【人教版】高中选修3-5物理：第17章《波粒二象性》测评B卷
高中物理 第17章 波粒二象性综合检测 新人教版选修35(
第十七章 波粒二象性(分值：100分 时间：60分钟)一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分．每小题至少有一个选项是正确的．) 1．根据物质波理论，以下说法中正确的是( ) A ．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性 B ．宏观物体和微观粒子都具有波动性C ．宏观物体的波动性不易被人们观察到，是因为它的波长太长D ．速度相同的电子和质子相比，电子的波动性更为明显【解析】 由物质波理论可知，一切运动的物体都有一种物质波与之相对应，故选项A 错、B 对；宏观物体的波长很短，所以不易被人们观察到，故选项C 错；电子的质量比质子的小，因此，由λ＝hp可知，速度相同的电子和质子，电子的物质波的波长较长，选项D 对．【答案】 BD2．当具有5.0 eV 能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为( )A ．1.5 eVB ．3.5 eVC ．5.0 eVD ．6.5 eV【解析】 本题考查光电效应方程及逸出功． 由E k ＝hν－W得W ＝hν－E k ＝5.0 eV －1.5 eV ＝3.5 eV则入射光的最低能量为hνmin ＝W ＝3.5 eV ，故正确选项为B. 【答案】 B3．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/hB ．p εC ．ε/pD ．h 2/(ε·p )【解析】 由波速公式c ＝λν，德布罗意波波长λ＝h p，光子能量ε＝hν，可得c ＝λεh ＝h p ·εh ＝εp.故选项A 、C 正确．【答案】 AC4．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10－3kg、速度为10－2m/s的小球，其德布罗意波长很小，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【解析】从事实中体现出的物理本质上分析判断．光子照到锌板上，发生光电效应，说明光有粒子性，A不正确；白光在肥皂泡上发生薄膜干涉时，会出现彩色条纹，光的干涉现象说明了光有波动性，B正确；由于实物的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，C 不正确；用热中子研究晶体结构，其实是通过中子的衍射来“观察”晶体，是利用中子的波动性，D正确．故选B、D.【答案】BD5．如图1所示，一验电器与锌板用导线相连，现用一紫外线灯照射锌板．停止照射后，验电器指针保持一定的偏角，进一步实验，下列现象可能发生的是( )图1A．将一带正电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角增大B．将一带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角保持不变C．改用强度更大的紫外线灯照射锌板，验电器指针偏角增大D．改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器指针偏角保持不变【解析】紫外线照射锌板，锌板表面有电子逸出而带正电，因此当带正电的小球接触锌板时，验电器指针偏角增大，若将带负电的小球接触锌板，验电器指针偏角变小，故选项A正确、B错误；改用强度更大的紫外线照射锌板时，单位时间内从锌板表面飞出的光电子增多，所以验电器指针偏角增大，选项C正确；红外线不能使电子从锌板表面飞出，故验电器指针偏角不变，选项D正确．【答案】ACD6．如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别与电池两极相连，各电池的电动势E 和极性已在图中标出，钨的逸出功为4.5 eV，现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量也已在图上标出)，那么下列图中电子能到达金属网的是( )【解析】逐项分析如下：选项诊断结论A入射光的能量小于逸出功，不能发生光电效应×B入射光的能量大于逸出功，且电压为正向电压，必有光电流√C 光电子的最大初动能E k＝8 eV－4.5 eV＝3.5 eV，大于克服反向电压所做的功W U＝2 eV，有光电流√D 光电子的最大初动能E k＝3.5 eV，需要克服反向电压做功W U＝4 eV，电子不能到达金属网×图27．研究光电效应规律的实验装置如图2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U c，在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是( )【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12m e v 2max ＝hν－W 0，而截止电压U c 与最大初动能的关系为eU c ＝12mv 2max 所以截止电压U c 与入射光频率ν的关系是eU c＝hν－W 0，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】 B二、非选择题(本题共5小题，共58分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)8．(10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．图3(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，应该是在电子管中电子由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)6.25×10139．(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 nm ～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：(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 400×10－9m ～770×10－9m 而金属铯的波长为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)a10．