高中物理人教版选修3-5(学业分层测评)第十七章波粒二象性学业分层测评6 Word版含答案.pdf

合集下载

人教版高中物理选修3-5学业分层测评17.docx

高中物理学习材料唐玲收集整理学业分层测评(十七)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．当一个重核裂变时，它能产生的两个核( )A．一定是稳定的B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D．可以是多种形式的两个核的组合E．含有的质子数与裂变前重核的质子数相等【解析】重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出2个或3个中子，裂变释放的能量比俘获中子的能量大，C错误．质子数不变，中子数会减少，故B、E正确．重核裂变的产物是多种多样的，故A错误，D正确．【答案】BDE2．在下列四个方程中，X1、X2、X3、X4各代表某种粒子，判断正确的是( )①23592U＋1n→9538Sr＋13854Xe＋3X1②21H＋X2→32He＋1n③23892U→234 90Th＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋X4A．X1是中子B．X2是质子C．X3是α粒子D．X4是氚核E．X4是质子【解析】根据电荷数和质量数守恒可得X1的电荷数为0，质量数为1，因此确定X1为中子，A对；根据电荷数和质量数守恒可得X2的电荷数为1，质量数为2，因此确定X2为氘核，B错；根据电荷数和质量数守恒可得X3的电荷数为2，质量数为4，因此确定X3为α粒子，C对；根据电荷数和质量数守恒可得X4的电荷数为1，质量数为1，因此确定X4为质子，D错E正确．【答案】ACE3．关于铀核裂变，下列说法正确的是( )A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用铀235而不用铀238D．铀块的体积对产生链式反应无影响E．要产生链式反应，应使铀块的体积达到或超过临界体积【解析】铀核受到中子的轰击，会引起裂变，放出2～3个中子，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，只是裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，A错误，B正确．铀235受慢中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1 MeV以上的中子才能引起裂变，且裂变的几率小，C正确．而要引起链式反应，需使铀块体积超过临界体积，故D错误E正确．【答案】BCE4．一个原子核23592U在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为235 92U＋1n→X＋9438Sr＋21n，则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有140个核子B．X原子核中含有86个中子C．因为裂变时释放能量，所以裂变后粒子的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，所以裂变后粒子的总质量数减少E．因为裂变时释放能量，所以裂变过程一定有质量亏损【解析】由核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知：X原子核中含有92－38＝54个质子，235＋1－94－2－54＝86个中子.86＋54＝140个核子；故A 正确，B正确；据爱因斯坦的质能方程可知，质量亏损时释放能量不是质量变成了能量，而是亏损的质量以能量的形式释放，但质量数依然守恒，故C错误，D 错误E正确．【答案】ABE5．链式反应中，重核裂变时放出的可使裂变不断进行下去的粒子是________．【解析】重核的裂变需要中子的轰击，在链式反应中，不断放出高速的中子使裂变可以不断进行下去．【答案】中子6．1个铀235核吸收1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV的能量，则1 g纯铀235完全发生核反应放出的能量为________MeV.【解析】 1 g纯铀235有1235×N A个铀235核．因此1 g纯铀235吸收中子完全发生核反应可以释放出NA235×196 MeV能量＝5.0×1023 MeV.【答案】 5.0×10237．(2015·江苏高考)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，235 92U是核电站常用的核燃料.23592U受一个中子轰击后裂变成14456Ba和8936Kr两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．【解析】核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反应方程为：235 92U＋1n―→14456Ba＋8936Kr＋31n，即产生3个中子．临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积．【答案】 3 大于8．在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是什么？