人教版高二物理选修3-5第十七章波粒二象性精选习题(含答案)--资料

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新人教版选修3-5《第17章_波粒二象性》同步练习物理试卷有答案

新人教版选修3-5《第17章_波粒二象性》同步练习物理试卷有答案

新人教版选修3-5《第17章波粒二象性》同步练习物理试卷一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,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. 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射规律的是()A. B.C. D.2. 下列各说法中错误的是()A.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说B.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的照射时间太短C.在光的单缝衍射实验中,狭缝越窄,光子动量的不确定量越大D.任何一个运动的物体,大到太阳、地球,小到电子、质子,都与一种波相对应,这就是物质波,物质波是概率波3. 关于康普顿效应,下列说法正确的是()A.康普顿效应证明光具有波动性B.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现,在散射的X射线中,有些波长变短了C.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现,在散射的X射线中,有些波长变长了D.康普顿效应可用经典电磁理论进行解释4. 一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光,分别照射到相同的金属板a、b、c上,如图所示,已知金属板b有光电子放出,则可知()A.板a一定不放出光电子B.板a一定放出光电子C.板c一定不放出光电子D.板c一定放出光电子5. 一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),该粒子的德布罗意波长为()A.√ℎ2mqU B.ℎ2mqUC.ℎ2mqU√2mqU D.√mqU6. 人眼对绿光最为敏感。

正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时,只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。

普朗克常量为6.63×10−34J⋅s,光速为3.0×108m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是()A.2.3×10−18WB.3.8×10−19WC.7.0×10−48WD.1.2×10−48W7. 在某次光电效应实验中,得到的遏止电压Uc与入射光的频率v的关系如图所示,若该直线的斜率和纵截距分别为k和−b,电子电荷量的绝对值为e,则()A.普朗克常量可表示为keB.若更换材料再实验,得到的图线的k不改变,b改变C.所用材料的逸出功可表示为ebD.b由入射光决定,与所用材料无关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.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. 如图所示,一束复合光束c,从玻璃射向空气,经折射后形成光a、b两束光线,则下列说法正确的是()A.a光光子的能量比b光光子的能量小B.从玻璃射向空气时,a光的临界角小于b光的临界角C.若a光能发生光电效应,b光也一定能发生光电效应D.经同一双缝干涉装置得到干涉条纹,a光干涉条纹间距小10. 用如图的装置研究光电效应现象,当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时,电流表G的读数为0.2mA.光电管阴极的逸出功为1.8eVB.电键k断开后,没有电流流过电流表GC.光电子的最大初动能为0.7eVD.改用能量为1.5eV的光子照射,电流表G也有电流,但电流较小二、填空题(共3小题,共18分.把答案直接填在横线上)二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射,这种长波辐射的波长范围约是1.4×10−3∼1.6×10−3,相应的频率范围是________,相应的光子能量范围是________.“温室效应”使大气全年的平均温度升高,空气温度升高,从微观上看就是空气中分子的________.(已知普朗克恒量A=6.6×10−31J⋅s,真空中的光速c=3.0×108m⋅s−1.结果取两位数字.)如图所示,静电计与锌板相连,现用紫外灯照射锌板,关灯后,指针保持一定的偏角。

