新课标人教版3-5第17章 波粒二象性 单元检测2
人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性《波粒二象性》章末检测试题
人教版高中物理选修3—5第十七章波粒二象性《波粒二象性》章末检测试题(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(1～7题为单项选择题，8～12题为多项选择题.) 1．关于热辐射，下列说法中正确的是( ) A ．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B ．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的C ．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D ．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动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．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4．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5．现有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa ∶λb ∶λc ＝1∶2∶3.当用a 光束照射某金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为E k ，若改用b 光束照射该金属板，飞出的光电子最大初动能为13E k ，当改用c 光束照射该金属板时( )A ．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为16E kB ．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为19E kC ．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为112E kD ．由于c 光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应6．如图甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极K ，发现电流表读数不为零．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．把电路改为图乙，当电压表读数为2 V 时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为( ) A ．1.5 eV 0.6 eVB ．1.7 eV 1.9 eVC ．1.9 eV 2.6 eVD ．3.1 eV 4.5 eV7．已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E k 跟入射光的频率ν的关系图象如图中的直线1所示．某种单色光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为E 1.若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E 2，E 2<E 1，关于这种金属的最大初动能E k 跟入射光的频率ν的关系图象应是图中的( ) A ．a B ．bC ．cD ．上述三条图线都不正确8．关于光电效应，以下说法正确的是( ) A ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B ．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C ．能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸出功D ．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应9．用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k －ν图线．已知钨的逸出功是2.84 eV ，锌的逸出功为3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k －ν坐标系中，则正确的图是( )10．下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是()A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性11．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，都能产生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是()A．遏止电压B．饱和光电流C．光电子的最大初动能D．逸出功12．有关经典物理学中的粒子，下列说法正确的是()A．有一定的大小，但没有一定的质量B．有一定的质量，但没有一定的大小C．既有一定的大小，又有一定的质量D．有的粒子还有一定量的电荷13．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是() A．曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点B．单个光子的运动表现出波动性C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才能表现出波动性14．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接．用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转．下列说法正确的是()A．a光的频率一定大于b光的频率B．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应C．电源正极可能与c接线柱连接D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f 15．关于光的波粒二象性，正确的说法是()A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性16．光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．