第17章《波粒二象性》测试题
学年高中学习物理 第十七章节 波粒二象性水平测试 新人教版选修
第十七章波粒二象性水平测试本试卷分第一卷(选择题)和第二卷(非选择题)两局部，总分值100分，考试时间90分钟。
第一卷(选择题，共40分)一、选择题(此题共10小题，每题4分，共40分，其中1～6题为单项选择，7～10题为多项选择)1.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的关系如下图，其中ν0为极限频率。
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<ν0时，会逸出光电子D．图中直线的斜率与普朗克常量有关答案D解析根据爱因斯坦的光电效应方程E k＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关，选项B错误；在E kν图象中，图线的斜率表示普朗克常量，图线在ν轴上的截距表示极限频率，选项D正确；逸出功是金属本身对金属内电子的一种束缚本领的表达，与入射光的频率无关，选项A错误；当ν<ν0时，不会发生光电效应，选项C错误。
2．能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10－18J，可见光的平均波长约为0.6μm，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，那么要引起视觉效应进入人眼的光子至少为( )A．1个B．3个C．30个D．300个答案B解析由题意可知，可见光光子的平均能量为ε＝hν＝＝≈3.3×10－19J，引起视觉效应时E＝nε，所以n＝＝≈3个，故B项正确。
3.研究光电效应规律的实验装置如下图，以频率为ν的光照射光电管阴极时，有光电子产生。
由于光电管间加的是反向电压，光电子从阴极发射后将向阳极做减速运动。
光电流由图中电流计G测出，反向电压由电压表测出。
当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为遏止电压。
以下表示光电效应实验规律的图象错误的选项是( )4．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，那么以下说法正确的选项是( )A．A、B两种光子的频率之比为1∶2B．A、B两种光子的动量之比为1∶2C．该金属的逸出功W0＝E A－2E BD．该金属的极限频率νc＝答案C解析由ε＝hν知，光子的能量与频率成正比，那么A、B两种光子的频率之比为2∶1，故A错误；由光子能量ε＝和动量公式p＝知，A、B两种光子的动量之比等于A、B两种光子的能量之比，为p A∶p B ＝2∶1，故B错误；E A＝εA－W0，E B＝εB－W0，解得W0＝E A－2E B，故C正确；该金属的极限频率为νc＝＝，故D错误。
达标作业 第十七章 波粒二象性
第十七章 波粒二象性一、能量量子化1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的 ( )A. 木棒的长度B ．物体的质量C ．物体的动量D ．学生的个数2．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是 ( )A ．红光B ．橙光C ．黄光D ．绿光3．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。
若在结两端加恒定电压U ，则它会辐射频率为v 的电磁波，且与U 成正比，即v = 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为机理，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 ．eh 2 B ．h e 2 C ．2ehD ．eh214．煤烟很接近黑体，其吸收率为99%，即投射到煤烟的辐射能量几乎全部被吸收，若把一定量的煤烟置于阳光照射下，问它的温度是否一直上升？1．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时 ( ) A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带负电D．锌板带负电，指针带正电2.（多选）两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则 ( ) A．在真空中，a光的传播速度较大B．在水中，a光的波长较小C．在真空中，b光光子的能量较大D．在水中，b光的折射率较小3.（多选）如图是光电效应中光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系图线．从图可知( )A．E km与ν成正比B．入射光频率必须大于或等于极限频率ν0时，才能产生光电效应C．对同一种金属而言，E km仅与ν有关D．E km与入射光强度成正比4.某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使金属产生光电效应的是( ) A．延长光照时间B．增大光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射5.如图所示，当电键S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。
新课标人教版3-5第17章-波粒二象性-单元检测1[1]
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新课标人教版3-5第17章 波粒二象性 单元检测一、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) 1．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图1图22．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3．三种不同的入射光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 nm C ．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( ) 7．2016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chλ9．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.W h B.e 2B 2r 22mh C.W h ＋e 2B 2r 22mh D.