波粒二象性阶段测试题
高中物理《波粒二象性》章末检测试题(含答案)
《波粒二象性》章末检测试题(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．普朗克能量子假说是为解释( )A．光电效应实验规律提出的B．康普顿效应实验规律提出的C．光的波粒二象性提出的D．黑体辐射的实验规律提出的2．对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3．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件．下列表述正确的是( ) A．硅光电池是把光能转化为电能的一种装置B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应4．以下说法正确的是( )A．若用红光照射金属时发生光电效应，则用其他可见光照射该金属均能产生光电效应B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光的照射时间太短C．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性D．物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动5．频率为ν的光子的动量和波长的关系是λ＝hp，能量为ε，则光的速度为( )A．ελ/h B．pεC．ε/p D．h2/(ε·p)6．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而发生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k－ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个E k－ν坐标图中，用实线表示钨，虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是下图中的( )7．2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是( )A．微波是指波长在10－3m到10 m之间的电磁波B．微波和声波一样都只能在介质中传播C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说8.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示．则这两种光( )A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大9．分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，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为( )A .hc 2λB .2hc 3λC .34hc λD .4h λ5c10.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K 时，会发生光电效应现象．闭合开关S ，在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U 称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能E km .现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U 1和U 2，设电子质量为m ，电荷量为e ，则下列关系式中正确的是( )A ．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v ＝2eU 1mB ．阴极K 金属的逸出功W0＝h ν1－eU 1 C ．阴极K 金属的极限频率νc ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2D ．普朗克常数h ＝1－U 2ν1－ν2二、非选择题(本题共4小题，共60分)11．(12分)一颗质量为5 kg的炮弹以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波长为________；假设它以光速运动，它的德布罗意波长为________；若要使它的德布罗意波长为400 nm，则它的速度为________．12．(15分)一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围是0.01%，我们确定该电子位置时，有多大的不确定范围？(电子质量为9.1×10－31kg)13．(15分)铝的逸出功是4.2 eV，现在用波长200 nm的光照射铝的表面．(1)求光电子的最大初动能；(2)求遏止电压；(3)求铝的极限频率．4.(18分)已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103J，其中可见光部分约占45%.假设可见光的波长为0.55 μm，太阳光向各个方向的辐射是均匀的，日地之间距离R＝1.5×1011m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，由此可估算出太阳每秒钟辐射的可见光的光子数约为多少个(保留两位有效数字)．《波粒二象性》章末检测试题参考答案1．D 2.AD 3．A 4．A 5．AC 6．A 7．ACD 8．BC 9．B 10．ABD 11．6.63×10－37m 4.42×10－43m 3.32×10－28m/s解析 炮弹的动量p ＝mv ＝103kg·m/s它的德布罗意波长为λ＝h p ＝6.63×10－34103m ＝6.63×10－37m 当它以光速c ＝3×108m/s 运动时λ′＝h p ′＝h mc ＝6.63×10－345×3×108m＝4.42×10－43m当λ″＝400 nm ＝4×10－7m 时 v ＝hm λ″＝6.63×10－345×4×10－7 m/s ＝3.32×10－28m/s.12．