(12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 ，试计算与卫星奔月过程对应的物质波波长．【解析】 与嫦娥二号卫星奔月过程对应的物质波波长为λ＝h p ＝h mv ＝ 6.626×10－342 480×11×103m ＝2.43×10－41m.【答案】 2.43×10－41m11．(12分)20世纪20年代，剑桥大学学生G·泰勒做了一个实验．在一个密闭的箱子里放上小灯泡、用熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底片组成整个装置如图5所示，小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经过三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹，泰勒对此照片的平均黑度进行测量，得出每秒到达底片的能量是5×10－13J.图5(1)假设起作用的光波长约为500 nm ，计算从上一个光子到达底片到下一个光子到达底片所相隔的平均时间，及光束中两邻近光子之间的平均距离；(2)如果当时实验用的箱子长为1.2 m ，根据(1)的计算结果，能否找到支持光是概率波的证据？【解析】 (1)λ＝500 nm 的光子能量为E ＝hν＝h ·c λ＝6.626×10－34×3.0×108500×10－9J≈4.0×10－19J.因此每秒到达底片的光子数为n ＝E ′E ＝5×10－134.0×10－19＝1.25×106(个)．如果光子是依次到达底片的，则光束中相邻两光子到达底片的时间间隔是Δt ＝1n＝11.25×106s ＝8.0×10－7s.两相邻光子间平均距离为s ＝c ·Δt ＝3.0×108×8.0×10－7m ＝2.4×102m.(2)由(1)的计算结果可知，两光子间距为2.4×102m ，而箱子长只有1.2 m ，所以在箱子里一般不可能有两个光子同时在运动．这样就排除了光的衍射行为是光子相互作用的可能性，因此，衍射图样的出现是许多光子各自独立行为积累的结果，在衍射条纹的亮区是光子到达可能性较大的区域，而暗区是光子到达可能性较小的区域．这个实验支持了光是概率波的观点．【答案】 (1)8.0×10－7s 2.4×102m (2)见解析12．(14分)(2013·景德镇检测)用波长为4×10－7m 的紫光照射某金属，发出的光电子垂直进入3×10－4T 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 ＝1.6×10－19 C ，其质量m ＝9.1×10－31kg)．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＝h c λ＝6.63×10－34×3×1084×10－7 J ＝4.98×10－19J. (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 v 2r，v ＝qBr m ，光电子的最大初动能：E k ＝12mv 2＝q 2B 2r 22m＝1.62×10－38×9×10－8×1.44×10－42×9.1×10－31J ＝1.82×10－19J. (3)金属的极限频率满足W ＝hν0 由爱因斯坦光电效应方程：E k ＝hν－W ＝hν－hν0ν0＝hν－E k h ＝4.98×10－19－1.82×10－196.63×10－34Hz ＝4.77×1014Hz. 【答案】 (1)4.98×10－19J (2)1.82×10－19J(3)4.77×1014Hz。
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)
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17章波粒二象性单元测试卷.docx
高中物理学习材料桑水制作第十七章波粒二象性单元测试卷【说明】本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。
请将第Ⅰ卷的答案填入答题栏内，第Ⅱ卷可在各题的相应位置直接作答。
第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60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5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)图11．黑体辐射的实验规律如图1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2．(2009·广州测试)用绿光照射一光电管，能产生光电流，则下列一定可以使该光电管产生光电效应的有( )A．红外线B．黄光C．蓝光D．紫外线3．对不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，其中正确的是 ( )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．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体4．电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm(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．小于0.2 nm B．大于0.2 nmC．等于0.2 nm D．以上说法均不正确5．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图2中的( )图27．(2007·江苏高考)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10－3 m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．