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 22med 211．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.3.6Pλπd 2hc B.3.6Pλn πd 2hc C.0.9Pλhc D.3.6Pλhc12．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)用功率P 0=1W 的光源，照射离光源r=3m 处的某块金属的薄片．已知光源发出的是波长λ=589nm 的单色光，试计算(1)1s 内打到金属板1m 2面积上的光子数；(2)若取该金属原子半径r1=0.5×10-10m ，则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子？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：(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 ＝0.91×10－30 kg ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s)图315．(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？16．(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CD4．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 ＝hν－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＝vλ′……①，又n ＝c v ＝sin θ1sin θ2……②，解①②得λ′＝sin θ2sin θ1λ，B 对；由ε＝hν，得ε＝hc λ，D 对．9．选C 由光电效应方程：hν－W ＝12m v 2 ①由向心力公式：e v B ＝m v2r②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 ＝m v ＝2meU ＝h λ，而λ＝d n ，代入得U ＝n 2h 22med 2.11．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 14πd 2＝3.6Pπd 2，光子的能量ε＝hc λ，则光子数N ＝E ε＝3.6Pλπd 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 ·hcλ＝8×6.02×1023×6.63×10－34×3×1086.88×10－7J ≈1.392×106 J. 绿色植物的能量转化效率为η＝469×1031.392×106×100%≈34%.13．(1)离光源3m 处的金属板每1s 内单位面积上接受的光能为因为每个光子的能量为所以单位时间内打到金属板上单位面积的光子数为这是一个十分庞大的数字，可见，即使在光强相当弱的情况下，辐射到板面上的光子数仍然极多，因此，辐射的粒子性在通常情况下不能明显地表现出来． (2)每个原子的截面积为S 1=πr 12=π×(0.5×10-10)2m 2=7.85×10-21m 2．把金属板看成由原子密集排列组成的，则每个原子截面积上每秒内接收到的光子数为 n 1=nS 1=2.64×1016×7.85×10-21s -1=2.07×10-4s -1．每两个光子落在原子上的时间间隔为14．解析：(1)由动能定理得12m v 2＝eU ，所以v ＝2eUm代入数据得：v ≈1.0×108 m/s(2)因为12m v 2＝eU ＝hν＝h cλ所以λ＝hc eU≈4.1×10－11 m(3)n ＝It e ＝10×10－3×11.6×10－19个＝6.25×1016个 答案：(1)1.0×108 m/s (2)4.1×10－11 m (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＝e v B所以v ＝erBm电子的最大初动能E k ＝12m v 2＝e 2r 2B 22m＝(1.6×10－19)2×(1.88×10－4)22×9.1×10－31J ≈4.97×10－16 J ≈3.1×103 eV (2)入射光子的能量ε＝hν＝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＝hν－E k ＝1.44×104 eV (3)物质波的波长为λ＝h m v ＝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)2.2×10－11 m16．解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W ，光子的频率为ν＝c λ.所以，光电子的最大初动能为E k ＝hcλ－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 ＝d 2m Ue.hcλ－W(2)d 2m Ue答案：(1)eU＋。
新人教版选修3-5《171_能量量子化》课时训练物理试卷有答案
新人教版选修3-5《17.1 能量量子化》课时训练物理试卷一、黑体与黑体辐射第十七章波粒二象性第1节能量量子化1. 黑体：是指能够________吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。
2. 热辐射：周围的一切物体都在辐射________，这种辐射与物体的________有关。
3. 黑体辐射的实验规律（1）一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与________有关外，还与材料的种类及表面状况有关。
（2）黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关，如图所示。
①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都________；②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长________的方向移动。
二、能量子定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的________。
即：能的辐射或者吸收只能是________。