Δx ≥2.90×10－3m解析 由不确定性关系Δx Δp ≥h4π得：电子位置的不确定范围Δx ≥h4πΔp＝6.63×10－344×3.14×9.1×10－31×200×0.01%m ＝2.90×10－3m 13． (1)2.02 eV (2)2.02 V (3)1.01×1015Hz解析 (1)由爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0可得：E k ＝h cλ－W 0＝6.63×10－34×3×1082×10－7J －4.2×1.6×10－19J≈3.23×10－19J≈2.02 eV(2)由eU c ＝E k 得遏止电压U c ＝E ke＝2.02 V.(3)由W 0＝h νc 得极限频率：νc ＝W 0h ＝4.2×1.6×10－196.63×10－34Hz≈1.01×1015Hz. 14．4.9×1044个解析 因太阳光向各个方向的辐射是均匀的，可认为太阳每秒钟辐射的可见光的光子数等于以太阳为球心、日地之间距离为半径的球面上每秒钟获得的可见光的光子数，已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能σ＝1.4×103J/(s·m 2)，可见光所占全部辐射能的比例为η＝45%，则太阳每秒钟辐射的可见光的能量E ＝4πR 2ση，而每个可见光子的能量E 0＝h ν，则太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数N ＝E E 0＝4πR 2σηλhc≈4.9×1044个．。
波粒二象性单元测试题
波粒二象性练习题一1．关于光电效应，有如下几种陈述，正确的是（）A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流的强度与入射光的强度无关C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应2．（1）已知金属铯的逸出功为1.9eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大功能为1.0eV，入射光的波长应为__________m（2）如图所示，电路中所有元件完好，光照射到阴极上时，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（）A. 入射光太弱；B. 入射光波长太长；C. 光照时间短；D. 电源正负极接反。
3.红光和紫光相比（）A. 红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大B. 红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大C. 红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小D. 红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小．对爱因斯坦光电效应方程，下面的理解正确的有（） 4A. 只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能E KB. 式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C. 逸出功W和极限频率ν之间应满足关系式W= hνccD. 光电子的最大初动能和入射光的频率成正比5．用某种频率的紫外线分别照射铯、锌、铂三种金属，从铯中发射出的光电子的最大初动能是2.9eV，从锌中发射出的光电子的最大初动能是1.4eV，铂没有光电子射出，则对这三种金属逸出功大小的判断，下列结论正确的是（）A．铯的逸出功最大，铂的逸出功最小B．锌的逸出功最大，铂的逸出功最小C．铂的逸出功最大，铯的逸出功最小D．铂的逸出功最大，锌的逸出功最小6．入射光线照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么以下说法中正确的是（）A. 从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B. 逸出的光电子的最大初动能减小单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小C.有可能不发生光电效应D.发现电流表读数不为零。
【高二】高二物理下册第二章 波粒二象性单元检测试题(带答案)
【高二】高二物理下册第二章波粒二象性单元检测试题（带答案）【高二】高二物理下册第二章波粒二象性单元检测试题（带答案）第二章波粒二象性单元测试（广东教育版选修3-5）说明：本试卷分为第ⅰ、ⅱ卷两部分，请将第ⅰ卷的答案填入题后括号内，第ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第一卷（共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1.以下关于光电效应的陈述是正确的（）a.若某材料的逸出功是w，则它的极限频率b、光电子的初始速度与光的频率成正比c.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比d、光电子的最大初始动能随辐照频率的增加而增加解析：由光电效应方程=hv-w知，b、c错误，d正确.若=0，得极限频率=,故a正确.应答广告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、光的折射和偏振b.光的反射现象、干涉现象c、光的衍射和色散d.光电效应现象、康普顿效应这个问题考察了光的本质干涉、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.答案D3.关于光的波粒二象性的理解正确的是（）a、大量光子的效应通常表现为波动性，单个光子的行为通常表现为粒子b.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子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分析：根据光的波粒二象性，a和D是正确的，B和C是错误的答案ad4.当能量为5.0eV的光子照射金属表面时，从金属表面逸出的电子的最大初始动能为1.5eV，为了使该金属产生光电效应，入射光的最小能量为（）a.1.5evb.3.5evc、 5.0evd。