某单色光在真空中的波长为λ，速度为c ，普朗克常量为h ，光以入射角θ1由真空射入水中，折射角为θ2，则( )A ．θ2＞θ1B ．光在水中的波长为sin θ2sin θ1λC ．每个光子在水中的能量为ch sin θ2λsin θ1D ．每个光子在水中的能量为ch λ9．某光波射到一逸出功为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 ，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.WhB.e 2B 2r 22mhC.W h ＋e 2B 2r 22mhD.W h －e 2B 2r 22mh10．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构．为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为dn，其中n ＞1.已知普朗克常量为h 、电子质量为m 和电子电荷量为e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )A.n 2h 2med 2 B ．(md 2h 2n 2e 3)13 C.d 2h 22men 2 D.n 2h 22med2 11．方向性很好的某一单色激光源，发射功率为P ，发出的激光波长为λ，当激光束射到折射率为n 的介质中时，由于反射其能量减少了10%，激光束的直径为d ，那么在介质中与激光束垂直的截面上单位时间内通过单位面积上的光子数为( )A.3.6P λπd 2hcB.3.6P λn πd 2hc C.0.9P λhc D.3.6P λhc12．在绿色植物的光合作用中，每放出1个氧分子要吸收8个波长为6.88×10－7m 的光量子．每放出1 mol 的氧气，同时植物储存469 kJ 的能量，绿色植物能量转换效率为(普朗克常量h ＝6.63×10－34J ·s)( )A ．9%B ．34%C ．56%D ．79%第Ⅱ卷 (非选择题，共40分)二、计算题(本题包括4小题，共40分．解答题应写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位)13．(9分)质量为10 g 、速度为300 m/s 在空中飞行的子弹，其德布罗意波波长是多少？为什么我们无法观察到其波动性？如果能够用特殊的方法观察子弹的波动性，我们是否能够看到子弹上下或左右颤动着前进，在空间中描绘出正弦曲线或其他周期性曲线？为什么？14．(9分)图3所示为伦琴射线管的示意图，K为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，A 为对阴极(阳极)，当A、K间加直流电压U＝30 kV时，电子被加速打到对阴极A上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，试求：图3(1)电子到达对阴极的速度是多大？(2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？(3)若AK间的电流为10 mA，那么每秒钟对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子？(电子电量e＝1.6×10－19C，质量m＝0.91×10－30kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)15．(11分)波长λ＝0.71A°的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知rB＝1.88×10－4m·T.试求：(1)光电子的最大初动能；(2)金属的逸出功；(3)该电子的物质波的波长是多少？图416．(11分)如图4所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e，求：(1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能；(2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间．详解答案1．选ACD 由题图可知，随温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化相反．故正确答案为A 、C 、D.2．选CD 按频率从小到大的顺序排列：红外、红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、紫外．光的能量与光的频率成正比，大于绿光频率的光都可以发生光电效应，选项C 、D 正确． 3．选CD 本题主要考查对不确定性关系Δx Δp ≥h4π的理解．不确定性关系表示确定位置、动量的精度相互制约，此长彼消，当粒子的位置不确定性小时，粒子动量的不确定性更大；反之亦然，故不能同时准确确定粒子的位置和动量．不确定性关系是自然界中的普遍规律，对微观世界的影响显著，对宏观世界的影响可忽略，故C 、D 正确．4．选A 根据λ＝hp可知，因为质子的质量较大，速度相同，所以它的德布罗意波长较短，又因为波长越短，分辨率越高，故选A 正确．5．选D 由题意知像素越高形成照片的光子数越多，表现的波动性越强，照片越清晰，D 项正确．6．选A 由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能E k ＝h ν－W 0，E k －ν图象中，钨、锌直线的斜率应相同，故C 、D 错误；又因为钨的逸出功小于锌的逸出功，所以钨的极限频率应小于锌的截止频率，综上可知A 项正确．7．选ACD 微波的波长范围是1 mm 到10 m ，A 正确．微波能在真空中传播，B 不正确．黑体热辐射实际上是电磁辐射，C 正确．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，D 正确．8．选BD 单色光由光疏介质进入光密介质，入射角θ1大于折射角θ2，A 错；光的频率不变，故c λ＝v λ′……①，又n ＝c v ＝sin θ1sin θ2……②，解①②得λ′＝sin θ2sin θ1λ，B 对；由ε＝h ν，得ε＝hcλ，D 对．9．选C 由光电效应方程：h ν－W ＝12mv 2①由向心力公式：evB ＝m v 2r②由①②两式可得：ν＝W h ＋e 2B 2r 22mh10．