这个不可再分的最小能量值ε叫做________。
能量子大小ε＝ℎν，其中ν是电滋波的频率，ℎ称为________常量。
ℎ＝________J⋅s （一般取ℎ＝6.63×10−34J⋅s）。
能量的量子化在微观世界中微观粒子的能量是________的，或者说微观粒子的能量是________的。
这种现象叫能量的量子化。
【概念规律练】关于热辐射，下列说法中正确的是（）A.一切物体都在辐射电磁波B.任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关C.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D.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波下列关于黑体辐射的实验规律叙述正确的（）A.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加B.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C.黑体热辐射的强度与波长无关D.黑体辐射无任何规律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，则电磁辐射的能量子ε的值为（）A.ℎcλB.ℎλC.cℎλD.以上均不正确神光“Ⅱ”装置是我国规模最大，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长λ为0.35μm的紫外激光，已知普朗克常量ℎ＝6.63×10−34J⋅s，则该紫外激光所含光子数为（）A.2.1×1021个B.4.2×1021个C.2.1×1015个D.4.2×1015个一、【方法技巧练】利用能量子的关系式求解有关问题氦-氖激光器发出波长为633nm的激光，当激光器的输出功率为1mW时，每秒发出的光子数为（）A.2.2×1015B.3.2×1015C.2.2×1014D.3.2×1014小灯泡的功率P＝1W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10−6m，求在距离d＝1.0×104m处，每秒钟落在垂直于光线方向、面积为1cm2的球面上的光子数是多少？(ℎ＝6.63×10−34J⋅s)课后巩固练对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是（）A.温度B.材料C.表面状况D.质量能正确解释黑体辐射实验规律的是（）A.能量的连续经典理论B.普朗克提出的能量量子化理论C.以上两种理论体系任何一种都能解释D.牛顿提出的能量微粒说下列说法正确的是（）A.微观粒子的能量变化是跳跃式的B.能量子与电磁波的频率成正比C.红光的能量子比绿光大D.电磁波波长越长，其能量子越大红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（）A.红光B.橙光C.黄光D.绿光单色光从真空射入玻璃时，它的（）A.波长变长，速度变小，光量子能量变小B.波长变短，速度变大，光量子能量变大C.波长变长，速度变大，光量子能量不变D.波长变短，速度变小，光量子能量不变关于光的传播，下列说法中正确的是（）A.各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同B.各种色光在真空中频率不同，同一色光在各种介质中频率相同C.同一色光在各种介质中折射率不同，不同色光在同一介质中折射率相同D.各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比任何介质中波长都长对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是（）A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C.吸收的能量可以是连续的D.辐射和吸收的能量是量子化的对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是（）A.太阳光是由各种单色光组成的复色光B.在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光C.在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为紫光D.组成太阳光的各单色光的能量都相同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生物链，在维持生态平衡方面发挥重要作用，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∘C，它发出的最强的热辐射的波长为λ(m)，根据热辐射理论，λ(m)与辐射源的绝对温度的关系近似为Τλ＝2.90×10−3m⋅K．老鼠发出最强的热辐射的波长为（）A.7.9×10−5mB.9.4×10−6mC.1.16×10−4mD.9.7×10−8m由能量的量子化假说可知，能量是一份一份的而不是连续的，但我们平时见到的宏观物体的温度升高或降低，为什么不是一段一段的而是连续的，试解释其原因。
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。
第17章《波粒二象性》测试题
《波粒二象性》测试题本试卷分为第I卷（选择题）和第n卷（非选择题）两部分，满分100,考试时间60分钟。
第I卷（选择题共40分）一、选择题（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，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不选的得0 分。
）1 ．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是（）A •光的折射现象、色散现象B •光的反射现象、干涉现象C.光的衍射现象、偏振现象D .光的直线传播现象、光电效应现象解析：因为色散现象说明的是白光是由各种单色光组成的复色光，故 A 错；由于反射现象并非波动所独有的性质，故B 错；直线传播并非波动所独有，且光电效应说明光具有粒子性，故D错；只有衍射现象和偏振现象为波动所独有的性质，所以C正确。
