高中物理《波粒二象性》章末检测试题(含答案)

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量子力学中的波粒二象性练习题及

量子力学中的波粒二象性练习题及解答量子力学中的波粒二象性练习题及解答1. 简答题：(1) 什么是波粒二象性？波粒二象性是指微观粒子既可以表现出波动性质，也可以表现出粒子性质的现象。

(2) 波粒二象性在实验中表现出哪些特点？在实验中，波粒二象性表现出以下特点：- 干涉现象：微观粒子通过狭缝后会出现干涉条纹，表明它们具有波动性质；- 衍射现象：微观粒子通过缝隙后会发生衍射，表明它们具有波动性质；- 粒子定位：当对微观粒子进行测量时，它们会被定位在某一位置，表明它们具有粒子性质；- 粒子撞击：当微观粒子撞击屏幕或探测器时，它们会以粒子的方式撞击。

(3) 请列举一个实验来说明波粒二象性的存在。

杨氏实验是一个典型的实验，可用来证明波粒二象性的存在。

实验原理如下：- 在实验台上放置一个光源，通过狭缝产生光束。

- 光束通过两个间距恒定的狭缝，并在屏幕上形成干涉条纹。

- 当光源中只有一个光子时，它只能通过其中的一个狭缝，并在屏幕上形成单个点，表明光子具有粒子性质。

- 当光源中有多个光子时，它们可以通过两个狭缝的任意一个，并在屏幕上形成干涉条纹，表明光子具有波动性质。

2. 计算题：(1) 根据波粒二象性的原理，一个电子的动量和波长之间的关系可以由德布罗意公式给出：λ = h / p其中，λ是电子的波长，h是普朗克常数，p是电子的动量。

如果一个电子的动量为2 × 10^-25 kg·m/s，求其波长。

解答：根据德布罗意公式，λ = h / p代入动量p的值，得到λ = 6.63 × 10^-34 J·s / 2 × 10^-25 kg·m/s化简后可得λ = 3.315 × 10^-9 m因此，该电子的波长为3.315纳米。

(2) 假设一个中子的速度为300 m/s，求其波长。

已知中子的质量为1.67 × 10^-27 kg。

解答：首先，计算中子的动量p = m * v，其中m是中子的质量，v是中子的速度。

高考物理总复习121波粒二象性针对训练含解析新人教版

12.1 波粒二象性1.（2019年温州质检）（多选）下列关于波粒二象性的说法正确的是（）A.光电效应揭示了光的波动性B.使光子一个一个地通过单缝，若时间足够长，底片上也会出现衍射图样C.黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性解析：光电效应揭示了光的粒子性，A 错误；单个光子通过单缝后在底片上呈现出随机性，但大量光子通过单缝后在底片上呈现出波动性，B 正确；黑体辐射的实验规律说明了电磁辐射是量子化的，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性来解释，C 正确；热中子束射在晶体上产生衍射图样，是由于运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，D 正确.答案：BCD2.（2019年黄冈中学模拟）（多选）如图12－1－9所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c 、da 照射光电管时，灵敏电流计G 的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b 照射该光电管时，灵敏电流计G 是（）图12－1－9A.a 光的频率一定大于b 光的频率B.电源正极可能与c 接线柱连接C.用b 光照射光电管时，一定没有发生光电效应D.若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e →G →f解析：由于电源的接法不知道，所以有两种情况：①c 接负极，d 接正极：用某种频率的单色光a 照射光电管阴极K ，电流计G 的指针发生偏转，知ab 照射光电管阴极K 时，电流计G 的指针不发生偏转，知b 光的频率小于金属的极限频率，所以a 光的频率一定大于b 光的频率.②c 接正极，d 接负极：用某种频率的单色光a 照射光电管阴极K ，电流计G 的指针发生偏转，知a 光产生的光电子能到达负极db 照射光电管阴极K 时，电流计G 的指针不发生偏转，知b 光即使产生光电子也不能到达负极d 端，所以a 光产生的光电子的最大初动能大，所以a 光的频率一定大于b 光的频率，故A 、B 正确；由以上的分析可知，不能判断出用b 光照射光电管时，一定没有发生光电效应，故C 错误；电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e →G →f ，故D 正确. 答案：ABD3.现有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa ∶λb ∶λc a 光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为E k ，若改用b 光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为13E k ，当改用c 光束照射该金属板时（） A.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为16E k B.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为19E kC.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为112E kD.由于c 光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应解析：对a 、b 两束光由光电效应方程有hc λa －W 0＝E k ，hc 2λa －W 0＝13E k ，联立解得hc λa ＝43E k ，W 0＝13E k .当改用c 光束照射该金属板时有hc 3λ0－W 0＝49E k －13E k ＝19E k ，B 正确. 答案：B4.如图12－1－10所示是研究光电管产生的电流的电路图，A 、K 是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为ν0.现将频率为ν（大于ν0）的光照射在阴极上，则下列方法一定能够增加饱和光电流的是（）图12－1－10A.照射光频率不变，增加光强B.照射光强度不变，增加光的频率C.增加A 、K 电极间的电压D.减小A 、K 电极间的电压解析：要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有A 正确.答案：A。