人教版 高中物理 选修3-5 第十七章 波粒二象性 寒假复习题含答案

人教版 高中物理 选修3-5  第十七章 波粒二象性   寒假复习题含答案

绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十七章波粒二象性寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.如图所示,光滑水平面上有两个大小相同的钢球A,B,A球的质量大于B球的质量,开始时A 球以一定的速度向右运动,B球处于静止状态.两球碰撞后均向右运动.设碰撞前A球的德布罗意波长为λ1,碰撞后A,B两球的德布罗意波长分别为λ2和λ3.已知运动物体的德布罗意波长和动量之间的关系式为λ=,则下式正确的是()A.λ1=λ2=λ3B.λ1=λ2+λ3C.λ1=D.λ1=2.提出光的波动说的科学家是()A.牛顿B.爱因斯坦C.惠更斯D.格里马第3.颜色不同的a光和b光由媒质射向空气时,临界角分别为Ca和Cb,且Ca>Cb,当用a光照射某种金属时发生了光电效应,现改用b光去照射,可以断定()A.不一定能发生光电效应B.光电子数目增大C.光电子的最大初动能增大D.光电子数目减少4.频率为ν的光子,具有的能量为hν,将这个光子打在处于静止状态的电子上,光子将偏离原来的运动方向,这种现象称为光的散射,则()A.散射后的光子虽改变原来的运动方向,但频率保持不变B.散射后的光子将从电子处获得能量,因而频率将增大C.散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上,但方向相反D.由于电子受到碰撞,散射后的光子频率低于入射光的频率5.对于光的波粒二象性的说法中,正确的是( )A.一束传播的光,有的光是波,有的光是粒子B.光子和电子是同种粒子,光波和机械波是同种波C.光的波动性是由于光子间的相互作用形成的D.光子说中光子的能量E=hν表明光子具有波的特征6.一颗质量为10 g的子弹,以200 m/s的速度运动着,则由德布罗意理论计算,要使这颗子弹发生明显的衍射现象,那么障碍物的尺寸可能为()A. 3.0×10-10mB. 1.8×10-11mC. 3.0×10-34mD.无法确定7.下列说法正确的是()A.爱因斯坦在光的粒子性的基础上,建立了光电效应方程B.康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量C.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性D.德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长8.用两束频率相同但强度不同的紫外线照射两种不同的金属,假若它们都有光电子逸出,则() A.从逸出功较小的金属表面逸出的光电子的最大初动能一定较大B.逸出功较小的金属产生的光电流强度一定较大C.受强度较大的紫外线照射的金属产生的光电子最大初动能一定较大D.受强度较大的紫外线照射的金属产生的光电流强度一定较大9.关于波粒二象性,下面的陈述正确的是()①光是高速运动的微观粒子,每一个光子都具有波粒二象性②光在宏观现象中具有波动性,在微观现象中具有粒子性③大量光子的行为表现出波动性,个别光子表现出粒子性④光的波粒二象性中的“波”,是指光子在空间各点出现的可能机会(概率),可用波动规律来描述⑤光波是一种概率波⑥光子运动的行为具有不确定性A.①②⑤B.②③C.③④⑤⑥D.②④⑥10.爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图所示,其中ν0为极限频率.从图中可以确定的是()A.E km与入射光强度成正比B.金属的逸出功与入射光频率ν无关C.当ν>ν0时,无论入射光强度多大都不会逸出光电子D.当ν<ν0时,只要入射光强度足够强也会逸出光电子二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是()A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性B.通过测试多种物质对X射线的散射,发现散射射线中有波长变大的成分C.通过电子双缝实验,发现电子的干涉现象D.利用晶体做电子束衍射实验,证实了电子的波动性12.(多选)用如图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.电键K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13.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为νc,则()A.当用频率为2νc的单色光照射该金属时,一定能产生光电子B.当用频率为2νc的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为hνcC.当入射光的频率ν大于νc时,若ν增大,则逸出功增大D.当入射光的频率ν大于νc时,若ν增大一倍,则光电子的最大初动能也增大一倍14.(多选)下列对于光子的认识,正确的是()A.“光子说”中的光子就是牛顿在微粒说中所说的“微粒”B.“光子说”中的光子就是光电效应的光电子C.在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光量子,简称光子D.光子的能量跟光的频率成正比第Ⅱ卷三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.如图所示,这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图,它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成.(1)示意图中,a端应是电源________极.(2)光控继电器的原理是:当光照射光电管时,________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K时,可以发生光电效应,则________说法正确.A.增大绿光照射强度,光电子的最大初动能增大B.增大绿光照射强度,电路中光电流增大四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.如图所示,伦琴射线管两极加上一高压电源,即可在阳极A上产生X射线.(h=6.63×10-34J·s,电子电荷量e=1.6×10-19C)(1)若高压电源的电压为20 kV,求X射线的最短波长;(2)若此时电流表读数为5 mA,1 s内产生5×1013个平均波长为1.0×10-10m的光子,求伦琴射线管的工作效率.17.如图为通过某光电管的光电流与两极间电压的关系,当用光子能量为4.5 eV的蓝光照射光电管的阴极K时,对应图线与横轴的交点U1=-2.37 V.(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,电子电量e=1.6×10-19C)(以下计算结果保留两位有效数字)(1)求阴极K发生光电效应的极限频率.(2)当用光子能量为7.0 eV的紫外线持续照射光电管的阴极K时,测得饱和电流为0.32 μA,求阴极K单位时间发射的光电子数.18.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管.用波长λ=0.50 μm的绿光照射阴极K,实验测得流过表的电流I与AK之间电势差U AK满足如图乙所示规律,取h=6.63×10-34J·s.结合图象,求:(结果均保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能.(2)该阴极材料的极限波长.答案1.【答案】C【解析】如图所示.球A,B碰撞过程中,满足动量守恒.则pB′-0=pA-pA′由λ=,可得p=即动量守恒表达式也可写成:=-所以λ1=2.【答案】C【解析】历史上,为了说明光的性质,牛顿提出了光的微粒说,惠更斯提出了光的波动说.3.【答案】C【解析】根据sin C=,Ca>Cb.知a光的折射率小于b光的折射率,则a光的频率小于b光的频率,用a光照射某种金属时发生了光电效应,则b光照射一定能发生光电效应,A错误;光的强度影响单位时间内光电子的数目,而频率的大小与光的强度无关,光的频率与光电子的数目无关,B、D 错误;根据光电效应方程E km=hν-W0知,b光照射产生的光电子最大初动能大,C正确.4.【答案】D【解析】光子与电子碰撞将部分能量转移给电子,能量E减小,根据E=hν,频率减小,A、B错误,D正确;碰撞后光子偏离原来的运动方向,由于系统总动量守恒,故散射后的光子运动方向与电子运动方向不可能在一条直线上,故C错误.5.【答案】D【解析】光的波粒二象性的说法指的是:频率较大的光粒子性较强,频率小的光波动性较强;大量光子往往表现为波动性,少量光子表现为粒子性.光子和电子不是同种粒子,光波和机械波也是不同种波;光子说中光子的能量E=hν,光子的能量与频率有关,表明光子具有波的特征,选项D正确.6.【答案】C【解析】λ==≈3.32×10-34m,故能发生明显衍射的障碍物尺寸可能为选项C.7.【答案】A8.【答案】A【解析】根据光电效应方程E k=hν-W0,入射光的频率相同,逸出功越小,光电子的最大初动能越大,A正确,C错误;同一金属在能发生光电效应的条件下,光电流强度与入射光的强度成正比,与逸出功无关,B错误;不同的金属,光电流强度不仅与入射光的强度有关,还与所加电压有关,故强度较大的紫外线照射的金属产生的光电流强度不一定较大,D错误.9.【答案】C【解析】①波粒二象性中所说的光子,是指其不连续性,是一份能量,故①错误;②波粒二象性中,个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性.,而不是光在宏观现象中具有波动性,在微观现象中具有粒子性.故②错误;③大量光子的行为表现出波动性,个别光子表现出粒子性.故③正确;④⑤光波是一种概率波,光的波粒二象性中的“波”,是指光子在空间各点出现的可能机会(概率),可用波动规律来描述.故④⑤正确;⑥光波是一种概率波,光子运动的行为具有不确定性.故⑥正确.10.【答案】B【解析】根据光电效应方程E km=hν-W0知,最大初动能与入射光的强度无关,A错误;金属的逸出功由金属本身决定,与入射光的频率无关,B正确;当入射光的频率大于极限频率,无论光的强度多大,都能发生光电效应,当入射光的频率小于极限频率,无论光强多大,都不能发生光电效应,C、D错误.11.【答案】CD【解析】干涉和衍射是波特有的现象,由于X射线本身就是一种波,而不是实物粒子,故X射线散射中有波长变大的成分,并不能证实物质波理论的正确性,即A,B不能说明粒子的波动性,证明粒子的波动性只能是C、D.12.【答案】AC【解析】该装置所加的电压为反向电压,发现当电压表的示数大于或等于0.7 V时,电流表示数为0,知道光电子的最大初动能为0.7 eV,根据光电效应方程E km=hν-W0,W0=1.8 eV,故A、C正确.电键S断开后,用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应,有光电子逸出,则有电流流过电流表,B错误.改用能量为 1.5 eV的光子照射,由于光电子的能量小于逸出功,不能发生光电效应,无光电流,D错误.13.【答案】AB【解析】因入射光的频率大于或等于极限频率时会产生光电效应,所以A正确;因为金属的极限频率为νc,所以逸出功W0=hνc,再由E k=hν-W0得,E k=2hνc-hνc=hνc,B正确;因为逸出功是光电子恰好逸出时需要做的功,对于同种金属是恒定的,故C错误;由E k=hν-W0=hν-hνc=h(ν-νc)可得,当ν增大一倍时:=≠2,故D错误.14.【答案】CD【解析】根据光子说,在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光量子,简称光子.而牛顿的“微粒说”中的微粒指宏观世界的微小颗粒,A错误,C正确;光电效应中,金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚,逸出金属表面,成为光电子,故光子不是光电效应的光电子,B错误;由E=hν知,光子能量E与其频率ν成正比,D正确.15.【答案】(1)正(2)阴极K发射电子,电路中产生电流,经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M磁化,将衔铁N吸住.无光照射光电管时,电路中无电流,N自动离开M(3)B16.【答案】(1) 6.2×10-11m(2) 0.1%【解析】(1)X射线管阴极上产生的热电子在20 kV高压加速下获得的动能全部变成X光子的能量,X光子的波长最短.由W=Ue=hν=得λ==6.2×10-11m(2)高压电源的电功率P1=UI=100 W每秒产生X光子的功率P2=n≈0.1 W效率为η=×100%=0.1%17.【答案】(1)5.1×1014Hz(2)2.0×1012个【解析】(1)根据能量守恒定律有E1=eU1+hν将E1=4.5 eV=4.5×1.6×10-19J代入可得ν0=5.1×1014Hz(2)根据I=,q=Ne,可求出N====2.0×1012个18.【答案】(1)4.0×1012个 9.6×10-20J (2)6.6×10-7m【解析】(1)光电流达到饱和时,阴极发射的光电子全部到达阳极A,阴极每秒钟发射的光电子的个数n==个=4.0×1012(个)光电子的最大初动能为:E km=eU0=1.6×10-19C×0.6 V=9.6×10-20J.(2)设阴极材料的极限波长为λ0,根据爱因斯坦光电效应方程E km=h-h代入数据得λ0≈6.6×10-7m.。

人教版高中物理选修35第十七、十八章波粒二象性、原子结构训练题三套 (含答案)

人教版高中物理选修35第十七、十八章波粒二象性、原子结构训练题三套 (含答案)

人教版高中物理选修35第十七、十八章波粒二象性、原子结构训练题三套(含答案)人教版高中物理选修3-5第十七十八章波粒二象性原子结构训练题三套波粒二象性第十七章训练题一一、选择题1、在光电效应实验中,如果需要增大光电子到达阳极时的速度,可采用的方法是(D)A.增加光照时间.B.增大入射光的波长.C.增大入射光的强度.D.增大入射光频率.2、关于光电效应有如下几种陈述,其中正确的是:(D)A.金属电子的逸出功与入射光的频率成正比;B.光电流强度与入射光强度无关;C.用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大D.对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。