6.5ev解析：本题考查光电效应方程及逸出功.从…起得w=hv-=5.0ev-1.5ev=3.5ev那么入射光的最小能量是h=w=3.5ev故正确选项为b.答案B5.紫外线光子的动量为.一个静止的吸收了一个紫外线光子后（）a、静止不动b.沿着光子原来运动的方向运动c、以光子运动的相反方向运动d.可能向任何方向运动分析：根据动量守恒定律，吸收紫外线光子的分子与光子的运动方向相同，因此，正确的选择是B答案b6.关于光电效应，下面的说法是正确的（）a.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比b、光电子的最大初始动能越大，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、当用频率为绿色的光照射金属时，会发生光电效应，而用频率为黄色的光照射金属时，不会发生光电效应解析：本题考查光电效应.根据光电效应方程，光电子的最大初始动能随入射光频率的增加而增加，但不成正比，错误光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初始动能无关。
波粒二象性综合测试-f9d03f011c6648b0842dfa6ae17dd3df
绝密★启用前 波粒二象性综合测试 试卷副标题 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上 第I 卷（选择题) 请点击修改第I 卷的文字说明 一、多选题 1．下列说法正确的是：( ) A ．一切物体都能向外辐射电磁波 B ．用蓝光照射某金属时能产生光电效应，则改用红光照射该金属也一定能产生光电效应 C ．光电效应中，从金属逸出的光电子就是光子 D ．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性 2．量子理论是现代物理学两大支柱之一.量子理论的核心观念是“不连续”.关于量子理论，以下说法正确的是（ ） A ．普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念 B ．爱因斯坦实际上是利用量子观念和能量守恒定律解释了光电效应 C ．康普顿效应证明光具有动量，也说明光是不连续的 D ．海森伯的不确定性关系告诉我们电子的位置是不能准确测量的 3．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是( ) A ．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置 B ．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道 C ．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的 D ．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置 4．研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为v 的光照射光电管阴极K 时，有光电子产生。
由于光电管K 、A 间加的是反向电压，光电子从阴极K 发射后将向阳极A○…………外…○…………订…………○…………线…………○……※※订※※线※※内※※答※※题※※ ○…………内…○…………订…………○…………线…………○……做减速运动。
光电流i 由图中电流计测出，反向电压U 由电压表测出。
当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U c ，在下图所表示光电效应实验规律的图像中，正确的是( ) A ． B ．C ．D ．5．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是（ ） A ．无论增大照射光的频率还是增加照射光的强度，金属的逸出功都不变B ．只延长照射光照射时间，光电子的最大初动能将增加C ．只增大照射光的频率，光电子的最大初动能将增大D ．只增大照射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多二、单选题6．用图示装置研究光电效应现象，阴极K 与滑动变阻器的中心触头c 相连，当滑片P 移到c 点时，光电流为零.为了产生光电流，可采取的措施是（ ）………外…………○…………装…学校:___________姓名………内…………○…………装…A ．增大入射光的频率B ．把P 向a 移动C ．把P 向b 移动D ．增大入射光的强度 7．关于光电效应，下列说法正确的是 A ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B ．光的频率一定时，入射光越强，饱和电流越大 C ．光的频率一定时，入射光越强，遏止电压越大 D ．光子能量与光的速度成正比 8．实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现粒子性的是（ ） A ．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样 B ．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关C ．人们利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 9．某单色光照射到一逸出功为W 的光电材料表面，所产生的光电子在垂直于磁感应强度为B 的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r ，设电子的质量为m ，带电量为e ，普朗克常量为h ，则该光波的频率为（ ） A ． B ． C ． - D ． + 10．用不同频率的光分别照射钨( )和锌( ),产生光电效应,根据实验可画出光电子的最大初动能 随入射光频率 变化的 图线.已知钨的逸出功是 ,锌的逸出功为 ,若将二者的图线画在同一个 坐标系中,则正确的图是（） A ． B ． C ． D ．…………装…………○…………○……※※请※※不※※要※※在※※装※※答※※题※※…………装…………○…………○……第II卷（非选择题)请点击修改第II卷的文字说明三、填空题11．用图甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流计的示数随电压变化的图像如图乙所示.则光电子的最大初动能为__________J，金属的逸出功为________J.四、实验题12．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示。