选D 由德布罗意波长λ＝h p 知，p 是电子的动量，则p ＝mv ＝2meU ＝h λ，而λ＝dn，代入得U ＝n 2h 22med2.11．选A 与激光束垂直的截面上单位时间内通过单位面积的光能为E ＝0.9P 14πd2＝3.6Pπd 2，光子的能量ε＝hc λ，则光子数N ＝E ε＝3.6P λπd 2hc.12．选B 植物储存的能量与它储存这些能量所需要吸收的总光能的比值就是绿色植物的能量转换效率．现已知每放出1 mol 氧气储存469 kJ 的能量，只要再求出所需的光能就行了．设阿伏加德罗常数为N A .因每放出一个氧分子需要吸收8个光量子，故每放出1 mol 的氧气需要吸收的光量子数为8N A .其总能量为E ＝8N A ·hc λ＝8×6.02×1023×6.63×10－34×3×1086.88×10－7J ≈1.392×106J. 绿色植物的能量转化效率为η＝469×1031.392×106×100%≈34%.13．解析：根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一种波和它对应，飞行的子弹必有一种波与之对应．由波长公式可得λ＝h p ＝ 6.63×10－3410×10－3×3×102 m ＝2.21×10－34m ．由于子弹的德布罗意波波长极短，即使采用特殊方法观察，我们也不能观察到其运动轨迹为正弦曲线或其他周期性曲线．不会看到这种现象，因德布罗意波是一种概率波，粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非宏观的机械波，更不是粒子做曲线运动．答案：见解析14．解析：(1)由动能定理得12mv 2＝eU ，所以v ＝2eUm代入数据得：v ≈1.0×108m/s(2)因为12mv 2＝eU ＝h ν＝h cλ所以λ＝hc eU≈4.1×10－11m(3)n ＝It e ＝10×10－3×11.6×10－19个＝6.25×1016个答案：(1)1.0×108m/s (2)4.1×10－11m (3)6.25×1016个15.解析：(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力m v 2r＝evB所以v ＝erBm电子的最大初动能E k ＝12mv 2＝e 2r 2B22m＝(1.6×10－19)2×(1.88×10－4)22×9.1×10－31J ≈4.97×10－16 J ≈3.1×103eV (2)入射光子的能量ε＝h ν＝h c λ＝ 6.63×10－34×3×1087.1×10－11×1.6×10－19 eV ≈1.75×104eV根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为 W 0＝h ν－E k ＝1.44×104 eV (3)物质波的波长为λ＝h mv ＝h erB ＝ 6.63×10－341.6×10－19×1.88×10－4 m ≈2.2×10－11m 答案：(1)3.1×103 eV (2)1.44×104 eV (3)2.2×10－11m16．解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W ，光子的频率为ν＝cλ.所以，光电子的最大初动能为E k ＝hc λ－W .能以最短时间到达A 板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B 板的电子，设到达A 板的动能为E k1，由动能定理，得eU ＝E k1－E k ，所以E k1＝eU ＋hcλ－W .(2)能以最长时间到达A 板的光电子，是离开B 板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子．则d ＝12at 2＝Uet 22dm，得t ＝d2m Ue. 答案：(1)eU ＋hcλ－W (2)d2mUe。
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高中物理学习材料桑水制作第十七章波粒二象性检测试题一、选择题1．对所有的机械波和电磁波，下列说法正确的是( ) A．都能产生干涉、衍射现象 B．在同一介质中传播速度相同C．都能在真空中传播 D．传播都不依靠别的介质2．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3．甲、乙两种单色光分别垂直进入一块厚玻璃砖，已知它们通过玻璃中的时间t甲>t乙，那么，甲乙两种单色光光子的能量关系是( ) A．E甲＞E乙 B．E甲＜E乙 C．E甲＝E乙 D．不能确定4．一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b 两束平行单色光，如图所示，对于两束单色光来说( ) A．玻璃对a的折射率较大B．a光在玻璃中传播的速度较大C．b光每个光子的能量较大D．b光的粒子性更明显5．按红外线、紫外线、X射线、γ射线的顺序进行比较( )A．穿透能力由大到小 B．衍射能力由小到大C．粒子性由明显到不明显 D．波动性由明显到不明显6．下列各组电磁波，按粒子性增强的顺序排列的是( ) A．γ射线、红外线、紫外线、可见光B．红外线、可见光、紫外线、γ射线C．可见光、红外线、紫外线、γ射线D．紫外线、可见光、红外线、γ射线7．早上太阳从东方升起时，人们看到太阳是红色的，这是因为( ) A．光的散射B．红光的波长长，衍射现象明显C．红光的折射率小，传播速度大D．红光更容易引起人眼的视觉8．发生光电效应时，若保持入射光强度不变，而增大入射光的波长，则( ) A．光电流强度减小，光电子的最大初动能不变B．光电流强度不变，光电子的最大初动能减小C．光电流强度减小，光电子的最大初动能减小D．光的波长增大到一定程度后，就不能发生光电效应9．下面关于光的波粒二象性的说法中，正确的说法是( ) A．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性B．频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著C．光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性D．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性10．下列关于光电效应的陈述中，正确的是( ) A．金属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用可见光照同种金属产生的光电子的初动能大D．对任何一种金属，都有一个“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弧光灯11．用图示装置研究光电效应现象，光阴极K 与滑动变阻器的中心抽头c 相连，当滑动头P从a 移到c 的过程中，光电流始终为零。