3、金属钠的逸出功为2.48eV,则下列各色光中,能使钠发生光电效应的有:(CD)A.波长为6.5×10-7m的红光B.频率为5.5×1014Hz的红光C.波长为4.8×10-7m的蓝光D.频率为7.5×1014Hz的紫光。

4、下列光的波粒二象性的说法中,正确的是( C )A.有的光是波,有的光是粒子.B.光子与电子是同样的一种粒子.C.光的波长越长,其波动性越显著,波长越短,其粒子性越显著.D.大量光子产生的效果往往显示出粒子性.5、实验表明电子也有波粒二象性,由于电子的粒子性比光强,故电子的波长比光的波长更短,电子和光相比,我们( B )A.更容易观察到明显的衍射现象和干涉现象B.不容易观察到明显的衍射现象和干涉现象第 2 页第 3 页光纤的时间长。

现用A和B两种光照射同种金属,都能发生光电效应,则下列说法正确的是(BD )A.光纤对B光的折射率大B.A光打出的光电子的最大初动能一定比B 光的大C.A光在单位时间内打出的电子数一定比B 的光的多D.B光的波动性一定比A光显著9、频率为v的光子,德布罗意波长为λ=h/p,能量为E,则光的速度为( AC)A.Eλ/h B.pE C.E/p D.h2/Ep10、电子显微镜的分辨率高达0.2nm(波长越短,分辨率越高),如果有人制造出质子显微镜,在加速到相同的速度情况下,质子显微镜的最高分辨率将(A)A.小于0.2nm.B.大于0.2nm C.等于0.2nm D.以上说法均不正确11、一束复色光从玻璃界面MN射向空气时分成a、b、c三束光,如图所示,那么可以判定(A)A.在玻璃中a 光束的速度最大B。

高中物理人教版《选修3-5》《第十七章波粒二象性》《第一节能

高中物理人教版《选修3-5》《第十七章波粒二象性》《第一节能

高中物理人教版《选修3-5》《第十七章波粒二象性》《第一节能高中物理人教版《选修3-5》《第十七章波粒二象性》《第一节能量量子化》精品专题课后练习(含答案考点及解析)班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.(4分) 以初速度20m/s竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体,不计空气阻力,取10m/s2.则抛出后第1s末物体的动量为__________kgm/s,抛出3s内该物体的动量变化量是__________kgm/s.(设向上为正方向)5 ,-15高中物理知识点》直线运动》竖直上抛运动试题分析:设向上为正方向,由竖直上抛规律,得1s末的速度,则。

3s末的速度,或,方向竖直向下,故为。

考点:本题考查了竖直上抛运动、动量、动量定理.分别平抛,竖直上抛,竖直下抛一质量相等的物体m 2.在距地面高为h,同时以相等初速V当它们从抛出到落地时,比较它们的动量的增量△P,有()A.平抛过程最大B.竖直上抛过程最大C.竖直下抛过程最大D.三者一样大B高中物理知识点》动量》动量定理试题分析:三个小球中竖直上抛的物体运动时间最长,而竖直下抛的物体运动时间最短,故它们重力的冲量,竖直上抛的物体最大,则由动量定理可得,竖直上抛的物体动量的增量最大,故B正确;故选B.考点:动量定理的应用,点评:三种运动中的物体均只受重力,分析他们运动的时间不同,即可求得冲量的大小关系,再由动量定理求出动量的增量.3.关于系统动量守恒下列说法错误的是():A.只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒B.只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒C.系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但有可能在某一方向上守恒D.各物体动量的增量的矢量和一定为零A高中物理知识点》动量》动量守恒定律试题分析:若系统内存在着摩擦力,而系统所受的合外力为零,系统的动量仍守恒.故A错误.根据动量守恒条件可知,系统不受外力,或者所受外力的合力为零,系统的总动量守恒,故B正确;系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但有可能在某一方向上守恒,C正确;根据动量守恒定律可得各物体动量的增量的矢量和一定为零,D正确;让选错误的,故选A考点:考查了动量守恒定条件点评:正确理解动量守恒的条件:(1)系统受到的合外力为零;(2)系统所受的外力比相互作用力(内力)小的多,以至可以忽略外力的影响;(3)系统总体上不满足动量守恒定律,但是在某一特定的方向上,系统不受外力,或所受的外力远小于内力,则系统沿这一方向的分动量守恒.正确理解和应用动量守恒条件即可正确解答本题.4.甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶,速度均为6m/s. 甲的车上有质=50kg,乙和他的车总质量量为m=1kg的小球若干个,甲和他的车及所带小球的总质量为M1=30kg. 现为避免相撞,甲不断地将小球以相对地面16.5m/s的水平速度抛向乙,且被为M2乙接住. 假设某一次甲将小球抛出且被乙接住后刚好可保证两车不相撞,此时:(1)两车的速度大小各为多少?(2)甲总共抛出了多少个小球?(1)(2)15高中物理知识点》动量》动量守恒定律试题分析:(1),(2)这一过程中乙小孩接球的动量变化为:每一个小球被乙接收后,到最终的动量变化为故小球个数为考点:动量守恒定律;点评:解决问题首先要清楚研究对象的运动过程.利用动量守恒定律解题,一定注意状态的变化和状态的分析.5.质量为30K的小孩推着质量为10K的冰车,在水平冰面上以2m/s 的速度滑行.不计冰面摩擦,若小孩突然以5m/s的速度(对地)将冰车推出后,小孩的速度变为_______m/s,这一过程中小孩对冰车所做的功为______J.1.0 105高中物理知识点》功和机械能》动能定理》动能定理的综合应用试题分析:根据系统动量守恒定律可知,代入则小孩速度变为1m/s,根据动能定理,代入数据则W=105J考点:动量守恒定律、动能定理点评:本题考查了系统的动量守恒定律的运用以及动能定理解决问题的方法。

人教版高二物理选修3-5第十七章波粒二象性精选习题(含答案)

人教版高二物理选修3-5第十七章波粒二象性精选习题(含答案)