【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。

高中物理《波粒二象性》练习题(附答案解析)

高中物理《波粒二象性》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．利用公式εhν可以直接计算（）A．电流B．电压C．能量D．电阻2．用一种单色光照射某金属，产生光电子的最大初动能为E k，单位时间内发射光电子数量为n，若增大该入射光的强度，则（）A．E k增加，n增加B．E k增加，n不变C．E k不变，n不变D．E k不变，n增加3．有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是（）A．红光频率最大B．在空气中红光的波长最小C．红光光子的能量大于绿光光子的能量D．用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小4．如图是研究光电效应的装置，用某一频率的光束照射金属板K，有粒子逸出，则（）A．逸出的粒子带正电B．改变光束的频率，金属的逸出功随之改变C．减小光束的光强，逸出的粒子初动能减少D．减小光束的频率，金属板K可能没有粒子逸出5．下列说法正确的是（）A．变化的磁场产生电场，变化的电场不产生磁场B．黑体不反射电磁波，也不向外辐射电磁波C．原子从高能态向低能态跃迁时吸收光子的能量，等于前后两个能级之差D．波速等于波长乘以频率6．如图所示，虚线圆的半径为R，某激光器的一端固定于圆心O点，且绕O点以角速度ω转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出功率为P、波长为λ的细束激光（不计光束截面积），在虚线圆某处固定一弧形接收屏，该接收屏沿虚线圆的长度为l。

已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为（）A．lcPh RλωB．l PhcRλωC．l cPhRλωD．hRl cPωλ7．某同学用如图所示的装置研究光电效应现象，开始时，滑动变阻器滑片c移在最右端b点．用光子能量为4.2eV的光照射到光电管上，此时电流表G有读数．向左移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于1.5V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是（）A．光电子最大初动能为2.7eVB．光电管阴极的逸出功为1.5eVC．当电流表示数为零时，断开电键，电流表示数不再为零D．将电源的正负极调换，变阻器滑片从b移到a，电流表的示数一直增大8．像增强器是能够把亮度很低的光学图像变为足够亮度的像的真空光电管。

高二物理波粒二象性试题

高二物理波粒二象性试题1.在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是( )A．弱光衍射实验B．电子束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确【答案】B【解析】在德布罗意提出物质波以后，人们曾经对它提出过各种各样的解释．到1926年，德国物理学家玻恩（1882～1970）提出了符合实验事实的后来为大家公认的统计解释：物质波在某一地方的强度跟在该处找到它所代表的粒子的几率成正比．按照玻恩的解释，物质波乃是一种几率波．德布罗意波的统计解释粒子在某处邻近出现的概率与该处波的强度成正比。

电子散射实验的典型代表是戴维孙－革末实验。

1927年戴维孙和革末用电子束垂直投射到镍单晶，电子束被散射。

电子经晶格散射后在某一特定方向衍射极大，这一结果与X射线散射相似，其强度分布可用德布罗意关系和衍射理论给以解释，从而验证了物质波的存在故选B【考点】德布罗意波晶体衍射点评：此题体现了对物理学史的考查，是近些年来的高考的热点，需重点把握。

