則該金屬的逸出功為________；逸出光電子的最大動(dòng)能為________。12.一個(gè)質(zhì)量為m、速度為v的電子，其德布羅意波長(zhǎng)λ=________。若電子被電壓U加速，其德布羅意波長(zhǎng)λ'=________。13.康普頓效應(yīng)中，散射光的波長(zhǎng)λ'與入射光的波長(zhǎng)λ的關(guān)系為λ'=λ+Δλ，其中Δλ=________。這個(gè)現(xiàn)象說明光具有________。14.按照玻爾理論，氫原子中，電子從量子數(shù)為n=4的能級(jí)躍遷到量子數(shù)為n=2的能級(jí)時(shí)，輻射出的光子的頻率ν=________。15.波粒二象性是指________和________是微觀粒子同時(shí)具有的兩種屬性。描述粒子性的物理量有________，描述波動(dòng)性的物理量有________。三、計(jì)算題（本題共3小題，共35分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）16.（10分）用波長(zhǎng)為λ=500nm（1nm=10??m）的光照射鈉金屬表面，鈉的截止頻率γ?=6.00×101?Hz。求：（1）該光子的能量E是多少電子伏特（eV）？（普朗克常數(shù)h=6.63×10?3?J·s，1eV=1.60×10?1?J）（2）鈉金屬的逸出功W?是多少電子伏特？（3）由此產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能是多少電子伏特？17.（12分）一個(gè)靜止的電子被電勢(shì)差U=5000V的電場(chǎng)加速，然后進(jìn)入一個(gè)寬度d=0.1mm的狹縫。假設(shè)電子的德布羅意波長(zhǎng)可以忽略不計(jì)，求電子穿過狹縫后，偏離中心的最大距離x。（電子質(zhì)量m_e=9.11×10?31kg，電子電荷量e=1.60×10?1?C）18.（13分）已知一個(gè)質(zhì)量為m的粒子，其動(dòng)能E等于其靜止能量E?。根據(jù)相對(duì)論力學(xué)和德布羅意假設(shè)，求該粒子的德布羅意波長(zhǎng)λ是多少？試卷答案一、選擇題1.C2.A3.A4.A5.B6.C7.C8.ABC9.B10.C二、填空題11.hγ?；hγ-hγ?12.h/p，其中p=√(2meU)/c；h/√(2meU)13.h(c/γ-c/γ')，其中γ'=γ+Δγ/λ；粒子性14.3hc/(n?2-n?2)15.粒子性；波動(dòng)性；動(dòng)量p、能量E；波長(zhǎng)λ、頻率ν三、計(jì)算題16.（1）解：E=hγ=h*c/λ=(6.63×10?3?J·s)*(3.00×10?m/s)/(500×10??m)=3.98×10?1?JE(eV)=E/(1.60×10?1?J/eV)=2.49eV（2）解：W?=hγ?=(6.63×10?3?J·s)*(6.00×101?Hz)=3.98×10?1?JW?(eV)=W?/(1.60×10?1?J/eV)=2.49eV（3）解：E_k=hγ-W?=E-W?=2.49eV-2.49eV=0eV答：最大初動(dòng)能為0eV。（注：此題數(shù)據(jù)特殊，恰好E=W?，無光電子逸出或最大初動(dòng)能為零）17.解：電子被加速后的動(dòng)能E_k=eU速度v=√(2E_k/m_e)=√(2eU/m_e)德布羅意波長(zhǎng)λ=h/p=h/(m_ev)=h/[m_e*√(2eU/m_e)]=h/√(2m_eeU)=(6.63×10?3?J·s)/√[2*(9.11×10?31kg)*(1.60×10?1?C)*(5000V)]=1.66×10?11m作出狹縫邊緣到屏的示意圖，用幾何關(guān)系求解。設(shè)偏離中心最大距離為x，此時(shí)電子穿過狹縫時(shí)偏離中心距離為λ/2。tanθ≈x/(d/2)=λ/(d/2)x≈(λ/2)*(d/2)=λd/4x=(1.66×10?11m)*(0.1×10?3m)/4=4.16×10?1?m18.解：粒子動(dòng)能E=1/√(1-v2/c2)*m?c2-m?c2=(√(1-v2/c2)-1)*m?c2E=m?c2(√(1-v2/c2)-1)*m?c2=m?c2√(1-v2/c2)=21-v2/c2=4v2/c2=-3（此結(jié)果無物理意義，說明假設(shè)動(dòng)能等于靜止能量不可能）改為：粒子動(dòng)能E=m?c2由相對(duì)論能量公式E=1/√(1-v2/c2)*m?c21/√(1-v2/c2)=2√(1-v2/c2)=1/21-