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高中物理学习材料桑水制作第十七章波粒二象性检测题B卷一、选择题（本题共10小题，每题4分，共40分）1.黑体辐射和能量子的说法中正确的是：A．黑体辐射随温度的升高，各种波长的辐射强度都增加B．黑体辐射随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C．能量子是最小的能量值D．能量子是一种粒子2．对光的波粒二象性的理解，正确的是（）A.凡是光的现象，都可用光的波动性去解释，也可用光的粒子性去解释B.波粒二象性就是微粒说与波动说的统一C.一切粒子的运动都具有波粒二象性D.大量光子往往表现出波动性，少量光子往往表现出粒子性3．说明光具有粒子性的现象是（）A.光电效应B.光的干涉C.光的衍射D.光的色散4.关于光电效应，下列说法中正确的是（）A．发生光电效应时，逸出功与入射光的频率成正比B．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大C．光电流的强度与入射光的强度无关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，才能发生光电效应5．下列说法中正确的是A．电子束的衍射实验证明了宏观物体的波动性B．宏观物体的波动性我们不易观察到的原因是因为其波长太小C．电子有波动性，二质量较大的中子和质子没有波动性D．德布罗意因为电子束的衍射实验获得1929年的诺贝尔物理学奖6．当用一束紫外线照射装在原不带电的验电器金属球上的锌板时，发生了光电效应，这时发生的现象是A．验电器内的金属箔带正电B．有电子从锌板上飞出来C．有正离子从锌板上飞出来D．锌板吸收空气中的正离子7．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，可采用哪种方法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8．介质中某光子的能量是E，波长是λ，则此介质的折射率是[ ]A．λE/h B．λE/chC．ch/λE D．h/λE9．光电效应的四条规律中，波动说仅能解释的一条规律是[ ]A．入射光的频率必须大于或等于被照金属的极限频率才能产生光电效应B．发生光电效应时，光电流的强度与人射光的强度成正比C．光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大D．光电效应发生的时间极短，一般不超过10-9s10．三种不同的入射光A、B、C分别射在三种不同的金属a、b、c表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长λA＞λB＞λC，则[ ]A．用入射光A照射金属b和c，金属b和c均可发出光电效应现象B．用入射光A和B照射金属c，金属c可发生光电效应现象C．用入射光C照射金属a与b，金属a、b均可发生光电效应现象D．用入射光B和C照射金属a，均可使金属a发生光电效应现象二、填空题（本题共3小题，每题5分，共15分）11.（原创题）用光子能量为5eV的光照射到某金属表面，从金属表面逸出光电子的最大初动能是2eV，为使这种金属能够发生光电效应，入射光的波长不能大于 ___________m。
高中物理第17章波粒二象性本章测评B新人教版选修3_5
第17章波粒二象性(高考体验)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.(2015·江苏单科)波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有()A.光电效应现象揭示了光的粒子性B.热中子束射到晶体上产生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解析:光具有波粒二象性,光电效应揭示了光的粒子性,选项A正确;干涉和衍射是波所具有的特征,选项B正确;黑体辐射的实验规律可利用普朗克提出的能量子观点来解释,选项C错误;根据动量和动能的关系p=知,质子和电子的动能相等时,质子的动量大,由λ=知,质子的德布罗意波的波长小,选项D错误。
答案:AB2.(2014·上海单科)在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是()A.光电效应是瞬时发生的B.所有金属都存在极限频率C.光电流随着入射光增强而变大D.入射光频率越大,光电子最大初动能越大解析:光的波动理论认为只要光照射的时间足够长、足够强就能发生光电效应,且光电子的初动能就大,但实验中金属表面溢出电子的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,发生是瞬时的,且入射光频率越大,光电子最大初动能越大,这与光的波动理论相矛盾,故A、B、D三项错误。
波动理论认为光强度越大,光电流越大;光电效应中认为光强度越大,光子越多,金属表面溢出的光电子越多,即光电流越大,所以该实验结果与波动理论不矛盾,故C项正确。
答案:C3恒定电压U,则它会辐射频率为ν的电磁波,且ν与U成正比,即ν=kU。
已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。
你可能不了解此现象的机理,但仍可运用物理学中常用的方法,在下列选项中,推理判断比例系数k的值可能为()A. B. C.2he D.解析:根据物理单位知识,表达式及变形式两侧单位是一致的,由本题中涉及的物理量:ν、U、e、h及与其有联系的能量表达式E=hν①,E=Ue②,由①②得h的单位与的单位相同,即h单位可用V·C·s表示,题中ν=kU,即k=③,单位可用表示,选项B中单位等效于,故选项B正确,A、C、D错误。