2.下列说法中正确的是( )A．质量大的物体，其德布罗意波长小B．速度大的物体，其德布罗意波长小C．动量大的物体，其德布罗意波长小D．动能大的物体，其德布罗意波长小【答案】C【解析】由德布罗意假说得德布罗意波长λ＝.式中h为普朗克常量，p为运动物体的动量，可见p越大，λ越小；p越小，λ越大．故C正确，A、B、D错误【考点】德布罗意波波长动能动量的关系点评：本题关键是掌握德布罗意波长的公式，根据公式λ＝来解答。

3.现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C．质量为10－3 kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波长约为10－28 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D．人们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大致相同【答案】BD【解析】光电效应证明了光的粒子性，肥皂泡是彩色的，是由于光线在肥皂膜的表面发生干涉造成的证明了光具有波动性；实物粒子也具有波动性，但由于波长太小，我们无法直接观测到；相邻原子之间的距离大致与德布罗意波长相同故能发生明显的衍射现象，证明了光的波动性．只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应，故如果入射光的频率小于金属的极限频率，无论怎样增大光的强度，也不会有光电子逸出，如能发生光电效应，则证明了光的粒子性，故A错误．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的，是由于光线在肥皂膜的表面发生干涉造成的，而干涉是波特有的性质，故证明了光具有波动性，故B正确．实物粒子也具有波动性，但由于波长太小，我们无法直接观测到．只能观测到小球运动的轨迹，故只能证明实物的粒子性，故C错误．晶体中相邻原子之间的距离大致与德布罗意波长相同故能发生明显的衍射现象．而衍射是波特有的性质，故D正确．故选BD．【考点】波粒二象性光电效应干涉衍射点评：确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目，故平时学习时要“知其然，更要知其所以然”．4.关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，正确的是( )A．微观粒子的动量不可确定B．微观粒子的位置不可确定C．微观粒子的动量和位置不可同时确定D．微观粒子的动量和位置可以同时确定【答案】C【解析】不确定性关系ΔxΔp≥表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小．故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．【考点】不确定性关系点评：不确定性关系是指：（1)粒子的动量不可确定(2)粒子的坐标不可确定（3)粒子的动量和坐标不可能同时准确的确定(4)不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其他粒子。

人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒二象性》单元检测题(解析版)