频率超过极限频率的入射光，光照强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．频率超过极限频率的入射光，频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大17．如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象．由图象可知()A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为ν02时，产生的光电子的最大初动能为E218．现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是() A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C．质量为10－3 kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波长约为10－28 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同二、填空题19.(4分)1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应.1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图所示．图中，“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．20．如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U.若此时增加黄光照射的强度，则毫安表____(选填“有”或“无”)示数．若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表________(选填“有”或“无”)示数．三、计算题21．铝的逸出功是4.2 eV，现用波长200 nm的光照射铝的表面．求：(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)铝的截止频率．22．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间电势差U AK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34 J·s.结合图象，求：(结果均保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能．(2)该阴极材料的极限波长．参考答案1C 2A 3C 4B 5B 6C 7A 8C 9A10CD 11ACD 12CD 13CD 14ACD 15ABD 16AD 17ABC 18BD19答案概率概率 20. 答案无有21.解析(1)由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可得：E k＝hcλ－W0＝(6.63×10－34×3×1082×10－7－4.2×1.6×10－19)J＝3.225×10－19 J≈2.02 eV.(2)由eU c＝E k得遏止电压U c＝E ke＝2.02 V.(3)由W0＝hν0得极限频率ν0＝W0h＝4.2×1.6×10－196.63×10－34Hz≈1.01×1015 Hz.22.解析(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n＝I me＝0.64×10－61.6×10－19个＝4.0×1012(个)光电子的最大初动能为：E km＝eU0＝1.6×10－19 C×0.6 V＝9.6×10－20 J.(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程E km＝hcλ－hcλ0代入数据得λ0≈6.6×10－7 m.。
人教版高中物理选修35第十七章波粒二象性单元检测
人教版高中物理选修 3-5 第十七章波粒二象性单元检测一、单项选择题1.对于光的天性，以下说法正确的选项是（）A.光电效应反响光的颠簸性B.光子的能量由光的强度所决定C.光的波粒二象性是将牛顿的颠簸说和惠更斯的粒子说有机地一致同来D.光在空间流传时，是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子2.以下是相关近代物理内容的若干表达，此中正确的选项是（）A.原子核的比联合能越大越稳固B.一束光照耀到某种金属上不可以发生光电效应，可能是由于这束光的光照强度太小C.依照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的势能减小，但原子的能量增大D.原子核发生一次β衰变，该原子外层就失掉一个电子3.以下说法错误的选项是（）A.光电效应实验中，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多B.氢原子辐射一个光子后，氢原子核外电子动能减小C.大批事实表示，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒D.比联合能越大，原子核中核子联合得越坚固，原子核越稳固4.如下图，用可见光照耀金属板，发现与该金属板相连的验电器指针张开必定角度，以下说法中不正确的有（）A.验电器指针带正电B.有一部分电子从金属板表面逸出C.假如改用同样强度的红外线照耀，验电器指针也必定会张开必定角度D.假如改用同样强度的紫外线照耀，验电器指针也必定会张开必定角度5.对于光电效应，以下说法正确的选项是（）A.某种频次的光照耀金属发生光电效应，若增添入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增添B.光电子的最大初动能只与入射光的频次相关，与入射光的强弱没关C.一般需要用光照耀金属几分钟才能产生光电效应D.入射光的频次不一样，同一金属的逸出功也会不一样6.放射性物质已经宽泛应用于工农业生产中，对放射性的应用，以下说法不正确的选项是()A.放射线能杀伤癌细胞或阻挡癌细胞分裂，所以人体能够常常照耀B.对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行办理C.射线探伤仪中的放射源一定寄存在特制容器里，而不可以任意搁置D.对可能产生放射性污染的场所或物件进行检测是很有必需的7.某光源发出的光由不一样波长的光构成，不一样波长的光的强度如下图．表中给出了一些资料的极限波长，用该光源发出的光照耀表中资料（）资料钠铜铂极限波长（ nm） 541 268 196A. 