人教版选修3-5第17章波粒二象性单元检测
第十七章波粒二象性（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V的光子的动量和波长的关系是入=p，能量为E,A. e /hB. p £C. £ /p6.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，能E k随入射光频率V变化的E k—v图象.已知钨的逸出功是eV，若将二者的图线画在同一个E k—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（）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10m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则光的速度为（）D . h2/（ e • p可得到光电子最大初动3.28eV，锌的逸出功是3.348.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1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38.分别用波长为入和4入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某同学采用如图2所示的实验装置来研究光电效应现象.极K时，会发生光电效应现象•闭合开关S,在阳极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v和v的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为为e,则下列关系式中正确的是（）B.阴极K金属的逸出功W o= hv —eU i U i v— U 2 vC •阴极K金属的极限频率v= Ui— U2________ ;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400nm,则它的速度为_________________________________________ .12. （15分）一电子具有200m/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 x 10 31kg）题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案D .普朗克常数h =e U i — 5i、非选择题（本题共4小题，共60分）11. （12分）一颗质量为5kg的炮弹以200m/s的速度运动时，它的德布罗意波长为1 : 2，以he10.h表示普朗克常量,2heB.3入c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（）3 4h入D E当用某单色光照射光电管的阴A和阴极K之间加上反向电压，通E km.现分别用频率为U i和U2,设电子质量为m，电荷量A•用频率为v的光照射时，光电子的最大初速度2eU i13. （15分）铝的逸出功是4.2eV,现在用波长200nm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；⑶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 X 103J，其中可见光部分约占45%.假设可见光的波长为0.55 ym,太阳光向各个方向的辐射是均匀的，日地之间距离R= 1.5X 1011m，普朗克常量h= 6.63X 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）.第十七章波粒二象性1 . D 2.AD3.A [光电效应是光（包括不可见光）照射金属使其逸出电子的现象，因此硅光电池是把光能转化为电能的一种装置，选项A正确；根据光电效应规律知，大于一定频率的光才能被电子吸收而发生光电效应，电子的最大初动能与入射光的频率有关. ]4. A [其他可见光频率均大于红光频率故均可发生光电效应，所以A正确；光照射到金属上，不能发生光电效应，说明入射光的频率太低，低于极限频率，所以B错；光电效应，康普顿效应都反映了光的粒子性，所以C错；物质波是一种概率波，粒子到达什么位置是随机的，是预先不确定的，因此不能用轨迹”描述粒子的运动，所以D错.]h c h £5.AC [由波速公式c=入，德布罗意波波长入=",光能量子£= hv,可得c=卡=p£ =£'，故选项A、C正确.]P6. A [由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能E<= h v -W o,瓦一v图象中，钨、锌直线的斜率应相同，故C、D错误；又因为钨的逸出功小于锌的逸出功，所以钨的截止频率应小于锌的截止频率，综上可知A项正确.]7.ACD [微波的波长范围是1 mm到10 m A正确.微波能在真空中传播，B不正确.黑体热辐射实际上是电磁辐射，C正确.普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，D正确.]8.BC [由E= h v知，光的频率是光电子最大初动能的决定因素，a光的频率小，折射率小，临界角大，在光的干涉实验中，若保持双缝间距离、缝与屏间距离都不变，用b光和a光分别做实验得出的干涉条纹，可以看出b光的条纹间距比a光的小，B、C正确.]chc9. B [由光电效应方程得 h \— W 0= E k1 , - — W 0 = E k2,并且 E k1 : E k2= 1 : 2,可得 W 。
2023-2024学年高中物理新人教版选修3-5第17章 波粒二象性单元测试(含答案解析)
2023-2024学年新人教版高中物理单元测试学校：__________ 班级：__________ 姓名：__________ 考号：__________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;一、选择题（本大题共计7小题，每题3分，共计21分）1.2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们为发现引力波所作的贡献。