人教版高二物理选修3-5第十七章波粒二象性精选习题(含答案)1.关于光电效应有如下几种叙述,其中叙述不正确的是()A.对任何一种金属都存在一个“极限频率”,入射光的频率必须大于这个频率,才能产生光电效应B.光电流强度与入射光强度的有关C.用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大D.光电效应几乎是瞬时发生的2.(多选题)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线,(直线与横轴的交点坐标4.27,与纵轴交点坐标0.5),由图可知()A.该金属的截止频率为4.27×1014 HzB.该金属的截止频率为5.5×1014 HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为0.5eV3.通过学习波粒二象性的内容,你认为下列说法符合事实的是()A.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动性B.光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性C.康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后,光子的波长变小了D.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须大于这个波长,才能产生光电效应4.氢原子的能级如图所示.氢原子从n=4能级直接向n=1能级跃迁所放出的光子,恰能使某金属产生光电效应,下列判断正确的是()A.氢原子辐射出光子后,氢原子能量变大B.该金属的逸出功W o=12.75eVC.用一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属,该金属仍有光电子逸出D.氢原子处于n=1能级时,其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动5.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使该金属产生光电效应的措施是()A.改用红光照射 B.改用X射线照射C.改用强度更大的原紫外线照射 D.延长原紫外线的照射时间6.(多选题)一含有光电管的电路如图甲所示,乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I﹣U图线,U c1、U c2表示截止电压,下列说法正确的是()A.甲图中光电管得到的电压为正向电压B.a、b光的波长相等C.a、c光的波长相等D.a、c光的光强相等7.(单选)一束绿光照射某金属发生了光电效应,对此,以下说法中正确的是()A . 若增加绿光的照射强度,则单位时间内逸出的光电子数目不变B . 若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能增加C . 若改用紫光照射,则逸出光电子的最大初动能增加D . 若改用紫光照射,则单位时间内逸出的光电子数目一定增加8.(多选)在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应,对于这两个过程,一定不同的是( ) A .逸出功 B . 光电子的最大初动能 C . 遏止电压 D . 饱和光电流v W 朗克常数为k ,光电子的最大初动能为k E ,下列关于它们之间关系的表达式正确的是A. W k -=hv EB. W k +=hv EC. hv E -=k W C. hv E +=k W10.(多选)如图,直线为光电子最大初动能与光子频率的关系,己知直线的纵、横截距分别为﹣a 、b ,电子电量为e ,下列表达式正确的是( )A . 金属极限频率v 0=bB . 普朗克常量h=C . 金属逸出功W 0=aD . 若入射光频率为2b ,则光电子的初动能一定为a11.(单选)在光电效应实验中,某种单色光照射光电管,发生光电效应,现将该单色光的光强减弱,下列叙述正确的是( )A .光电子的最大初动能不变B .可能不发生光电效应C .饱和电流不变D .遏止电压减小12.(多选)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.则下列叙述正确的是( )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 . b 光光子能量比a 大C . 极限频率越大的金属材料逸出功越小D . 光电管是基于光电效应的光电转换器件,可使光信号转换成电信号13.(多选)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 .下列说法正确的是( )A . 将电池正的极性反转,则光电流减小,甚至可能为零B . 用较低频率的光来照射,依然有光电流,但电流较小C . 将变阻器的触点c 向b 移动,光电流减小,但不为零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 的读数必将一直变大14.(单选)用如图所示装置做光电效应实验,下述正确的是( )A . 光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的B . 实验现象揭示了光具有波动性C . 实验中,光电子从锌板逸出,验电器带正电D . 实验中,若用可见光照射锌板,也能发生光电效应15.(多选)如图所示,表示发生光电效应的演示实验,那么下列选项中正确的是( )A . 发生光电效应时,光电子是从K 极跑出来的B . 灵敏电流计不显示读数,可能是因为入射光频率过低C . 灵敏电流计不显示读数可能是因为它的灵敏度过低D . 如果把电池接反,肯定不会发生光电效应16..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Ek 随入射光频率v 变化的Ek -v 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k E v 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( )参考答案1.C2.AC3.B4.BD5.B6.AC7.C.8. ABC9.A10.AC11.A12. BD.13. AC.14. C.15. AB.16.A。

人教版高中物理选修3-5第17章《波粒二象性》检测题(包含答案解析版)

人教版高中物理选修3-5第17章《波粒二象性》检测题(包含答案解析版)