《波粒二象性》单元检测题一、单选题1. 已知某单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子?的值为( ) ．A． B ． C ． D ．以上均不正确2. 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3. 如图，当电键S 断开时，用光子能量为 3.1 eV 的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．合上电键，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．由此可知阴极材料的逸出功为( )A．1.9 eV B ．0.6 eV C ．2.5 eV D ．3.1 eV4. 如图所示，一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板一段时间，关灯后，指针保持一定偏角( )A．用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大第1 页共10 页B．用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将减小C．使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板相同的时间，验电器的指针偏角将增大D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针一定偏转5.下列关于光的本性的说法中正确的是( )A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，综合他们的说法圆满地说明了光的本性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．频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著6.如图所示，某金属板M 在紫外线照射下，不停地向各个方向发射速度大小不同的电子，发射电子的最大初速度为v，在M旁放置一金属网N，如果S闭合，滑片P置于最左端时，电流表的示数不为零，向右调节滑片P，恰好使电流表的示数为零，此时M、N 间的电势差为UMN，已知电子质量为m，电荷量为－e，关于通过电流表的电流方向和UMN，下列说法正确的是( )A．从c 到d，UMN＝ B ．从d 到c，UMN＝C．从c 到d，UMN＝ D ．从d 到c，U MN ＝7.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( )第2 页共10 页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8.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9.一束波长为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10.波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是( )A．光电效应现象揭示了光的波动性B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等11.如图所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的 B 单色光照射光电管时不发生光电效应，则( )A．A光的强度大于B光的强度B．B光的频率大于A光的频率C．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由 a 流向bD．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由 b 流向a第3 页共10 页二、多选题12.黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知( )A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动13.以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是( )A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高14. 1922 年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X 射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大．下列说法中正确的是( )A．有些X射线的能量传给了电子，因此X射线的能量减小了B．有些X射线吸收了电子的能量，因此X射线的能量增大了C．X 射线的光子与电子碰撞时，动量守恒，能量也守恒D．X 射线的光子与电子碰撞时，动量不守恒，能量守恒15.某种金属在单色光照射下发射出光电子，光电子的最大初动能( )A．随照射光强度的增大而增大B．随照射光频率的增大而增大第4 页共10 页C．随照射光波长的增大而增大D．与照射光的照射时间无关16.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 就不能忽略C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量小，动量不确定量大的缘故D．以上解释都是不对的三、实验题17.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18.一个带电荷量为元电荷的粒子，经206 V 的加速电压由静止加速后，它的德布罗意波长为0.002 nm，试求这个粒子的质量．19.为引起人眼的视觉，进入人眼的绿光的能量至少为每秒E＝10－16J．假设在漆黑的夜晚，在距人s＝100 m远处点亮一只绿光小灯泡，为使人看到它的光线，小灯泡的功第5 页共10 页率至少为多大？( 人用一只眼看，瞳孔直径为 4 mm)20.铝的逸出功是 4.2 eV ，现在将波长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) 求铝的截止频率．第6 页共10 页答案解析21.【答案】A【解析】由光速、波长的关系可得出光的频率ν＝，从而?＝hν＝，故 A 选项正确．22.【答案】A【解析】23.【答案】C【解析】根据题意，当电压表读数大于或等于0.60 V 时，即为反向电压为0.6 V 时，从金属出来的电子，在电场阻力作用下，不能到达阳极，则电流表示数为零；根据动能定理，则有光电子的初动能为：E k＝eU＝0.6 eV ，根据爱因斯坦光电效应方程有：W ＝hν－E k＝3.1 eV －0.6 eV ＝2.5 eV ，C正确．24.【答案】C【解析】发生光电效应时，锌板失去电子带正电，用一带负电的金属小球与锌板接触，锌板所带的正电变小，所以验电器指针偏角将减小．若金属小球所带的负电较多，验电器指针偏角会先变小后变大，A、B 错误；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，所以锌板所带的正电变多，验电器的指针偏角将增大， C 正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，红外线照射不一定发生光电效应，所以指针不一定偏转，D错误．25.【答案】C【解析】26.【答案】A【解析】由题意可知，当闭合开关S时，M产生的光电子能到达金属网N，所以电流的方向为从 c 到d；恰好使电流表的示数为零，此时光电子恰好不能到达N，若M、N 间的电势差为UMN，则由动能定理得：2 eUMN＝mv得UMN＝. 故A正确．第7 页共10 页27.【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．28.【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．29.【答案】C【解析】由题意得n1 ＝n2 ，代入数据得n2＝1.71×1015 个，30.【答案】B【解析】光电效应现象揭示了光的粒子性， A 错误；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性， B 正确；普朗克借助于能量子假说，解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念， C 错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的德布罗意波长相等，则动量p 也相等，动能则不相等， D 错误．31.【答案】C【解析】根据产生光电效应的条件可知选项A、B均错误；电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，故选项C正确，D错误．32.【答案】ACD【解析】温度升高，各种波长的辐射强度都会增加，随着温度的升高，辐射强度的极大值向较短波长方向移动．33.【答案】BC第8 页共10 页【解析】同一物体在一定温度下辐射不同波长的电磁波，在室温下大多数物体辐射不可见的红外光，当温度加热到500℃左右时，开始发出暗红色的可见光，温度上升到1500℃时变成白炽光， A 错，B、C 对，早晚时分太阳呈现红色与太阳和地球间距离有关．34.【答案】AC【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，能量减小，根据λ＝，知波长增大，碰撞过程系统不受外力，故动量守恒，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，故能量守恒，A、C正确．35.【答案】BD【解析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，由公式E k＝hν－W知，W为逸出功不变，所以光电子的最大初动能取决于入射光的频率，与入射光的强度、波长及光照时间无关，故B、D正确，A、C错误．36.【答案】ABC【解析】由不确定性关系可知选项A、B、C正确．37.【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】38.【答案】1.67×10－27kg【解析】粒子加速后获得的动能为E k＝mv2＝eU 粒子的物质波的波长λ＝粒子的动量p＝mv以上各式联立得m＝＝1.67×10－27kg.39.【答案】10－6W第9 页共10 页【解析】设人眼瞳孔直径为d，由题意知E＝×π( )2解得P＝＝W＝10－6W40.【答案】(1)3.3 ×10－19J(2) 遏制电压约为 2.1 V(3)1.01 ×1015Hz动能为【解析】(1) 根据爱因斯坦光电效应方程得：光电子的最大初－19J E k＝－W≈ 3.3×10(2) 根据动能定理得到：遏止电压U c＝＝V≈ 2.1 V(3) 当光电子逸出时的动能为零时，再减小照射光的频率便不能发生光电效应了，截止频率νc＝＝Hz＝1.01×1015Hz.第10页共10 页。