答案：C2. 下列说法中正确的是（）A .光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B .光的频率越大，波长越长C.光的波长越大，光子的能量越大D .光在真空中的传播速度为 3.0X 108 m/s解析：干涉和衍射现象是波的特性，说明光具有波动性， A 对；光的频率越大，波长越短，光子能量越大，故B、C错；光真空中的速度为 3.0X 108 m/s,故D对。
答案：A、D3. 现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。
已知中子质量m= 1.67 X 10_ 27 kg,可以估算德布罗意波长匸1.82 X 10－10 m 的热中子动能的数量级为（）A. 10 17 JB. 10 19 JC. 10－21 JD. 10－24 J解析: 由p =妝E k= p22m得，h26.6262X 10-68Ek 亦入22X 1.67 X 10一27X 1.822X 10-20J~ 4X 10-21 J,B错误；红外线的频率可知，B正确；波动性和粒子性是光的两个固有属性,只是在不同情况下一种属性起主要作用，C错误；康普顿效应表明光具有能量和动量，能量he= h v动量p=-卫D正确。
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。
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《波粒二象性》测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(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，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。
)1．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是( ) A ．光的折射现象、色散现象 B ．光的反射现象、干涉现象 C ．光的衍射现象、偏振现象D ．光的直线传播现象、光电效应现象解析：因为色散现象说明的是白光是由各种单色光组成的复色光，故A 错；由于反射现象并非波动所独有的性质，故B 错；直线传播并非波动所独有，且光电效应说明光具有粒子性，故D 错；只有衍射现象和偏振现象为波动所独有的性质，所以C 正确。
答案：C2．下列说法中正确的是( )A ．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B ．光的频率越大，波长越长C ．光的波长越大，光子的能量越大D ．光在真空中的传播速度为3.0×108 m/s解析：干涉和衍射现象是波的特性，说明光具有波动性，A 对；光的频率越大，波长越短，光子能量越大，故B 、C 错；光真空中的速度为3.0×108 m/s ，故D 对。
答案：A 、D3．现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。
已知中子质量m ＝1.67×10－27kg ，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10m 的热中子动能的数量级为( )A ．10－17J B ．10－19J C ．10－21JD ．10－24J解析：由p ＝h λ及E k ＝p 22m 得，E k ＝h 22mλ2＝ 6.6262×10－682×1.67×10－27×1.822×10－20 J ≈4×10－21 J ，C 正确。
答案：C4．下列关于光电效应的说法中，正确的是( ) A ．金属的逸出功与入射光的频率成正比 B ．光电流的大小与入射光的强度无关C ．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大D ．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长大于此波长时，就不能产生光电效应解析：逸出功与入射光无关，反映的是金属材料对电子的束缚能力；A 错误；光强越大，单位时间内入射的光子数越多，逸出的电子数也越多，光电流越大，B 错误；红外线的频率比可见光小，紫外线的频率比可见光大，由E k ＝hν－W 0知，C 错误；由产生光电效应的条件知，D 正确。
答案：D5．下列有关光的说法中正确的是( )A ．光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子B ．大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性C ．光有时是波，有时是粒子D ．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量解析：光电效应中，光子把能量转移给电子，而不是转化为电子，A 错误；由光的性质可知，B 正确；波动性和粒子性是光的两个固有属性，只是在不同情况下一种属性起主要作用，C 错误；康普顿效应表明光具有能量和动量，能量ε＝hν，动量p ＝hλ，D 正确。
答案：B 、D6．一激光器发光功率为P ，发出的激光在折射率为n 的介质中波长为λ，若在真空中速度为c ，普朗克常量为h ，则下列叙述正确的是( )A ．该激光在真空中的波长为nλB ．该激光的频率为cλC ．该激光器在t s 内辐射的能量子数为PtnλhcD ．该激光器在t s 内辐射的能量子数为Ptλhc解析：激光在介质中的折射率n ＝c v ＝λ0νλν＝λ0λ，故激光在真空中的波长λ0＝nλ，A 正确；激光频率ν＝c λ0＝c nλ，B 错误；由能量关系Pt ＝Nε，c ＝λ0ν，λ0＝nλ及ε＝hν得N ＝Ptnλhc，C 正确，D 错误。
答案：A 、C7．两种单色光a 和b ，a 光照射某金属时有光电子逸出，b 光照射该金属时没有光电子逸出，则( )A．在真空中，a光的传播速度较大B．在水中，a光的波长较小C．在真空中，b光光子的能量较大D．在水中，b光的折射率较小解析：由已知可得频率νa＜νb，所以λa＞λb，B对；由光子能量E＝hν得，a光光子能量大，C 错；在同种介质中频率大的光折射率大，即n a＞n b，D对；在真空中各种光传播速度相同，都是c ＝3×108 m/s，A错。
答案：B、D8．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，下列说法中正确的是()A．单缝宽，光沿直线传播，这是因为位置不确定量大，动量不确定量小可以忽略B．当光能发生衍射现象时，动量不确定量就不能忽略C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大D．以上解释都不正确解析：由不确定关系ΔxΔp≥h4π知，A、B、C正确。