第17章《波粒二象性》检测题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.用蓝光照射一光电管,能产生光电流,则下列一定可以使光电管发生光电效应的有( )A.红光 B.黄光 C.绿光 D.紫光2.当用一束紫外线照射锌板时,产生了光电效应,这时( )A.锌板带负电 B.有正离子从锌板逸出C.有电子从锌板逸出 D.锌板会吸附空气中的正离子3.下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是( )A.光的波动性和粒子性是相互矛盾的,不能统一B.在衍射现象中,暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C.大量光子表现出的波动性强,少量光子表现出的粒子性强D.频率低的光子表现出的粒子性强,频率高的光子表现出的波动性强4.关于电子云,下列说法正确的是( )A.电子云是真实存在的实体B.电子云周围的小黑点就是电子的真实位置C.电子云上的小黑点表示的是电子的概率分布D.电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道5.关于对黑体的认识,下列说法正确的是( )A.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关,与材料的种类及表面状况无关D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收,最终不能从小孔射出,这个空腔就成了一个黑体6.关于物质波,下列说法正确的是( )A.速度相等的电子和质子,电子的波长长B.动能相等的电子和质子,电子的波长短C.动量相等的电子和中子,中子的波长短D.甲电子的速度是乙电子的3倍,甲电子的波长也是乙电子的3倍7.现有a、b、c三束单色光,其波长关系为λa>λb>λc,用b光束照射某种金属时,恰能发生光电效应.若分别用a光束和c光束照射该金属,则可以断定( )A.a光束照射时,不能发生光电效应B.c光束照射时,不能发生光电效应C.a光束照射时,释放出的光电子数目最多D.c光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最小8.关于光的本性,下列说法中正确的是( )A.关于光的本性,牛顿提出“微粒说”,惠更斯提出“波动说”,爱因斯坦提出“光子说”,它们都说明了光的本性B.光具有波粒二象性是指:既可以把光看成宏观概念上的波,也可以看成微观概念上的粒子C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性,光电效应说明光具有粒子性D.光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来9.在做双缝干涉实验时,在观察屏的某处是亮纹,则对某一光子到达观察屏的位置,下列说法正确的是( )A.一定到达亮纹位置 B.一定到达暗纹位置C.该光子可能到达观察屏的任意位置 D.以上说法均不可能10.以下宏观概念中,哪些是“量子化”的 ( )A.物体的长度 B.物体所受的重力 C.物体的动能 D.人的个数11.如图所示,用波长为λ1和λ2的单色光A和B分别照射两种金属C和D的表面.单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象;单色光B照射时,只能使金属C产生光电效应现象,不能使金属D产生光电效应现象.设两种金属的逸出功分别为W C和WD,则下列选项正确的是( )A.λ1>λ2,WC>WD B.λ1>λ2,WC<WDC.λ1<λ2,WC>WD D.λ1<λ2,WC<WD12.研究光电效应时,用不同频率的紫外线照射金属锌,得到光电子最大初动能E k随入射光频率变化的E k-ν图象,应是下列四个图中的( )A.B. C. D.二、多选题(每小题至少有两个正确答案)13.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为νc,则( )A.当用频率为2νc的单色光照射该金属时,一定能产生光电子B.当用频率为2νc的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为hνcC.当入射光的频率ν大于νc时,若ν增大,则逸出功增大D.当入射光的频率ν大于νc时,若ν增大一倍,则光电子的最大初动能也增大一倍14.关于光的本性,下列说法中正确的是( )A.光子的能量由光的强度所决定B.光的本性是:光既具有波动性,又具有粒子性C.光子的能量与光的频率成正比D.光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面15.频率为ν的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为E km,则( )A.若改用频率为2ν的光照射,该金属产生光电子的最大初动能为2E kmB.若改用频率为2ν的光照射,该金属产生光电子的最大初动能为E km+hνC.若改用频率为ν的光照射,该金属产生光电子的最大初动能为E km+hνD.若改用频率为ν的光照射,该金属可能不发生光电效应三、实验题16.如图所示,这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图,它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成.(1)示意图中,a端应是电源________极.(2)光控继电器的原理是:当光照射光电管时,________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K时,可以发生光电效应,则________说法正确.A.增大绿光照射强度,光电子的最大初动能增大B.增大绿光照射强度,电路中光电流增大四、计算题17.如图所示为证实电子波存在的实验装置,从F上漂出来的热电子可认为初速度为零,所加的加速电压U=104V,电子质量为m=9.1×10-31kg.电子被加速后通过小孔K1和K2后入射到薄的金箔上,发生衍射现象,结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹.试计算电子的德布罗意波长.18.对应于3.4×10—19J的能量子,其电磁辐射的频率和波长各是多少?它是什么颜色?答案解析1.【答案】D【解析】紫光的频率大于蓝光的频率,一定能够使光电管发生光电效应,红光的频率、黄光的频率、绿光的频率都小于蓝光的频率,不一定能使光电管发生光电效应.2.【答案】C【解析】当用一束紫外线照射锌板时,产生了光电效应,有电子从锌板逸出,锌板带正电,选项C 正确,A、B、D错误.3.【答案】C【解析】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,二者是统一的,所以A 错误;在衍射现象中,暗条纹是指振动减弱的地方,并非光子不能到达的地方, B错误;光既具有粒子性,又具有波动性,大量的光子波动性比较明显,个别光子粒子性比较明显, C正确;光的粒子性和波动性与光子频率高低无关, D错误.4.【答案】C【解析】由电子云的定义我们知道,电子云不是一种稳定的概率分布,人们常用小黑点表示这种概率,小黑点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小,故只有C正确.5.【答案】C【解析】黑体自身辐射电磁波,不一定是黑的,故A错误;黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,故B错,C对;小孔只吸收电磁波,不反射电磁波,因此是小孔成了一个黑体,而不是空腔,故D错误.6.【答案】A【解析】由λ=可知,动量大的波长短,电子与质子的速度相等时,电子动量小,波长长,A正确;电子与质子动能相等时,由动量与动能的关系p=可知,电子的动量小,波长长,B错误;动量相等的电子和中子,其波长应相等,C错误;如果甲、乙两电子的速度远小于光速,甲的速度是乙的3倍,甲的动量也是乙的3倍,则甲的波长应是乙的,D错误.7.【答案】A【解析】由a、b、c三束单色光的波长关系λa>λb>λc,及波长、频率的关系知:三束单色光的频率关系为:νa<νb<νc.故当b光恰能使金属发生光电效应时,a光必然不能使该金属发生光电效应,c 光必然能使该金属发生光电效应,A对,B、C错;光电子的最大初动能与入射光频率有关,频率越高,最大初动能越大,所以c光照射时释放出的光电子的最大初动能最大,D错,故正确答案为A.8.【答案】C【解析】光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述,不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波.光的粒子性是指光的能量是一份一份的,每一份是一个光子,不是牛顿微粒说中的经典微粒.某现象说明光具有波动性,是指波动理论能解释这一现象.某现象说明光具有粒子性,是指能用粒子说解释这个现象.要区分题中说法和物理史实与波粒二象性之间的关系.C正确,A、B、D错误.9.【答案】C【解析】光波是一种概率波,大量光子将到达亮纹位置,但也有极少数光子到达暗纹位置,因此对某一光子到达屏上的位置不确定,故A、B、D均错误,C正确.10.【答案】D【解析】所谓量子化是指数据是分立的、不连续的,根据量子的定义可做出选择,人的个数只能取正整数,不能取分数或小数,因而是不连续的,是量子化的.其它三个物理量的数值都可以取小数或分数,甚至取无理数也可以,因而是连续的,非量子化的,故只有D正确.11.【答案】D【解析】单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象,单色光B照射时,只能使金属C产生光电效应现象,根据光电效应条件知,单色光A的频率大于单色光B的频率,则λ1<λ2,单色光B照射时,只能使金属C产生光电效应现象,不能使金属D产生光电效应现象.知金属C的逸出功小于金属D的逸出功,即WC<WD.故D正确,A,B,C错误.12.【答案】C【解析】根据光电效应方程有:E k=hν-W,其中W为金属的逸出功:W=hν0.由此可知E k-ν图象是一条直线,横截距大于零,故C正确.13.【答案】AB【解析】因入射光的频率大于或等于极限频率时会产生光电效应,所以A正确;因为金属的极限频率为νc,所以逸出功W0=hνc,再由E k=hν-W0得,E k=2hνc-hνc=hνc,B正确;因为逸出功是光电子恰好逸出时需要做的功,对于同种金属是恒定的,故C错误;由E k=hν-W0=hν-hνc=h(ν-νc)可得,当ν增大一倍时:=≠2,故D错误.14.【答案】BCD【解析】根据E=hν,可知:光子的能量与光的频率成正比,A错误,C正确;光既具有波动性,又具有粒子性,B正确,光电效应和康普顿效应反映光的粒子性,D正确.15.【答案】BD【解析】频率为ν(频率)的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为E km,根据光电效应方程知,逸出功W0=hν-E km.改用频率为2ν的光照射,则最大初动能E km′=h2ν-W0=hν+E km,即A错误,B正确.若改用频率为ν的光照射,若能发生光电效应,则最大初动能E km′′=h-W0=E km-hν,C 错误.若改用频率为ν的光照射,可能光的频率小于金属的截止频率,不能发生光电效应,D正确.16.【答案】(1)正 (2)阴极K发射电子,电路中产生电流,经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M磁化,将衔铁N吸住.无光照射光电管时,电路中无电流,N自动离开M(3)B【解析】17.【答案】1.23×10-11m【解析】将eU=E k=mv2,p=,λ=联立,得λ=,代入数据可得λ≈1.23×10-11m.18.【答案】5.13×10-14Hz 5.85×10-7m 黄色【解析】根据公式ɛ=hν和ν=得ν=5.13×1014Hzλ=5.85×10-7m频率属于黄光的频率范围,它是黄光,其波长为5.85×10-7m。