波粒二象性检测题
（AC）1.对于热辐射的认识，下列说法正确的是A．常温下我们看到的不透明物体的颜色是物体反射电磁波的颜色B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的C．眼睛看到物体可能是因为物体自身辐射的电磁波，也可能是物体透射或反射外界电磁波D．随温度升高，短波波段电磁辐射强度增加，长波波段电磁辐射强度降低（ ABD ）2. 关于带电粒子的辐射和吸收能量的特点，以下说法正确的是A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收B．辐射或吸收的能量是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量是量子化的（ D ）3.如右图所示，该装置是利用光电管产生光电流的电路。
下列说法中正确的是A．K为光电管的阳极B．通过灵敏电流计G的电流方向从b到aC．若用黄光照射能产生光电流，则用红光照射也一定能产生光电流D．若用黄光照射能产生光电流，则用紫光照射也一定能产生光电流（ AD ）4.在光电效应实验中，用频率为ν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．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改变频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改变频率大于ν的光照射，遏止电压增大（ ABCD ）5.用爱因斯坦光子说来解释光电效应，下列说法中正确的是A．每一个光电子都是电子吸收一个光子的能量后从金属表面跑出来的B．电子克服金属原子核的引力，并从金属内部逃逸出来所需要的能量最小值，叫做逸出功C．入射光的频率只有大于金属的极限频率时，才能产生光电效应D．光子的能量跟它的频率成正比，入射光频率越高，打出的光电子最大初动能越大（ D ）6.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料A．仅钠能产生光电子B．仅钠、铜能产生光电子C．仅铜、铂能产生光电子D．都能产生光电子（ C ）7.某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P ，c 表示光速，h 表示普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为A.Pc hλB.hc λC.λP hcD.λc hP（D ）8.近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为A ．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B ．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C ．大量光子表现光具有粒子性D ．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性（ CD ）9. 用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子，比较不同曝光时间摄得的照片，发现曝光时间不长的情况下，照片上是一些散乱的无规则分布的亮点，若曝光时间较长，照片上亮点分布区域呈现出不均匀迹象；若曝光时间足够长，照片上获得清晰的双缝干涉条纹，这个实验说明了A ．光只具有粒子性B ．光只具有波动性C ．少量光子的运动显示了粒子性，大量光子的运动显示波动性D ．光的波动性不是光子之间的相互作用引起的（ C ）10. 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。
波粒二象性试卷含答案
第十七章波粒二象性1、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2、关于光的本性，下列说法中正确的是（）A．光电效应反映光的粒子性B．光子的能量由光的强度所决定C．光子的能量与光的频率成正比D．光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子3、关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是（）A．波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性。
B．光波频率越高，粒子性越明显。
C．能量较大的光子其波动性越显著。
D．个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出显示波动性。
E．光的波粒二象性应理解为，在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下，光的波动性表现明显。
4、关于物质波的认识，下列说法中正确的是（）A．电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的。
B．物质波也是一种概率波。
C．任一运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波。
D．宏观物体尽管可以看作物质波，但他们不具有干涉、衍射等现象。