答案：A、B、C9．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz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 2.0×10－2 1.0×10－2 3.3×10－30电子(100 eV)9.0×10－31 5.0×106 1.2×10－10无线电波(1 MHz) 3.0×108 3.3×102A.要检测弹子球的波动性几乎不可能B．无线电波通常情况下只表现出波动性C．电子照射到金属晶体上能观察到波动性D．只有可见光才有波动性解析：弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A对；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B对；电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C对；由物质波理论知，D错。
答案：A、B、C10．研究光电效应规律的实验装置如图(十七)－1所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生。
由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动。
光电流i 由图中电流计G 测出，反向电压U 由电压表V 测出。
当电流计的示数为零时，电压表的示数称为反向截止电压U 0。
在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是( )图(十七)－1解析：由光电效应方程E k ＝h ν－W ，若加反向截止电压，则e U 0＝E k 时无光电流，则U 0＝E k e ＝h νe －W e ，则U 0与ν的关系图线不过原点，故B 错；根据光电效应规律，当反向电压U 和频率ν一定时，光电流i 与光强I(光子个数)成正比，故A 正确；由于光强I 与入射光的光子个数成正比，所以当光强I 和频率ν一定时，光电流i 与反向电压U 的关系为C ，C 正确；根据光电效应规律，当光强I 和频率ν一定时，光电流i 与产生光电子的时间关系是“瞬时”关系(10－9 s)，故D 项正确，本题只有B 错，故选B 。
答案：B第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题。
(共4小题，每小题5分，共20分。
把答案直接填写在题中横线上，不要求写出演算过程。
)11．(5分)如图(十七)－2所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指针归零。
用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带________电(选填“正”或“负”)；若改用红外线重复上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率________红外线(选填“大于”或“小于”)。
图(十七)－2解析：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因锌板被紫外线照射后发生光电效应缺少电子而带正电，故验电器的负电荷与锌板正电荷中和一部分电荷后验电器指针偏角变小。
用红外线照射验电器指针偏角不变，说明锌板未发生光电效应，说明锌板的极限频率大于红外线的频率。
答案：正 大于12．(5分)在光电效应实验中，如果实验仪器及线路完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是______________________。
解析：入射光频率小于这种金属的极限频率(即入射光波长大于这种金属的极限波长)，不能发生光电效应现象，即无光电子逸出。
另一种可能是光电管上所加反向电压太大，逸出的光电子减速运动，速度为零后又返回，使电路中没有电流通过。
答案：入射光波长太大(或反向电压太大) 13．(5分)利用金属晶格(大小约10－10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。
已知电子质量为m ，电荷量为e ，初速度为0，加速电压为U ，普朗克常量为h ，则加速后电子的德布罗意波长为λ＝________，若电子质量m ＝9.1×10－31kg ，加速电压U ＝300 V ，则电子束________(能或不能)发生明显衍射现象。
图(十七)－3解析：由eU ＝E k 及p ＝2mE k 得λ＝h p ＝h 2meU；将U ＝300 V 代入，得λ＝6.626×10－342×9.1×10－31×1.6×10－19×300m ≈0.71×10－10 mλ与金属晶格差不多，所以能发生明显衍射。
答案：h2meU能14．(5分)利用光电管产生光电流的电路如图(十七)－3所示。
电源的正极应接在________端(填“a ”或“b ”)；若电流表读数为8 μA ，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是________个(已知电子电荷量为1.6×10－19C)。
解析：由题意知，电路图为利用光电管产生光电流的实验电路，光电管的阴极为K ，光电子从K 极发射出来要经高电压加速，所以a 端应该接电源正极，b 端接电源负极。
假定从阴极发射出来的光电子全部到达阳极A ，则每秒从光电管阴极发射出来的光电子数目为n ＝Q e ＝Ite ＝8×10－61.6×10－19个＝5×1013个。
答案：a 5×1013三、计算题(共6小题，共40分。
解答时应写出必要的文字说明、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，答案中必须明确写出数值和单位。
)15. (6分)如图(十七)－4所示，当开关S 断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P ，发现电流表读数不为零。
合上开关，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V 时，电流表读数为零，求此阴极材料的逸出功为多大？图(十七)－4解析：设光子能量为2.5 eV 照射时，光电子的最大初动能为12m v 2，阴极材料的逸出功为W ，据爱因斯坦光电效应方程有：12m v 2＝h ν－W①题图中光电管上加的是反向电压，据题意，当反向电压达到U ＝0.60 V 以后，具有最大初动能的光电子也不能达到阳极，因此eU ＝12m v 2②由①②得W ＝hν－eU ＝2.5 eV －0.6 eV ＝1.9 eV 。