人教版高中物理选修3-5 第十七章 波粒二象性 测试

人教版高中物理选修3-5 第十七章 波粒二象性   测试

绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十七章波粒二象性测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.关于物质波以下说法正确的是()A.实物粒子具有粒子性,在任何条件下都不可能表现出波动性B.宏观物体不存在对应的波C.电子在任何条件下都能表现出波动性D.微观粒子在一定条件下能表现出波动性2.对于任何一种金属,能发生光电效应的条件是()A.入射光的强度大于某一极限强度B.入射光的波长大于某一极限波长C.入射光的照射时间大于某一极限时间D.入射光的频率不低于某一极限频率3.关于对热辐射的认识,下列说法中正确的是()A.热的物体向外辐射电磁波,冷的物体只吸收电磁波B.温度越高,物体辐射的电磁波越强C.辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,与材料种类及表面状况无关D.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色4.光子在介质中和物质微粒相互作用,可使光的传播方向转向任何方向,这种现象叫做光的散射.1922年,美国物理学家家康普顿研究了石墨中的电子对X射线的散射规律,若用λ、λ′表示散射前、后X射线的波长,用λe表示作用后电子的德布罗意波长,则()A.λ′>λ,碰撞过程动量守恒,能量不守恒B.λ′<λ,碰撞过程能量守恒,动量不守恒C.λ′>λ,碰撞过程动量守恒,能量也守恒D.碰后电子动量为,碰撞过程满足=+5.能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10—18J,已知可见光的平均波长约为60 μm,普朗克常量h:6.63 ×10—34J·s,则进入人眼的光子数至少为( )A. 1个B. 3个C. 30个D. 300个6.现有a、b、c三束单色光,其波长关系为λa>λb>λc,用b光束照射某种金属时,恰能发生光电效应.若分别用a光束和c光束照射该金属,则可以断定()A.a光束照射时,不能发生光电效应B.c光束照射时,不能发生光电效应C.a光束照射时,释放出的光电子数目最多D.c光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最小7.某光波射到一逸出功为W0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,则该光波的频率为(设电子的质量为m,带电量为e,普朗克常量为h)()A.B.C.+D.-8.颜色不同的a光和b光由媒质射向空气时,临界角分别为Ca和Cb,且Ca>Cb,当用a光照射某种金属时发生了光电效应,现改用b光去照射,可以断定()A.不一定能发生光电效应B.光电子数目增大C.光电子的最大初动能增大D.光电子数目减少9.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10.如图所示是定量研究光电效应的实验电路图,则()A.如果断开开关S,电流表示数一定为零B.如果把电源反接,电流表示数一定为零C.如果电压表示数一直增大,电流表示数肯定也一直增大D.如果灵敏电流表读数为零,可能是因为入射光频率过低11.下列有关光的波粒二象性的说法中,正确的是()A.有的光是波,有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子C.光的波长越长,其波动性越显著;波长越短,其粒子性越显著D.大量光子的行为往往表现出粒子性12.有关光的本性,下列说法中正确的是()A.光具有波动性,又具有粒子性,这是相互矛盾和对立的B.光的波动性类似于机械波,光的粒子性类似于质点C.大量光子才具有波动性,个别光子只具有粒子性D.由于光既具有波动性,又具有粒子性,无法只用其中一种去说明光的一切行为,只能认为光具有波粒二象性13.如图所示,一个粒子源产生某种粒子,在其正下方安装只有两条狭缝的挡板,粒子穿过狭缝打在下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14.下列关于不确定关系说法正确的是()A.只对微观粒子适用B.只对宏观粒子适用C.对微观和宏观粒子都适用D.对微观和宏观粒子都不适用15.如图所示,已知用光子能量为2.82 eV的紫光照射光电管中K极板的金属涂层时,毫安表的指针发生了偏转.若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时,毫安表的读数恰好减小到零,此时电压表读数为1.00 V,则K极板的金属涂层的逸出功约为()A. 6.1×10-19JB. 4.5×10-19JC. 2.9×10-19JD. 1.6×10-19J第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.如图所示,这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图,它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成.(1)示意图中,a端应是电源________极.(2)光控继电器的原理是:当光照射光电管时,________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K时,可以发生光电效应,则________说法正确.A.增大绿光照射强度,光电子的最大初动能增大B.增大绿光照射强度,电路中光电流增大三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)17.已知金属铯的极限波长为0.66 μm,用0.50 μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳?铯金属的逸出功为多少焦耳?(普朗克常量h=6.63×10-34J·s)18.光具有波粒二象性,光子的能量ɛ=hν,其中频率ν表示波的特征.若某激光管以PW=60 W的功率发射波长λ=663 nm的光束,试根据上述理论计算:该管在1 s内发射出多少个光子?19.设子弹的质量为0.01 kg,枪口直径为0.5 cm,试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量.答案解析1.【答案】D【解析】任何一个运动着的物体,小到电子、质子大到行星、太阳,都有一种波与之对应,这种波称为物质波.所以要物体运动时才有物质波.故A,B选项均错误.电子有波动性,但在一定的条件下才能表现出来.电子的衍射,是把电子束照到晶体上才发生的.晶体的波长很小只有数千埃甚至数百埃,跟电子的物质波波长差不多,这时衍射才表现出来.故C选项错误,D选项正确.2.【答案】D【解析】入射光的频率低于某一极限频率时,金属不会发生光电效应,对应的波长为极限波长,当入射光的波长低于某一极限波长时,金属才能发生光电效应.3.【答案】B【解析】一切物体都不停地向外辐射电磁波,且温度越高,辐射的电磁波越强,A错误,B正确;黑体辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,一般物体辐射强度按波长的分布情况除与物体的温度有关外,与材料种类及表面状况也有关,C错误;常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色,D错误.4.【答案】C【解析】在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,则动量减小,根据λ=,知波长增大,碰撞过程系统不受外力,动量守恒,光子的能量远大于电子的束缚能时,光子与自由电子或束缚较弱的电子发生弹性碰撞,能量守恒.所以C正确,A、B错误;由碰撞示意图知碰后电子与光子的运动方向不在一条直线上,而动量守恒是矢量式,所以直接写=+是错误的,D错误.5.【答案】D【解析】根据ɛ=hν=h求出可见光的平均能量,从而求出能引起人的视觉反应时,进入人眼的光子数.进入人眼的光子数至少个数n==300个.6.【答案】A【解析】由a、b、c三束单色光的波长关系λa>λb>λc,及波长、频率的关系知:三束单色光的频率关系为:νa<νb<νc.故当b光恰能使金属发生光电效应时,a光必然不能使该金属发生光电效应,c光必然能使该金属发生光电效应,A对,B、C错;光电子的最大初动能与入射光频率有关,频率越高,最大初动能越大,所以c光照射时释放出的光电子的最大初动能最大,D错,故正确答案为A.7.【答案】C【解析】由光电效应方程:mv2=hν-W0①由向心力公式:evB=m②由①②两式可得:ν=+8.【答案】C【解析】根据sin C=,Ca>Cb.知a光的折射率小于b光的折射率,则a光的频率小于b光的频率,用a光照射某种金属时发生了光电效应,则b光照射一定能发生光电效应,A错误;光的强度影响单位时间内光电子的数目,而频率的大小与光的强度无关,光的频率与光电子的数目无关,B、D 错误;根据光电效应方程E km=hν-W0知,b光照射产生的光电子最大初动能大,C正确.9.【答案】B【解析】此题只需比较红光和紫光的区别就行了,红光与紫光相比,红光波长较长、频率较低、光子能量较低、在同种介质中传播速度较快,正确答案为B.10.【答案】D【解析】如果断开开关S,在光照下有电子从K极发射出来,电流表的示数就不为零,A错误;如果把电源反接,在光照下有电子从K极发射出来,当玻璃管中两极的电压较小时,电流表的示数就不为零,B错误;在一定的光照条件下,单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的,如果电压表示数一直增大,电流表示数也不会再增大,即存在着饱和电流,C错误;如果灵敏电流表读数为零,可能是因为入射光频率过低,频率低于金属的截止频率时,就不会发生光电效应,电流表的示数就会为零,D正确.11.【答案】C【解析】一切光都具有波粒二象性,光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性,光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性,所以,不能说有的光是波,有的光是粒子.虽然光子与电子都是微观粒子,都具有波粒二象性,但电子是实物粒子,有静止质量,光子不是实物粒子,没有静止质量,电子是以实物形式存在的物质,光子是以场形式存在的物质,所以,不能说光子与电子是同样的一种粒子.光的波粒二象性的理论和实验表明,大量光子的行为表现出波动性,个别光子的行为表现出粒子性.光的波长越长,衍射性越好,即波动性越显著;光的波长越短,其光子能量越大,个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应,其粒子性就很显著,所以C正确.12.【答案】D【解析】光在不同条件下表现出不同的行为,其波动性和粒子性并不矛盾,A错,D对;光的波动性不同于机械波,其粒子性也不同于质点,B错;大量光子往往表现出波动性,个别光子往往表现出粒子性,C错.13.【答案】B【解析】由于粒子源产生的粒子是微观粒子,它的运动受波动规律支配,对大量粒子运动到达屏上的某点的概率,可以用波的特征进行描述,即产生双缝干涉,在屏上将看到干涉条纹,所以B 正确.14.【答案】C15.【答案】C【解析】由题述“将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时,毫安表的读数恰好减小到零,此时电压表读数为1.00 V”可知光电子的最大初动能为E k=1 eV.根据爱因斯坦光电效应方程可知K极板的金属涂层的逸出功为W0=hν-E=2.82 eV-1 eV=1.82 eV=1.82×1.6×10-19J≈2.9×10-19J,C正确.16.【答案】(1)正(2)阴极K发射电子,电路中产生电流,经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M磁化,将衔铁N吸住.无光照射光电管时,电路中无电流,N自动离开M(3)B17.【答案】9.6×10-20J 3×10-19J【解析】金属铯发生光电效应的极限频率ν0=.金属铯的逸出功W=hν0=h=6.63×10-34×J≈3×10-19J.由光电效应方程E k=hν-W0=h-h=hc(-)=6.63×10-34×3×108×(-)J≈9.6×10-20J.18.【答案】2.0×1020个【解析】设在时间Δt内发射出的光子数为n,光子的频率为ν,每个光子的能量ɛ=hν,所以PW=(Δt=1 s).而ν=,解得n==2.0×1020个.19.【答案】1.06×10-30m/s.【解析】枪口直径可以当作子弹射出枪口位置的不确定量Δx,由于Δpx=mΔv x,由不确定性关系公式得子弹射出枪口时横向速度的不确定量Δv x≥≈1.06×10-30m/s。