【解析】控制铀235核裂变反应速度的方法是控制中子的数量，其有效方法是用吸收中子能力很强的镉棒插入铀燃料周围，镉棒插入的深度不同，就会控制中子的数目，达到控制核反应的目的．【答案】通过自动控制装置，改变镉棒插入的深度，以改变中子数[能力提升]9．1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线．下列关于这个实验的说法中正确的是( )A．这个实验的核反应方程是23592U＋1n→14456Ba＋8936Kr＋31nB．这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和C．这个反应中释放出的能量可以用爱因斯坦的光电效应方程来计算D．实验中产生的γ射线，其穿透能力极强E．实验中产生的γ射线的频率很高【解析】根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为：23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋31n，选项A正确；铀核裂变过程中，产生γ射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算，选项B、C不正确；核反应中产生的γ射线频率很高，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D、E正确．【答案】ADE10．我国秦山核电站第三期工程中有两组60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于23592U的裂变，下列说法正确的是( )A.23592U原子核中有92个质子，143个中子；B.23592U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为23592U＋1 0n→13954Xe＋9538Sr＋21n；C.23592U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；D．一个23592U裂变能放出200 MeV的能量，合3.2×10－11 J.E．通过改变半衰期来控制链式反应的速度【解析】由23592U的质量数和电荷数关系易知A正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知B正确；半衰期不受外界因素干扰，故C、E错误；因为200 MeV＝200×106×1.6×10－19 J＝3.2×10－11 J，所以D正确．【答案】ABD11．已知23592U(质量为235.043 9 u)裂变后生成14156Ba(质量为140.913 9 u)和9236Kr(质量为91.897 3 u)，同时放出3个中子(每个中子质量为1.008 7 u)，则1 kg铀全部裂变所放出的能量相当于多少千克优质煤完全燃烧时放出的能量？(1 kg优质煤完全燃烧时产生3.36×107 J的热量) 【导学号：66390057】【解析】核反应方程为23592U＋1n→14156Ba＋9236Kr＋31n质量亏损为Δm＝(m U＋m n)－(m Ba＋m Kr＋3m n)＝(235.043 9＋1.008 7)u－(140.913 9＋91.897 3＋3×1.008 7)u＝0.215 3 u.释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.215 3×931.5 MeV≈200 MeV，已知235 g铀有6.02×1023个铀核，那么1 kg铀内大约有10.235×6.02×1023＝2.56×1024个铀核，由此可知1 kg铀全部裂变放出的能量为ΔE＝2.56×1024×200 MeV＝5.12×1026 MeV＝5.12×1032 eV＝8.2×1013 J，则相当于优质煤的质量为M＝8.2×10133.36×107kg＝2.44×106 kg.【答案】 2.44×106 kg12．裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核23592U为燃料的反应堆中，23592U俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式，其中一种方式可表示为：235 92U ＋1n―→13954Xe ＋9438Sr＋31n235．043 9 1.008 7 138.917 8 93.915 4反应方程下方的数字是中子及有关原子核静止时的质量(以原子质量单位u 为单位)，已知1 u的质量对应的能量为931.5 MeV，求：(1)该反应中放出的能量是多少MeV?(2)1 kg铀235大约产生多少能量？(保留两位有效数字) 【导学号：66390058】【解析】(1)裂变前后的质量亏损为：Δm＝m U＋m n－m Xe－m Sr－3m n.由质能方程ΔE＝Δm×931.5 MeV，得：ΔE＝(235.043 9－138.917 8－93.915 4－2×1.008 7)×931.5 MeV≈1.8×102 MeV.(2)1 kg铀235的铀核数为：n＝1 000235×6.02×1023≈2.56×1024(个)．故1 kg铀235完全裂变产生的能量约为：E＝n·ΔE＝2.56×1024×1.8×102 MeV≈4.6×1026MeV.【答案】(1)1.8×102 MeV (2)4.6×1026MeV。