5、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6、一金属表面，爱绿光照射时发射出电子，受黄光照射时无电子发射．下列有色光照射到这金属表面上时会引起光电子发射的是（）A．紫光B．橙光C．蓝光D．红光7、用绿光照射一光电管能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大就应（）A．改用红光照射B．增大绿光的强度C．增大光电管上的加速电压D．改用紫光照射8、用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现在把人射光的条件改变，再照射这种金属．下列说法正确的是（）A．把这束绿光遮住一半，则可能不产生光电效应B．把这束绿光遮住一半，则逸出的光电子数将减少C ．若改用一束红光照射，则可能不产生光电效应D ．若改用一束蓝光照射，则逸出光电子的最大初动能将增大9、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率变，而减弱光的强度，则（ ）A ．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B ．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C ．逸出的光电子数木变，光电子的最大初动能减小D ．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子选出了10、用如图所示的装置演示光电效应现象．当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表G 的读数为i ．若改用更高频率的光照射，此时（ ）A ．将电池正的极性反转，则光电管中没有光电子产生B ．将电键S 断开，则有电流流过电流表GC ．将变阻器的触点c 向b 移动，光电子到达阳极时的速度必将变小D ．只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点c 向a 端移动，电流表G 的读数必将变大11、已知一束可见光a 是由m 、n 、p 三种单色光组成的。
高中物理：波粒二象性测试题
高中物理：波粒二象性测试题(时间：90分钟分值：100分)命题报告一、选择题(合要求,第7～10小题,每小题有多个选项符合要求)1．下列实验中,能证实光具有粒子性的是( )A．光电效应实验B．光的双缝干涉实验C．光的圆孔衍射实验D．泊松亮斑实验【解析】光的双缝干涉实验,光的圆孔衍射实验,泊松亮斑实验都证明光具有波动性．光电效应实验证明光具有粒子性,故选A.【答案】 A2．下列关于光电效应的说法正确的是( )A．只要入射光的强度足够大,就可以发生光电效应B．只要入射光照射的时间足够长,就可以发生光电效应,与入射光的强度和频率无关C．入射光的频率高于极限频率时,光的频率越大,产生的光电子的最大初动能越大D．入射光的频率高于极限频率时,光的强度越大,产生的光电子的最大初动能越大【解析】只有当入射光的频率高于极限频率时,才发生光电效应,与入射光的强弱和照射时间无关,根据Ek ＝hν－W,可知,入射光频率越大,产生的光电子的最大初动能越大,只有C项正确．【答案】 C3．已知α粒子的质量mα＝6.64×10－27 kg,速度v＝3×107 m/s,要观察到α粒子明显的衍射现象,障碍物的尺寸约为( )A．3.3×10－10 m B．3.3×10－12 mC．3.3×10－15 m D．3.3×10－18 m【解析】 根据德布罗意假说λ＝h p ＝h mv ＝ 6.63×10－346.64×10－27×3×107m ≈3.3×10－15m. 要观察到明显的衍射现象,障碍物的尺寸应与波长差不多,C 正确,A 、B 、D 错误． 【答案】 C4．影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射,衍射现象越明显,分辨本领越低,使用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领,它利用高压对电子束加速,最后打在感光胶片上来观察显微图象．已知波长比孔的尺寸越大越易发生衍射．下列说法中正确的是( )A ．加速电压越高,电子的波长越长,分辨本领越强B ．加速电压越高,电子的波长越短,衍射现象越明显C ．如果加速电压相同,则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强D ．如果加速电压相同,则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱 【解析】 设加速电压为U,电子电荷量为e,质量为m,则有E k ＝12mv 2＝eU ＝p 22m ,又p ＝h λ,故eU ＝h 22m λ2,可得λ＝h 22emU.对电子来说,加速电压越高,λ越小,衍射现象越不明显,故选项A 、B 都不对．电子与质子比较,因质子质量比电子质量大得多,可知质子加速后的波长要小得多,衍射现象不明显,分辨本领强,故选项C 对,D 错．【答案】 C5．( ·沙坪坝高二检测)频率为ν的光照到某金属材料时,产生光电子的最大初动能为E km ,若改用频率为2ν的光照射同一金属材料,则所产生光电子的最大初动能为(h 为普朗克常量)( )A ．E km ＋hνB ．2E kmC ．E km －hνD ．E km ＋2hν【解析】 由光电效应方程得频率为ν的光照射金属材料时E km ＝hν－W 0,改用频率为2ν的光照射同一金属材料时E km ′＝h·2ν－W 0,解得E km ′＝E km ＋hν,故A 正确．【答案】 A6．研究光电效应规律的实验装置如图1所示,以频率为ν的光照射光电管阴极K 时,有光电子产生．由于光电管K 、A 间加的是反向电压,光电子从阴极K 发射后将向阳极A 做减速运动．光电流i 由图中电流计G 测出,反向电压U 由电压表V 测出．当电流计的示数恰好为零时,电压表的示数称为反向截止电压Uc,在下图所表示光电效应实验规律的图象中,错误的是( )图1【解析】当反向电压U与入射光频率ν一定时,光电流i与光强成正比,所以A图正确；频率为ν的入射光照射阴极所发射出的光电子的最大初动能为12mev2max＝hν－W,而截止电压Uc与最大初动能的关系为eUc ＝12mv2max,所以截止电压Uc与入射光频率ν的关系是eUc＝hν－W,其函数图象不过原点,所以B图错误；当光强与入射光频率一定时,单位时间内单位面积上逸出的光电子数及其最大初动能是一定的,所形成的光电流强度会随反向电压的增大而减少,所以C图正确；根据光电效应的瞬时性规律,不难确定D图是正确的．