人教版高中物理选修3-5第十七章 波粒二象性测试含答案及详细解析

人教版高中物理选修3-5第十七章 波粒二象性测试含答案及详细解析

绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性测试本试卷共100分,考试时间120分钟。

一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.一束波长为7×10-5cm的光波,每秒钟有3×1015个光子通过一个与光线垂直的平面.另有一束光,它传输相同的能量,但波长为4×10-5cm.那么这束光每秒钟通过这垂直平面的光子数目为()A. 0.58×1015个B. 3×1015个C. 1.71×1015个D. 5.25×1015个2.关于光电效应现象,下列说法中正确的是()A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长,光电效应才能发生B.光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比C.发生光电效应的时间一般都大于10-7sD.保持入射光频率不变,发生光电效应时,单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度成正比3.能够说明光具有粒子性的现象是()A.光的干涉现象B.光的衍射现象C.光的色散现象D.光电效应现象4.关于图中四位杰出物理学家所做的贡献,表述正确的是()A.麦克斯韦在实验中证实了电磁波的存在B.赫兹预言了电磁波的存在,并认为光是一种电磁波C.法拉第发现了电流的磁效应D.托马斯·杨进行了双缝实验,发现了光的干涉性质5.光照射到某金属表面,金属表面有光电子逸出,则( )A.若入射光的频率增加,光的强度减弱,那么逸出电子的能量可能不变B.若入射光的频率不变,光的强度减弱,那么单位时间内逸出电子数目减少C.若入射光的频率不变,光的强度减弱到不为零的某一数值时,可能不再有电子逸出D.若入射光的频率增加,而强度不变,那么单位时间内逸出电子数目不变,而光电子的能量增大6.用不同频率光照射某一金属发生光电效应时,光电子逸出最大初动能随入射光频率变化的图象如图所示,则图中横、纵轴截距及斜率的物理意义为()A.斜率为普朗克常数的倒数B.纵轴截距为逸出功的倒数C.横轴截距为极限频率D.横轴截距为极限波长7.下列关于概率波的说法中,正确的是()A.概率波就是机械波B.物质波是一种概率波C.概率波和机械波的本质是一样的,都能发生干涉和衍射现象D.在光的双缝干涉实验中,若有一个粒子,则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过8.关于康普顿效应,下列说法正确的是()A.康普顿效应证明光具有波动性B.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现,在散射的X射线中,有些波长变短了C.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现,在散射的X射线中,有些波长变长了D.康普顿效应可用经典电磁理论进行解释9.光电效应实验中,下列结果正确的是()A.光照时间增大为原来的2倍时,光电流也增大为原来的2倍B.当入射光的频率增大为原来的2倍时,光电子的最大初动能也增为原来的2倍C.入射光波长增大为原来的2倍,有可能不发生光电效应D.入射光强增大为原来的2倍时,单位时间发出的光电子数量有可能变为原来的4倍10.用两束频率相同但强度不同的紫外线照射两种不同的金属,假若它们都有光电子逸出,则() A.从逸出功较小的金属表面逸出的光电子的最大初动能一定较大B.逸出功较小的金属产生的光电流强度一定较大C.受强度较大的紫外线照射的金属产生的光电子最大初动能一定较大D.受强度较大的紫外线照射的金属产生的光电流强度一定较大二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)如图所示,某种单色光射到光电管的阴极上时,电流表有示数,则()A.入射的单色光的频率必大于阴极材料的极限频率B.增大单色光的强度,电流表示数将增大C.滑片P向左移,可增大电流表示数D.滑片P向左移,电流表示数将减小,甚至为零12.(多选)用绿光照射金属钾时恰能发生光电效应,在下列情况下仍能发生光电效应的是() A.用红光照射金属钾,而且不断增加光的强度B.用较弱的紫外线照射金属钾C.用黄光照射金属钾,且照射时间很长D.只要入射光的波长小于绿光的波长,就可发生光电效应13.(多选)根据不确定性关系ΔxΔp≥,判断下列说法正确的是()A.采取办法提高测量Δx的精度时,Δp的精度下降B.采取办法提高测量Δx的精度时,Δp的精度上升C.Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D.Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关14.(多选)图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4.5×1014Hz,则以下判断正确的是()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,电路中的电流越大三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.太阳光垂直射到地面上,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%.(1)假如认为可见光的波长(λ=)约为0.55 μm,日地间距离R=1.5×1011m.普朗克常量h=6.6×10-34J·s,估算太阳每秒辐射出的可见光光子数.(2)若已知地球的半径为6.4×106m,估算地球接收的太阳光的总功率.16.质量为1 000 kg的小汽车以v=30 m/s的速度在高速公路上行驶,试计算小汽车的布罗意波的波长.为什么我们无法观察到其波动性?(普朗克常量h=6.63×10-34J·s)17.已知锌的逸出功W0=3.34 eV,试通过计算说明:用波长λ=0.2 μm的光照射锌板时能否发生光电效应.(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,真空中光速c=3×108m/s)18.从1907年起,美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量.他通过如图所示的实验装置测量某金属的遏止电压U c与入射光频率ν,作出U c-ν的图象,由此算出普朗克常量h,并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较,以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性.图中频率ν1、ν2,遏止电压U c1、U c2及电子的电荷量e均为已知,求:(1)普朗克常量h;(2)该金属的截止频率νc.答案解析1.【答案】C【解析】由题意得n1=n2,代入数据得n2=1.71×1015个,2.【答案】D知,当入射光波长大于极限波长时,不能发生光电效应,A错;由E k=hν-【解析】由ε=hν=h CλW0知,最大初动能与入射光频率有关,与入射光的强度无关,B错;发生光电效应的时间一般不超过10-9s,C错.3.【答案】D【解析】光的干涉、衍射、色散说明光具有波动性,光电效应说明光具有粒子性,D正确.4.【答案】D【解析】赫兹在实验中证实了电磁波的存在,选项A错误;麦克斯韦预言了电磁波的存在,并认为光是一种电磁波,选项B错误;奥斯特发现了电流的磁效应,选项C错误;托马斯·杨进行了双缝实验,发现了光的干涉性质,选项D正确.5.【答案】B【解析】若入射光的频率增加,光电子的能量变大,A错;发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率,只要频率大于金属的极限频率,那么一定会有光电子逸出,光的强弱不影响光电子的能量,只影响单位时间内发出光电子的数目.入射光的频率不变,光的强度减弱,单位时间内逸出电子数目减少,B对,C错;频率增加,光电子的能量一定变大,光照强度不变,则单位时间内照射的光子数减少,所以逸出的光电子数减小,D错.6.【答案】C【解析】由光电子逸出最大初动能随入射光频率变化的图象E k=hν-W得,该图线的斜率表示普朗克常量h,纵轴截距的绝对值为逸出功,横轴截距绝对值对应的频率是发生光电效应的最小频率,即为极限频率,C正确.7.【答案】B【解析】概率波与机械波是两个不同的概念,二者的本质不同,故A错误;物质波是一种概率波,故B正确;概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象,但其本质是不一样的,故C错误;根据不确定性关系,在光的双缝干涉实验中,若有一个粒子,则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过,故D错误.8.【答案】C【解析】康普顿效应揭示了光具有粒子性,A错误;在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,则动量减小,根据λ=,知波长变长,B错误,C正确;光电效应和康普顿效应都无法用经典电磁理论进行解释,D错误.9.【答案】C【解析】光电效应的发生是瞬时的,A错误;根据光电效应方程E k=hν-W0可知,频率增大为原来的2倍时,光电子的最大初动能不是原来的2倍,B错误;入射光波长增大为原来的2倍,频率变为原来的,有可能不发生光电效应,C正确;入射光强增大为原来的2倍时,单位时间发出的光电子数量有可能变为原来的2倍,D错误.10.【答案】A【解析】根据光电效应方程E k=hν-W0,入射光的频率相同,逸出功越小,光电子的最大初动能越大,A正确,C错误;同一金属在能发生光电效应的条件下,光电流强度与入射光的强度成正比,与逸出功无关,B错误;不同的金属,光电流强度不仅与入射光的强度有关,还与所加电压有关,故强度较大的紫外线照射的金属产生的光电流强度不一定较大,D错误.11.【答案】ABC【解析】用一定频率单色照射光电管时,电流表指针会发生偏转,知ν>ν0,A正确;发生光电效应后,增加光的强度能使光电流增大,B正确;滑片P向左移,光电管两端的电压增大,左边的极板为负极,右边极板为正极,到达极板的光电子数增大,电流表示数增大,C正确,D错误.12.【答案】BD【解析】光电效应的发生存在一个极限频率,同时对应着极限波长,只要照射光的频率大于极限频率(对应着小于极限波长)就会发生光电效应,与照射光的强度无关,红光和黄光的频率均小于绿光的频率,而紫光频率大于绿光的频率,正确答案是B、D.13.【答案】AD【解析】不确定关系表明,无论采用什么方法试图确定位置坐标和相应动量中的一个,必然引起另一个较大的不确定性,这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关,无论怎样改善测量仪器和测量方法,都不可能逾越不确定关系所给出的限度.14.【答案】BC【解析】在光电管中若发生了光电效应,单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关,光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关.据此可判断A、D错误,B正确.波长λ=0.5 μm的光子的频率ν==Hz=6×1014Hz>4.5×1014Hz,可发生光电效应,所以C正确.15.【答案】(1)4.9×1044个(2)1.8×1014kW【解析】(1)设地面上垂直太阳光每平方米面积上每秒接收的可见光光子数为n,则有:P×45%=nh ,解得n==个=1.75×1021个,则所求可见光光子数N=n·4πR2=1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)2个≈4.9×1044个.(2)地球接收太阳光的总功率P地=Pπr2=1.4×3.14×(6.4×106)2kW≈1.8×1014kW.16.【答案】见解析【解析】小汽车的动量为p=mv=1 000×30 kg·m/s=3×104kg·m/s,故小汽车的德布罗意波的波长为λ==m=2.21×10-38m因小汽车的德布罗意波的波长太短,故无法观察到其波动性.17.【答案】能发生光电效应【解析】波长λ=0.2 μm的光的光子的能量为:E=hν==9.945×10-19J锌的逸出功:W0=3.34 eV=3.34×1.6×10-19J=5.344×10-19J由于E>W0,故能够发生光电效应.18.【答案】(1)(2)【解析】根据爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0及动能定理eU c=E k得U c=(ν-νc)结合图象知k===普朗克常量h=,ν0=。