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。

高中物理第17章波粒二象性4概率波5不确定性关系学业分层测评新人教选修35

4 概率波 5不确立性关系( 建议用时： 45 分钟 )[ 学业达标 ]1．相关经典物理学中的粒子，以下说法正确的选项是()A．有必定的大小，但没有必定的质量B．有必定的质量，但没有必定的大小C．既有必定的大小，又有必定的质量D．有的粒子还有电荷E．能够用轨迹来描绘它的运动【分析】依据经典物理学对于粒子的理论定义得C、 D、 E 正确．【答案】CDE2．对于经典波的特色，以下说法正确的选项是()A．拥有必定的频次，但没有固定的波长B．拥有必定的波长，但没有固定的频次C．既拥有必定的频次，也拥有固定的波长D．同时还拥有周期性E．在空间是弥散开来的【分析】依据经典波的定义和特色进行剖析能够获得C、 D、 E 正确．【答案】CDE3．在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确立关系可知()A．不行能正确地知道单个粒子的运动状况B．缝越窄，粒子地点的不确立性越大C．缝越宽，粒子地点的不确立性越大D．缝越窄，粒子动量的不确立性越大E．缝越宽，粒子动量的不确立性越大x p≥h【分析】由不确立性关系4π知缝宽时，地点不确立性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，所以选项A、 C、 D正确．【答案】ACD4．1927 年戴维孙和革末达成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重要近代物理实验之一．如图17-4-1 所示的是该实验装置的简化图，以下说法正确的选项是()图 17-4-1A．亮条纹是电子抵达概率大的地方B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验再次说明光子拥有颠簸性D．该实验说明实物粒子拥有颠簸性E．该实验说明电子的运动能够用轨迹来描绘【分析】亮条纹是电子抵达概率大的地方，该实验说明物质波理论是正确的及实物粒子拥有颠簸性，该实验不可以说明光子拥有颠簸性，选项C、 E 说法不正确．【答案】ABD5．对于微观粒子的运动，以下说法中不正确的选项是()A．不受外力作用光阴子就会做匀速运动B．光子遇到恒定外力作用时就会做匀变速运动C．只需知道电子的初速度和所受外力，就能够确立其随意时辰的速度D．运用牛顿力学没法确立微观粒子的运动规律E．微观粒子拥有颠簸性【分析】光子不一样于宏观力学的粒子，不可以用宏观粒子的牛顿力学规律剖析光子的运动，选项A、 B 错误；依据概率波、不确立关系可知，选项 C 错误．【答案】ABC6．如图 17-4-2所示，用单色光做双缝干预实验．P 处为亮条纹， Q处为暗条纹，不改变单色光的频次，而调整光源使其极轻微，并把单缝调至只好使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子()图 17-4-2A．必定抵达P 处B．必定抵达处QC．可能抵达Q处D．可能抵达P处E．可能抵达O处【分析】单个光子的运动路径是不行展望的．【答案】CDE7．紫外线光子的动量为hν3汲取了一个紫外线光子后将向什么方向运c . 一个静止的O动？【分析】由动量守恒定律知，汲取了紫外线光子的O3分子与光子本来运动方向同样．【答案】看法析8．如图 17-4-3 所示是一个粒子源，产生某种粒子，在其正前面安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前面的荧光屏上使荧光屏发光．那么在荧光屏大将看到什么现象？图 17-4-3【分析】因为粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受颠簸性支配，对大批粒子运动抵达屏上的某点的概率，能够用波的特色进行描绘，即产生双缝干预，在屏大将看到干预条纹．【答案】看法析[ 能力提高 ]9．下表列出了几种不一样物体在某种速度下的德布罗意波波长和频次为1MHz的无线电波的波长，由表中数据可知 ()质量 /kg速度 (m·s－1)波长 /m弹子球×10－2×10－2×10－30电子 (100 eV)×10－31×10 6×10－10无线电波×10 8×102(1 MHz)A.要检测弹子球的颠簸性几乎不行能B．无线电波往常状况下只表现出颠簸性C．电子照耀到金属晶体上能察看到颠簸性D．只有可见光才有颠簸性E．只有无线电波才有颠簸性【分析】弹子球的波长很小，所以要检测弹子球的颠簸性几乎不行能，应选项 A 正确．无线电波的波长很长，颠簸性显然，所以选项 B 正确．电子的波长与金属晶格的尺寸相差不大，能发生显然的衍射现象，所以选项 C 正确，全部运动的物体都拥有颠簸性，所以选项 D、E 错误．【答案】 ABC10．从衍射的规律能够知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确立性关系式hx p≥4π可知更窄的狭缝能够更正确地测得粒子的________，但粒子________的不确立性却更大了h【分析】由x p ≥ 4π ，狭缝变小了，即x 减小了， p 变大，即动量的不确立性变大．【答案】地点动量11．一辆摩托车以 20 m/s 的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg ，求车撞墙时的不确定范围．【导学号：】h【分析】依据不确立关系x p ≥ 4π 得：h－ 38x ≥＝错误 ! m ≈× 10 m.【答案】x ≥× 10－38m12．氦氖激光器所发红光波长为λ＝× 10 －7 m ，谱线宽度λ＝10－18 m ，求当这类光子沿 x 方向流传时，它的 x 坐标的不确立量多大？【导学号：】【分析】红光光子动量的不确立量为p ＝hλh依据 xp ≥4π 得地点的不确立量为：hλ－ 20x ≥4πΔ p ＝ 4π ＝错误 !m ≈× 10 m. 【答案】大于或等于× 10－ 20m。