【答案】 B7．( ·北京重点中学联考)关于物质波,下列认识中错误的是( )A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波,这种波叫物质波B．X射线的衍射实验,证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验,证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看作物质波,但它们不具有干涉、衍射等现象【解析】据德布罗意物质波理论知,任何一个运动的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与之相对应,这种波就叫物质波,可见,A选项是正确的；由于X射线本身就是一种波,而不是实物粒子,故X射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性,即B选项错误；电子是一种实物粒子,电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性,故C选项是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知,少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的,无规律的,但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样,即大量电子的行为表现出电子的波动性,干涉、衍射是波的特有现象,只要是波,都会发生干涉、衍射现象,故选项D错误．【答案】BD8．电子的运动受波动性的支配,对于氢原子的核外电子,下列说法正确的是( )A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B．电子绕核运动时,可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的D．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置【解析】微观粒子的波动性是一种概率波,对于微观粒子的运动,牛顿运动定律已经不适用了,所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置,电子的“轨道”其实是没有意义的,电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置,综上所述,C、D正确．【答案】CD9．光通过单缝所发生的现象,用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释,正确的是( )A．单缝宽,光是沿直线传播,这是因为单缝宽,位置不确定量Δx大,动量不确定量Δp小,可以忽略B．当能发生衍射现象时,动量不确定量Δp可以忽略C．单缝越窄,中央亮纹越宽,是因为位置不确定量越小,动量不确定量越大D．以上解释都是不对的【解析】光在传播过程中的位置和动量的不确定性关系为ΔxΔp≥h4π.发生衍射时Δx>0,所以,Δp不能忽略,故选项B错误；缝越宽,Δp越小,缝越窄,Δp越大,所以,选项A、C 正确．【答案】AC图210．( ·河北正定中学期末检测)用如图2所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时,电流表G的读数为0.2 mA.移动变阻器的触点c,当电压表的示数大于或等于0.7 V时,电流表读数为0.则( )A．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB．开关S断开后,没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7 eVD．改用能量为1.5 eV的光子照射,电流表G也有电流,但电流较小【解析】由题知Uc ＝0.7 V,故Ek＝eUc＝0.7 eV,C项正确；由Ek＝hν－W,可得W＝1.8eV,A项正确,D项错误；开关S断开,仍会发生光电效应,有光电子逸出,光电管与G仍可构成闭合回路,电路中会有电流流过G ,B项错误．【答案】AC二、填空题(本题共3小题,共20分)11．(4分)“嫦娥二号”进入地月转移轨道时的速度约为11 km/s.已知“嫦娥二号”卫星的质量为2 480 kg,则与卫星奔月过程对应的物质波波长大小为________m.【解析】与嫦娥二号卫星奔月过程对应的物质波波长为λ＝hp＝hmv＝6.626×10－342 480×11×103m＝2.43×10－41 m.【答案】 2.43×10－41图312．(6分)太阳能直接转换的基本原理是利用光电效应,将太阳能转换成电能．如图3所示是测定光电流的电路简图,光电管加正向电压．(1)标出电源和电流表的正负极；(2)入射光应照在________极上．(3)电流表读数是10 μA,则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是________个．【解析】(1)加正向电压,应该是在光电管中电子由B向A运动,即电流是由左向右．因此电源左端是正极,右端是负极,电流表上端是正极,下端是负极．(2)光应照在B极上．(3)设电子个数为n,则I＝ne,所以n＝10×10－61.6×10－19＝6.25×1013(个)．【答案】(1)电源左端是正极,右端是负极；电流表上端是正极,下端是负极(2)B (3)6.25×101313．(10分)深沉的夜色中,在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道．如图4所示是一个航标灯自动控制电路的示意图．电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属．下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长,又知可见光的波长在400～770 nm(1 nm＝10－9m)．