仅钠能产生光电子B. 仅钠、铜能产生光电子C. 仅铜、铂能产生光电子D. 都能产生光电子8.如图，若 x 轴表示时间， y 轴表示地点，则该图象反应了某质点做匀速直线运动时，地点与时间的关系．若令 x 轴和 y 轴分别表示其余的物理量，则该图象又能够反应在某种状况下，相应的物理量之间的关系．下列说法中正确的选项是（）A. 若 x 轴表示时间， y 轴表示动能，则该图象能够反应某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系B. 若 x 轴表示频次， y 轴表示动能，则该图象能够反应光电效应中，光电子最大初动能与入射光频次之间的关系C. 若 x 轴表示时间， y 轴表示动量，则该图象能够反应某物在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系D. 若 x 轴表示时间， y 轴表示感觉电动势，则该图象能够反应静置于磁场中的某闭合回路，当磁感觉强度随时间平均增大时，闭合回路的感觉电动势与时间的关系9.以下哪些实验现象能够说明原子核内部有复杂的构造（）A. 粒子散射实验B. 光电效应C. 天然放射现象D. 原子发光10.以下对于光电效应的说法正确的选项是（）A.光电效应实验说明光拥有波粒二象性B.若用某种色光去照耀金属而没能发生光电效应，则说明该色光的波长太长C.若用某种色光去照耀金属而没能发生光电效应，若增添光照时间有可能使该金属发生光电效应D.逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度相关二、多项选择题11.（ 2019?海南）三束单色光1、 2 和 3 的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1＞λ2＞λ3）．分别用这三束光照耀同一种金属．已知用光束 2 照耀时，恰能产生光电子．以下说法正确的选项是（）A. 用光束 1 照耀时，不可以产生光电子B. 用光束 3 照耀时，不可以产生光电子C. 用光束 2 照耀时，光越强，单位时间内产生的光电子数量越多D. 用光束 2 照耀时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大12.如下图是氢原子的能级图，大批处于n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共能够辐射出 6 种不一样频次的光子，此中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2 能级跃迁时开释的光子，则（）A. 6种光子中波长最长的是n=4 激发态跃迁到基态时产生的B. 6种光子中有 2种属于巴耳末系C. 使 n=4 能级的氢原子电离起码要0.85eV 的能量D. 若从 n=2 能级跃迁到基态开释的光子能使某金属板发生光电效应，则从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级开释的光子也必定能使该板发生光电效应E. 在 6 种光子中， n=4 能级跃迁到 n=1 能级开释的光子康普顿效应最显然13.以下说法正确的选项是（）A. 假如用紫光照耀某种金属发生光电效应，改用绿光照耀该金属必定发生光电效应B. α粒子散射实验中少量α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式构造模型的主要依照之一C.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，所以，光子散射后波长变长 D. 某放射性原子核经过 2 次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少 4 个E.依据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要开释必定频次的光子，同时电子的动能增大，原子的电势能减小14.已知能使某金属产生光电效应的极限频次为v0，则以下说法正确的选项是（）A.当用频次为 v＜ v0的单色光照耀该金属时，只需照耀时间足够长，就能产生光电子B. 当用频次为2v0的单色光照耀该金属时，所产生光电子的最大初动能为hv0C. 当照耀光的频次v＞ v0时，固然v 增大，但逸出功不变D. 当照耀光的频次v＞ v0时，假如v 增大一倍，光电子的最大初动能也增大一倍三、填空题15.用同一束单色光，在同一条件下，分别照耀锌片和银片，都能产生光电效应，对于这两个过程，以下所列四个物理量中必定同样的是：________；可能同样的是： ________．（只选填各物理量的序号）A 、入射光子的能量B、逸出功C、光电子的动能 D 、光电子的最大初动能．16.铝的逸出功是 4.2eV ，此刻将波长 200nm 的光照耀铝的表面，已知普朗克常量﹣34h=6.63 ×10 J?s，光电子的最大初动能是________J，制止电压是 ________V ，铝的截止频次是________Hz ．（结果保存二位有效数学）第3页/共6页17.以下实验中，深入地揭露了光的粒子性一面的有① X 射线被石墨散射后部分波长增大②锌板被紫外线照耀时有电子逸出但被可见光照耀时没有电子逸出③轰击金箔的α粒子中有少量运动方向发生较大偏转④氢原子发射的光经三棱镜分光后，体现线状光谱A. ①②B. ①②③C. ②③D. ②③④四、解答题18.某光源能发出波长为0.61μm 的可见光，用它照耀某金属能发生光电效应，产生光电子的最大初动能为0.25eV ．已知普朗克常量h=6.63 ×10﹣34J． s，光速 c=3 ×108m/s．求：①上述可见光中每个光子的能量；② 该金属的逸出功．五、实验研究题19.如下图的是工业生产中大多数光控制设施用到的光控继电器表示图，它由电源．光电管．放大器．电磁继电器等几部分构成，看图回答以下问题：（1）图中 a 端应是电源 ________极．（2）光控继电器的原理是：当光照耀光电管时，________．（3）当用绿光照耀光电管 K 极时，可发生光电效应，则以下说法中正确的选项是A.增大绿光照耀强度，光电子最大初动能增大B.增大绿光照耀强度，电路中光电流增大C. 改用比绿光波长大的光照耀光电管K 极时，电路中必定有光电流D. 改用比绿光频次大的光照耀光电管K 极时，电路中必定有光电流．六、综合题第4页/共6页20.有一真空中波长为﹣7﹣34J?s求此6×10 m 的单色光，普朗克常量为 6.63 ×10（1）单色光的频次；（2）单色光的的 1 个光子的能量．21.依据所学知识达成填空：（1）钠金属中的电子汲取光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小 ________（选填“增大”、“减小”或“不变”），原由是 ________．