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。

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＝。

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。

人教版高中物理选修3-5第17章波粒二象性章末检测题A卷.docx

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）第十七章波粒二象性检测题A卷一、选择题（本题共40小题，每题4分，共40分）1.关于热辐射下列说法中正确的是A．物体在室温时辐射的主要成分是波短较长的电磁波B．随这温度的升高热辐射中较短波长的成分越来越多C．给一块铁块加热依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色D．辐射强度俺波长的分布情况随物体的温度而有所不同，这是热辐射的一种特性2.下列宏观概念中，是量子化的有：A．物体的质量B．弹簧振子的能量C．汽车的个数D．卫星绕地球运行的轨道3.关于康普顿效应下列说法中正确的是A．石墨对X射线散射时，部分射线的波长变长B．康普顿效应仅出现在石墨对X射线的散射中C．康普顿效应证明了光的粒子性D．光子有动量4．一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5.（改编题）关于光的波粒二象性的说法中正确的是A．有的光是粒子，有的光是波B．光子和光电子都是一种粒子C．射线有显著的粒子性，而没有波动性D．光的波长越长，其波动性越明显；波长越短，其粒子性越显著6．下列关于光子的说法中，正确的是A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子B．光子的能量由光强决定，光强大，每份光子的能量一定大C．光子的能量由光频率决定，其能量与它的频率成正比D．光子可以被电7．某金属在一束绿光的照射下发生了光电效应（）A ．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数不变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，则逸出的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．关于光的波粒二象性的叙述中正确的是A.光有波动性，又有粒子性，这是相互矛盾、不统一的B.任何光现象都能明显地显示波动性与粒子性C.大量光子产生的效果往往显示波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性D.频率较低的光子往往显示波动性，频率较高的光子往往显示粒子性9．用红光照射光电管发生光电效应时，光电子的最大初动能为E k ，光电流的强度为I ．若改用强度与红光相同的紫光照射同一光电管，则产生的光电子的最大初动能和光电流的强度正确的是（）A ．E k 增大，I 增大B ．E k 增大，I 减小C ．E k 增大，I 不变D ．E k 减小，I 不变10. 如图所示，当电键K 断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P ，发现电流表读数不为零。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