图4各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：金属铯钠锌银铂极限频率(Hz)4.545×10146.000×10148.065×10141.153×10151.529×1015极限波长(μm)0.660 0 0.500 0 0.372 0 0.260 0 0.196 2(1)光电管阴极K上应涂有金属________；(2)控制电路中的开关S应和________(填“a”和“b”)接触；(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时,稍有不慎就会把手压在里面,造成工伤事故．如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机,这时电路中开关S 应和________接触,这样,当工人不慎将手伸入危险区域时,由于遮住了光线,光控继电器衔铁立即动作,使机床停止工作,避免事故发生．【解析】 (1)依题意知,可见光的波长范围为 400×10－9～770×10－9m而金属铯的极限波长为λ＝0.660 0×10－6m ＝660×10－9m, 因此,光电管阴极K 上应涂金属铯．(2)深沉的夜色中,线圈中无电流,衔铁与b 接触,船舶依靠航标灯指引航道,所以控制电路中的开关S 应和b 接触．(3)若将上述控制电路中的电灯换成电机,在手遮住光线之前,电机应是正常工作的,此时衔铁与a 接触,所以电路中的开关S 应和a 接触．【答案】 (1)铯 (2)b (3)a 三、计算题(本题共3小题,共40分)14．(12分)已知：功率为100 W 的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量,光速c ＝3.0×108 m/s,普朗克常量h ＝6.63×10－34 J ·s,假定所发出的可见光的波长都是560 nm,计算灯泡每秒内发出的光子数．【解析】 波长为λ的光子能量为：E ＝hcλ设灯泡每秒内发出的光子数为n,灯泡电功率为P, 则n ＝kP E式中,k ＝5%是灯泡的发光效率． 得：光子数n ＝kP λhc,代入题给数据得：n ＝1.4×1019(个)． 【答案】 1.4×1019个15．(12分)原子核的半径为10－15 m,估计核内质子的动量不确定范围．如果电子被限制在核内,其动量不确定范围又是多少？【解析】 设质子的位置不确定范围等于原子核的直径,即Δx ＝2×10－15 m,由不确定关系公式ΔxΔp≥h4π,得Δp≥h4πΔx＝2.6×10－20 kg·m/s.同理,电子被限制在核内,动量的不确定范围与质子一样,为：Δp≥2.6×10－20 kg·m/s.【答案】均为大于或等于2.6×10－20 kg·m/s16．(16分)用波长为4×10－7 m的紫光照射某金属,发出的光电子垂直进入3×10－4 T的匀强磁场中,光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2 cm(电子电荷量e＝1.6×10－19C,其质量m＝9.1×10－31 kg)．求：(1)紫光光子的能量；(2)光电子的最大初动能；(3)该金属发生光电效应的极限频率．【解析】(1)光子的能量ε＝hν＝hcλ＝6.63×10－34×3×1084×10－7J＝4.98×10－19 J.(2)光电子进入磁场后,受到的洛伦兹力等于做匀速圆周运动的向心力,qvB＝m v2r,v＝qBrm,光电子的最大初动能：Ek ＝12mv2＝q2B2r22m＝1.62×10－38×9×10－8×1.44×10－42×9.1×10－31J＝1.82×10－19 J.(3)金属的极限频率满足W＝hν由爱因斯坦光电效应方程：Ek ＝hν－W＝hν－hνν0＝hν－Ekh＝4.98×10－19－1.82×10－196.63×10－34Hz＝4.77×1014 Hz.【答案】(1)4.98×10－19 J (2)1.82×10－19 J (3)4.77×1014 Hz。
高中物理波粒二象性200题(带答案)
一、选择题1．实物粒子和光都具有波粒二象性。
下列事实中不能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. 人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C. 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构D. 光电效应实验中.光电子的最大初动能与入射光的频率有关.与入射光的强度无关【答案】D【解析】电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样.可以说明电子是一种波；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹.可以说明β射线是一种粒子；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构.中子衍射说明中子是一种波；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构.利用了电子的干涉现象.说明电子是一种波；光电效应实验中.光电子的最大初动能与入射光的频率有关.与入射光的强度无关.说明光是一种粒子．故选项D正确.2．下列说法正确的是A. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子B. 利用狂粒子散射实验可以估算原子的半径C. 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律D. 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关【答案】A【解析】根据玻尔理论.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子.选项A正确；卢瑟福在用a粒子轰击金箔的实验中发现了质子.提出原子核式结构学说.通过实验可以估算原子核的半径.而不是原子的半径.故B错误；原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量数守恒的规律.选项C错误；发生光电效应时光电子的最大初动能只与入射光的频率有关.与光强无关.选项D错误；故选A.3．下列说法正确的是( )A. 居里夫人通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型B. 衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C. 爱因斯坦在对光电效应的研究中.提出了光子说D. 组成原子核的核子（质子、中子）之间存在着一种核力.核力是万有引力的一种表现【答案】C【解析】A、卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型.故A正确；B、β衰变中产生的射线实际上是原子的核中的一个中子转化为质子同时生成一个电子.故B错误；C、爱因斯坦在对光电效应的研究中.提出了光子说.故C正确；D、核力是一种强相互作用力.核子结合成原子核.不是万有引力的一种表现.故D错误。