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人教版高二物理选修3-5第十七章波粒二象性精选习题(含答案)
1.关于光电效应有如下几种叙述,其中叙述不正确的是()
A.对任何一种金属都存在一个“极限频率”,入射光的频率必须大于这个频率,才能产生光电效应B.光电流强度与入射光强度的有关
C.用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大
D.光电效应几乎是瞬时发生的
2.(多选题)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线,(直线与横轴的交点坐标4.27,与纵轴交点坐标0.5),由图可知()
A.该金属的截止频率为4.27×1014Hz
B.该金属的截止频率为5.5×1014Hz
C.该图线的斜率表示普朗克常量
D.该金属的逸出功为0.5eV
3.通过学习波粒二象性的内容,你认为下列说法符合事实的是()
A.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动性
B.光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性
C.康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后,光子的波长变小了
D.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须大于这个波长,才能产生光电效应
4.氢原子的能级如图所示.氢原子从n=4能级直接向n=1能级跃迁所放出的光
子,恰能使某金属产生光电效应,下列判断正确的是()
A.氢原子辐射出光子后,氢原子能量变大
=12.75eV
B.该金属的逸出功W
o
C.用一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属,该金
属仍有光电子逸出
D.氢原子处于n=1能级时,其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动
5.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使该金属产生光电效应的措施是()
A.改用红光照射B.改用X射线照射
C.改用强度更大的原紫外线照射D.延长原紫外线的照射时间
6.(多选题)一含有光电管的电路如图甲所示,乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I﹣U图线,U c1、U
表示截止电压,下列说法正确的是()
c2
A.甲图中光电管得到的电压为正向电压
B.a、b光的波长相等
C.a、c光的波长相等
D.a、c光的光强相等
7.(单选)一束绿光照射某金属发生了光电效应,对此,以下
说法中正确的是()
A.若增加绿光的照射强度,则单位时间内逸出的光电子数目不变
B.若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能增加
C.若改用紫光照射,则逸出光电子的最大初动能增加
D.若改用紫光照射,则单位时间内逸出的光电子数目一定增加
8.(多选)在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应,对于这两个过程,一定不同的是()
A.逸出功C.遏止电压B.光电子的最大初动能D.饱和光电流
9.(单选)用单色光照射某种金属表面发生光电效应。

已知单色光的频率为v,金属的逸出功为W,普朗克常数为k,光电子的最大初动能为E,下列关于它们之间关系的表达式正确的是
k
A.E=hv-W
B.E=hv+W
k k
C.W=E-hv C.W=E+hv
k k
10.(多选)如图,直线为光电子最大初动能与光子频率的关系,己知直线的纵、横截距分别为﹣a、b,电子电量为e,下列表达式正确的是()
A.金属极限频率v
=b
B.普朗克常量h=
C.金属逸出功W
=a
D.若入射光频率为2b,则光电子的初动能一定为a
11.(单选)在光电效应实验中,某种单色光照射光电管,发生光电效应,现将该单色光的光强减弱,下列叙述正确的是()
A.光电子的最大初动能不变B.可能不发生光电效应
C.饱和电流不变D.遏止电压减小
12.(多选)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.则下列叙述正确的是()
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.b光光子能量比a大
C.极限频率越大的金属材料逸出功越小
D.光电管是基于光电效应的光电转换器件,可使光信号转换成电信号
13.(多选)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.下列说法正确的是()
A.将电池正的极性反转,则光电流减小,甚至可能为零
B.用较低频率的光来照射,依然有光电流,但电流较小
C.将变阻器的触点c向b移动,光电流减小,但不为零
一个 k v 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 的读数必将一直变大
14.(单选)用如图所示装置做光电效应实验,下述正确的是( )
A . 光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的
B . 实验现象揭示了光具有波动性
C . 实验中,光电子从锌板逸出,验电器带正电
D . 实验中,若用可见光照射锌板,也能发生光电效应
15.(多选)如图所示,表示发生光电效应的演示实验,那么下列选项中正确的
是(

A . 发生光电效应时,光电子是从 K 极跑出来的
B . 灵敏电流计不显示读数,可能是因为入射光频率过低
C . 灵敏电流计不显示读数可能是因为它的灵敏度过低
D . 如果把电池接反,肯定不会发生光电效应 16..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Ek 随入射光 频率 v 变化的 Ek - v 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 E
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( )
参考答案
1.C
2.AC
3.B
4.BD
5.B
6.AC
7.C.
8.ABC
9.A
10.AC
11.A
12.BD.
13.AC.
14.C.
15.AB.
16.A。

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