学业分层测评(六)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．以下关于辐射强度与波长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
E．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
【解析】由辐射强度随波长变化关系图知，随着温度的升高，各种波长的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波，选项B、C、E正确．
【答案】BCE
2．频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为hν
c，将这个光子打在处于静止
状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，下列关于光子散射的说法正确的是()
A．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小
B．光子改变原来的传播方向，但传播速度不变
C．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大
D．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长
E．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率
【解析】碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，A错误，B正确；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即ν＞ν′，再由c＝λ1ν＝λ2ν′，得到λ1<λ2，C错误，D、E正确．
【答案】BDE
3．如图17-2-9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的关系图象，由图象可知()
图17-2-9
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E
E．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E
【解析】题中图象反映了光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系，根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，知当入射光的频率恰为金属的截止频率ν0时，光电子的最大初动能E k＝0，此时有hν0＝W0，即该金属的逸出功等于hν0，根据图线的物理意义，有W0＝E，故选项A、B、D正确，而选项C、E错误．【答案】ABD
4．美国物理学家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，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．关于康普顿效应，以下说法正确的是()
A．康普顿效应说明光子具动量
B．康普顿效应现象说明光具有波动性
C．康普顿效应现象说明光具有粒子性
D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加
E．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量减少
【解析】康普顿效应说明光具有粒子性，B项错误，A、C项正确；光子与晶体中的电子碰撞时满足动量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量转移给电子，光子的能量会减少，D项错误，E项正确．
【答案】ACE
5．能正确解释黑体辐射实验规律的是________提出的能量量子化理论．
【解析】根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的
辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释．
【答案】普朗克
6．如图17-2-10所示为t1、t2温度时的黑体辐射强度与波长的关系，则两温度的关系为________．
图17-2-10
【解析】根据黑体辐射的实验规律可知，随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．【答案】t1＞t2
7．医生用红外热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知他的体温是多少，你知道其中的道理吗？
【解析】根据热辐射的实验规律可知，人的体温升高，人体辐射的红外线的频率和强度就会增加，通过监测被测者辐射的红外线的频率和强度，就可以知道该人的体温了．
【答案】见解析
8．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的．假设老鼠的体温约37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmin.根据热辐射理论，λmin与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλmin＝2.90×10－3m·K.求老鼠发出最强的热辐射的波长．
【解析】由Tλmin＝2.90×10－3m·K可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为λmin
＝2.90×10－3
T m＝
2.90×10－3
(273＋37)
m＝9.4×10－6m.
【答案】9.4×10－6 m
[能力提升]
9．在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置，如图17-2-11(a)所示，在
甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如
图(b)所示．则正确的是() 【导学号：66390019】
图17-2-11
A．乙光的频率大于甲光的频率
B．甲光的波长大于丙光的波长
C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量
D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能
E．乙、丙两种光对应的光电子的最大初动能相等
【解析】由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0及遏止电压的含义可知，hν－W0＝eU c，结合题意与图象可以判断，W0相同，U1>U2，则三种色光的频率为ν
乙＝ν
丙
>ν
甲
，故丙光子能量大于甲光子能量，C错误，同时判断乙光对应光电子的
最大初动能等于丙光对应光电子的最大初动能，A、E正确，D错误，由ν＝c
λ知，
λ乙＝λ丙＜λ甲，B正确．
【答案】ABE
10．经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为940 μm处．根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tλm＝2.90×10－1m·K，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34 J·s)
【解析】人体表面的温度为T＝2.90×10－1 m·K
λm＝
2.90×10－1
940×10－6
K≈309
K≈36 ℃.人体辐射的能量子的值为ε＝h c
λm＝6.63×10－
34×
3×108
940×10－6
J＝2.12×10
－22 J.
【答案】36 ℃ 2.12×10－22 J
11．光电管是应用光电效应实现光信号与电信号之间相互转换的装置，其广泛应用于光功率测量、光信号记录、电影、电视和自动控制等诸多方面．如图17-2-12
所示，C为光电管，B极由金属钠制成(钠的极限波长为5.0×10－7 m)．现用波长为4.8×10－7 m的某单色光照射B极．
(1)电阻R上电流的方向是向左还是向右？
(2)求出从B极发出的光电子的最大初动能．
(3)若给予光电管足够大的正向电压时，电路中光电流为10 μA，则每秒射到光电管B极的光子数至少为多少个？【导学号：66390020】
图17-2-12
【解析】(1)B极板上逸出光电子，相当于电源的正极，A为负极，故流过R 的电流向左．
(2)E km＝h c
λ－h
c
λ0
＝6.63×10－34×3×108×
1
4.8×10－7
－
1
5.0×10－7
J
＝1.66×10－20 J.
(3)每秒电路中流过的电子电荷量q＝It＝10×10－6×1 C＝1×10－5 C
n＝q
e＝
1×10－5
1.6×10－19
个＝6.25×1013个．
【答案】(1)向左(2)1.66×10－20 J (3)6.25×1013个。

高中物理人教版选修3-5(学业分层测评)第十七章 波粒二象性 学业分层测评6 Word版含答案.pdf