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波粒二象性阶段测试题
(时间：60分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。
1～6小题只有一个选项符合题目要求，7～9小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于( )
A ．等效替代
B ．控制变量
C ．科学假说
D ．数学归纳
2．关于德布罗意波，下列说法正确的是( )
A ．所有物体不论其是否运动，都有对应的德布罗意波
B ．任何一个运动着的物体都有一种波和它对应，这就是德布罗意波
C ．电磁波也是德布罗意波
D ．只有运动着的微观粒子才有德布罗意波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的德布罗意波
3．关于热辐射，下列说法中正确的是( )
A ．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关
B ．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的
C ．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值
D ．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动
4．经150 V 电压加速的电子束，沿同一方向射出来，穿过铝箔射到其后的屏上，则( )
A ．所有电子的运动轨迹均相同
B ．所有电子到达屏上的位置坐标均相同
C ．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定
D ．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置
5.光子有能量，也有动量，动量p ＝h λ
，它也遵守有关动量的规律。
如图所示，真空中，有“∞”形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO ′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)。
当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时的转动情况(俯视)，下列说法中正确的是( B )
A．顺时针方向转动B．逆时针方向转动
C．都有可能D．不会转动
6.如图所示是一个粒子源，产生某种微观粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光。
那么在荧光屏上将看到() A．只有两条亮纹
B．有多条明暗相间的条纹
C．没有亮纹
D．只有一条亮纹
7．对光的认识，以下说法中正确的是(ABD)
A．个别光子的行为易表现为粒子性，大量光子的行为易表现为波动性
B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的
C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显
8．如图所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014 Hz，则以下判断正确的是(BC)
A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率
B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度
C．用λ＝0.5 μm的光照射光电管时，电路中有光电流产生
D．光照射时间越长，电路中的光电流越大
9.如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图像，由图像可知(AB)
A．该金属的逸出功等于E
B．该金属的逸出功等于hν0
C．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为E
D．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E
二、计算题(本题共3小题，共46分)
10. (14分)如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，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0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。
求：
(1)此时光电子的最大初动能的大小；
(2)该阴极材料的逸出功。
11．(16分)铝的逸出功是4.2 eV，现在将波长200 nm的光照射铝的表面。
求：
(1)光电子的最大初动能；
(2)遏止电压；
(3)铝的极限频率。
12．(16分)太阳光垂直射到地面上时，地面上1 m2接收的太阳光的功率为1.4 kW，其中可见光部分约占45%。
(普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s)
(1)假如认为可见光的波长约为0.55 μm，日、地间距离R＝1.5×1011 m，估算太阳每秒辐射出的可见光子数为多少？
(2)若已知地球的半径为6.4×106 m，估算地球接收的太阳光的总功率。