2024高考物理波粒二象性练习题及答案精选

2024高考物理波粒二象性练习题及答案精选一、单项选择题1. 假设电子的质量为m，速度为v，动量为p，则根据量子力学理论，对于电子的波动性来说，下面哪个式子是正确的？A. p = mvB. λ = h/mvC. E = hνD. E = mc²答案：B2. 一束光通过一个狭缝后形成的衍射图样中，可观察到明暗相间的条纹，这表明光的波动性。

下列哪个现象正好能够验证光的波动性？A. 光与物质之间的相互作用B. 光的反射和折射C. 光的干涉和衍射D. 光的吸收和发射答案：C3. 下列哪一组粒子中，具有波动性的只有：A. 电子、质子B. 电子、中子C. 电子、光子D. 质子、中子答案：C4. 在双缝干涉实验中，缝宽减小，其他条件不变，干涉条纹的间距会：A. 变大B. 变小C. 不变D. 消失答案：B5. 下列哪个实验表明了电子具有波动性？A. 干涉实验B. 衍射实验C. 碰撞实验D. 反射实验答案：B二、解答题1. 有一束波长为500 nm的光，通过一条缝宽为0.2 mm的狭缝后，发生衍射。

求在屏幕上相邻两个最亮条纹之间的距离。

解：根据夫琅禾费衍射公式，屏幕上相邻两个最亮条纹的间距d可以计算为：d = λL / a其中，λ为光的波长，L为狭缝到屏幕的距离，a为狭缝的宽度。

代入已知数据，可以得到：d = (500 nm) × (0.2 mm) / (500 nm) ≈ 0.2 mm答案：0.2 mm2. 一个电子的动能是E，根据德布罗意波动关系，求它的波长。

解：根据德布罗意波动关系，物质的波长λ可以计算为：λ = h / p其中，h为普朗克常量，p为电子的动量。

由动能公式E = mv²/2可知，电子的动量p可以计算为：p = √(2mE)其中，m为电子的质量，E为电子的动能。

代入已知数据，可以得到：p = √(2 × m × E)λ = h / √(2 × m × E)答案：λ = h / √(2 × m × E)3. 具有波长为100 pm的电子束通过一个缝宽为1 μm的狭缝，形成衍射图样。

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《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＝h
p
，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3
4λ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 2λ
B .2hc 3λ
C .3
4
hc λ
D .4h λ5c
10.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 1
m
B ．阴极K 金属的逸出功W
0＝h ν1－eU 1 C ．阴极K 金属的极限频率νc ＝U 1ν2－U 2ν1
U 1－U 2
D ．普朗克常数h ＝1
－U 2
ν1－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
－37
m 4.42×10
－43
m 3.32×10
－28
m/s
解析炮弹的动量p ＝mv ＝103
kg·m/s
它的德布罗意波长为λ＝h p ＝6.63×10－3410
3
m ＝6.63×10－37
m 当它以光速c ＝3×108
m/s 运动时
λ′＝h p ′＝h mc ＝6.63×10－34
5×3×108
m
＝4.42×10
－43
m
当λ″＝400 nm ＝4×10－7
m 时 v ＝h
m λ″＝6.63×10
－34
5×4×10－7 m/s ＝3.32×10
－28
m/s.
12．Δx ≥2.90×10－3
m
解析由不确定性关系Δx Δp ≥
h
4π
得：电子位置的不确定范围Δx ≥
h
4πΔp
＝
6.63×10－34
4×3.14×9.1×10－31
×200×0.01%
m ＝2.90×10－3
m 13． (1)2.02 eV (2)2.02 V (3)1.01×1015
Hz
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 c
λ－W 0＝6.63×10－34×3×10
8
2×10－7
J －4.2×1.6×10
－19
J≈3.23×10
－19
J≈2.02 eV
(2)由eU c ＝E k 得遏止电压U c ＝E k
e
＝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
－34
Hz≈1.01×1015
Hz. 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＝1.4×103
J/(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 2
ση，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 2σηλ
hc
≈4.9×1044
个．。