引力波被认为是时空弯曲的一种效应，物体加速运动时会给宇宙时空带来扰动，这种扰动会以光速向外传播能量。
如图为科学家们探测引力波的装置示意图，发射器发出的激光S 经半透光分束镜分为相互垂直的两束S_1和S_2，然后经过4 km 长的两臂，在两臂端点处经反射镜反射回来，S′_1和S′_2相遇形成干涉，被探测器接收。
精确调节两臂，使探测器在无引力波作用时，接收到的信号强度为0．当有引力波作用时，两臂长度将因此而发生改变，则接收到的信号强度不为0．下列说法正确的是（）A. 引力波可以超光速传播B. 引力波不能传播能量C. 探测器接收到的两束波的频率相同D. 无引力波作用时两束激光到探测器的路程差为0【答案】C【解析】AB、由题干中信息可知，引力波以光速向外传播能量，故AB错误；C 、光在传播过程中频率保持不变，故C正确；D、两个波能形成干涉，故两个波传播在无引力波的作用时的传播路程一定不同，故D 错误；2.下列有关光的波粒二象性的说法中，不正确的是（）A. 光和物质波一样也是概率波B. 大量光子的行为往往显示出粒子性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. 使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样【答案】B【解析】解：A、光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，同样具有波粒二象性．故A正确；B、大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．故B错误；C 、光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．故C正确；D、使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，则有大量的光子通过狭缝，光子的行为表现为波动性，底片上将会显示衍射图样．故D正确．本题选择不正确的，故选：B3.在光电效应实验中，用频率为u 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. 将入射光换为波长更短的另一种光，光电子的最大初动能变小B. 增大入射光的强度，电流计示数变大C. 遏止电压与入射光的频率和强度都有关D. 流过电流表\ G的电流方向是b流向a（向上）【答案】B【解析】解：\mathrm A．根据光电效应方程知，E_ km=hu-W_0=\dfrachc\lambda-W_0可知，入射光的波长越短，光电子最大初动能越大，故\mathrm A错误；\mathrm B．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，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，与光照时间也无关，当发生光电效应时，增大入射光的强度，光电流（未达到饱和光电流时）会增大，故\mathrm B正确；\mathrm C．根据光电效应方程E_ km=eU_c=hu-W_0，知遏止电压与入射光的频率有关，与光的强度无关，故\mathrm C错误；\mathrm D．在光电效应中，光电子运动的方向为从阴极向阳极，即从光电管的右侧流向光电管的左侧，根据电流的方向与负电荷运动的方向相反可知，电流的方向从光电管的左侧流向光电管的右侧，所以流过电流表 G的电流方向是a流向b（向下），故\mathrm D错误．故选\mathrm B．4.如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是（）A. 用紫外线照射锌板时，验电器带正电，锌板带负电B. 若改用强度更大的可见光照射锌板，则验电器的指针也一定会偏转C. 若改用可见光长时间照射锌板，则验电器的指针也一定会偏转D. 若改用强度较小的紫外线照射锌板，则验电器的指针也一定会偏转【答案】D【解析】解： A．当用紫外线照射锌板时，锌板失去电子后带正电，验电器与锌板相连，则验电器也带正电，故 A错误；BC．只要入射光的频率大于截止频率就能够发生光电效应，与光的强度和光照时间无关，可见光的频率低于紫外线的频率，不一定大于锌板的截止频率，若改用可见光照射锌板，则不一定能发生光电效应，所以验电器的指针不一定偏转，故 BC错误；D．若改用强度较小的紫外线照射锌板，光照强度减弱，但光的频率不变，故一定能发生光电效应，验电器的指针也一定会偏转，故 D正确．故选 D．5.如图所示，在范围足够大的匀强磁场中有一闭合线圈，线圈平面与磁场方向垂直，线圈在磁场内运动．在下列运动中，线圈的磁通量发生变化的是（）A. 向上平移B. 向右平移C. 沿磁场方向平移D. 绕ab轴旋转【答案】D【解析】解：根据公式\Phi = BS，B不变，线框沿纸面向上、向右运动，只要不出磁场，有效面积S不变，所以磁通量不变，线框垂直纸面沿磁场方向平移，S也不变，所以磁通量也不变．线框绕ad边转动时，有效面积S在减小，磁通量变小．故A、B、C错误，D正确．故选：D．6.在物理学发展过程中，有许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（）A. 牛顿通过多年观测记录行星的运动，提出了行星运动的三大定律B. 卡文迪许发现万有引力定律，被人们称为“能称出地球质量的人”C. 伽利略利用“理想斜面”得出“力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因”的观点D. 开普勒从理论和实验两个角度，证明了轻、重物体下落一样快，从而推翻了古希腊学者亚里士多德的“小球质量越大下落越快”的错误观点【答案】C【解析】 A 、开普勒通过多年观测记录行星的运动，提出了行星运动的三大定律，故A错误；B、卡文迪许通过实验测出了引力常量，被人们称为“能称出地球质量的人”，故B错误；C 、伽利略利用“理想斜面”得出“力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因”的观点，故C正确；D、伽利略从理论和实验两个角度，证明了轻、重物体下落一样快，从而推翻了古希腊学者亚里士多德的“小球质量越大下落越快”的错误观点，故D错误。
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。
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第十七章波粒二象性
(高考体验卷)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。
8.9.10多选题)
1.(2013·上海单科)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
2.(2010·上海单科)根据爱因斯坦光子说,光子能量E等于(h为普朗克常量,c、λ为真空中的光速和波长)()
A.h
B.h
C.hλ
D.
3.(2011·福建理综)爱因斯坦因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年诺贝尔物理学奖。
某种金属逸出光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系如图所示,其中νc为截止频率。
从图中可以确定的是()
A.逸出功与ν有关
B.E k与入射光强度成正比
C.当ν<νc时,会逸出光电子
D.图中直线的斜率与普朗克常量有关
4.(2014·上海单科)在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是()
A.光电效应是瞬时发生的
B.所有金属都存在极限频率
C.光电流随着入射光增强而变大
D.入射光频率越大,光电子最大初动能越大
5.(2010·浙江理综)在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。
则可判断出()
A.甲光的频率大于乙光的频率
B.乙光的波长大于丙光的波长
C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
6.(2011·江苏单科)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是()
7.(2013·北京理综)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子光电效应,这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图所示。
用频率为ν的普通光源照射阴极K,没有发生光电效应。
换用同样频率ν的强激光照射阴极K,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压U,即将阴极K接电源正极,阳极A接电源负极,在K、A之间就形成了使光电子减速的电场。
逐渐增大U,光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功,h为普朗克常量,e为电子电荷量)()
A.U=
B.U=
C.U=2hν-W
D.U=
8.(2011·广东理综)光电效应实验中,下列表述正确的是()
A.光照时间越长光电流越大
B.入射光足够强就可以有光电流
C.遏止电压与入射光的频率有关
9.(2014·广东理综)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.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应
D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大
10.(2011·上海单科)用极微弱的可见光做双缝干涉实验,随着时间的增加,在屏上先后出现如图
(a)、(b)、(c)所示的图像,则()
A.图像(a)表明光具有粒子性
B.图像(c)表明光具有波动性
C.用紫外光做实验观察不到类似的图像
D.实验表明光是一种概率波
二、填空题(本题共2小题,共16分。
把答案填在题中的横线上)
11.(6分)(2014·江苏单科)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出
的光电子具有较大的。
A.波长
B.频率
C.能量
D.动量
12.(10分)(2013·浙江自选)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。
已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s。
(1)图甲中电极A为光电管的(选填“阴极”或“阳极”);
(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc=
Hz,逸出功W0=J;
(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz,则产生的光电子的最大初动能E k=J。
三、解答题(本题共3小题,共44分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有
数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(14分)(2012·江苏单科)A、B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为E A、E B。
求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功。
14.(14分)(2014·山东青岛模拟)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?
15.(16分)(2014·江苏南京模拟)一光电管的阴极用极限波长λ0=5 000Å的钠制成。
用波长λ=3 000Å的紫外线照射阴极,光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1 V,光电流的饱和值I=0.56 mA。
(1)求每秒内由K极发射的电子数;
(2)求电子到达A极时的最大动能。
(3)如果电势差U不变,而照射光的强度增到原值的3倍,此时电子到达A极时的最大动能是多
少?(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,电子的电荷量e=1.6×10-19 C)。