（2）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为﹣ 3.40eV 和﹣ 1.51eV，金属钠的截止频次为 5.53 ×1014 Hz ，普朗克常量 h=6.63 ×10﹣34 J?s．请经过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照耀金属钠板，可否发生光电效应．答案分析部分一、单项选择题1.【答案】 D2.【答案】 A3.【答案】 B4.【答案】 C5.【答案】 A6.【答案】 A7.【答案】 D8.【答案】 C9.【答案】 C10.【答案】 B二、多项选择题11.【答案】 A,C12.【答案】 B,C,E13.【答案】 B,C,E14.【答案】 B,C三、填空题15.【答案】 A ；C16.【答案】 3.2 ×10﹣19； 2.0； 1.0 ×101517.【答案】 A四、解答题18【.答案】解：① 光子的能量为： E=h=6.63 ×10﹣34×≈2.07eV．② 依据光电效应方程E km=hv﹣ W 0得金属的逸出功为：W 0=hv﹣ E Km=2.07 ﹣ 0.25eV=1.82eV ．答：①可见光中每个光子的能量为 2.07eV ．②金属的逸出功为 1.82eV．五、实验研究题19.【答案】（ 1）正（ 2） K 极发射光电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流产生的磁场使铁芯M 被磁化，将衔铁N 吸住；无光照耀光电管时，电路中无电流，N 自动走开 M（ 3） B,D六、综合题20.【答案】（ 1）光在真空中流传速度为c=3 ×108m/s，而波长与频次的关系是c= λf，由此式可求得频次 f ．光子能量公式E=hf．由c=λf，得f==5×1014Hz答：此单色光的频次为5×1014Hz（2） 1 个光子的能量 E=hf=6.63 ×10﹣34×5×1014J=3.3 ×10﹣19J答： 1 个光子的能量是 3.3 ×10﹣19J．21.【答案】（ 1）减小；光电子遇到金属表面层中力的阻挡作用（或需要战胜逸出功）（ 2）解：氢原子放出的光子能量E=E3﹣ E2，代入数据得： E=1.89 eV ；金属钠的逸出功W 0=hνc，代入数据得： W 0=2.3eV ；由于 E＜W 0，所以不可以发生光电效应答：不可以。
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 。
人教版选修3-5第十七章波粒二象性单元测试2
物理人教版选修3-5第十七章波粒二象性单元检测（时间：60分钟满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分。
在每小题给出的四个选项中有一 个或多个选项正确。
全部选对的得5分，选对但不全的得 2分，有选错的或不答的得 0分）1.下列各种说法中正确的有 （）。
A •普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说B •一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短C. 在光的单缝衍射实验中，狭缝越窄，光子动量的不确定量越大D. 任何一个运动物体，无论是大到太阳、地球，还是小到电子、质子，都与一种波相 对应，这就是物质波。
物质波是概率波2•下列实验现象中，哪些实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难 （ ）。
A .光的干涉B .光的衍射C .康普顿效应D .光电效应3. （2011上海单科）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 •改用频率更小的紫外线照射 C .改用强度更大的原紫外线照射 4•关于物质波的认识，正确的是 （ ）。
A •电子的衍射证实了物质波的假设是正确的B. 物质波也是一种概率波C. 任何一物体都有一种波和它对应，这就是物质波 D .物质波就是光波5•运动电子束穿过某一薄晶体时能产生明显的衍射现象，那么下列说法中正确的是A . h> h, W C > W D B. C. hV h, W C > W DD. 8. 如图所示，是某金属在光的照射下，光电子最大初动能 象，由图象可知（ B •改用X 射线照射 D •延长原紫外线的照射时间（ ）°A .电子束的运动速度越快，产生的衍射现象越明显B .电子束的运动速度越慢，产生的衍射现象越明显C .产生衍射现象的明显程度与电子束的运动速度无关D .以上说法都不对6.根据爱因斯坦光子说，光子能量长）（）°cA . h&等于（h 为普朗克常量, c 、入为真空中的光速和波C . h 入D.hB . h c 7. 用波长为 入和h 的单色光A 和B 分别照射两种金属C 和D 的表面。
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。
新人教版选修3-5《第17章_波粒二象性》单元测试卷(2)
新人教版选修3-5《第17章波粒二象性》单元测试卷（2）一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60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5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分．）1. 在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是（）A.光的折射现象、偏振现象B.光的反射现象、干涉现象C.光的衍射现象、色散现象D.光电效应现象、康普顿效应2. 下列说法正确的是（）A.光的粒子性说明每个光子就像极小的小球体一样B.光是波，而且是横波，与橡皮绳上传播的波类似C.光和物质相作用时是“一份一份”进行的，从这个意义上说光是一种粒子D.光子在空间各点出现的可能性的大小（概率），可以用波动的规律来描述，从这个意义上说光是一种波3. 下列说法正确的是（）A.有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.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4. 关于物质波的认识，正确的是（）①电子的衍射证实了物质波的假设是正确的②物质波也是一种概率波③任何一物体都有一种波和它对应，这就是物质波④物质波就是光波．A.①②B.②③C.①④D.①③5. 如图所示，一个粒子源产生某种粒子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光，那么在荧光屏上将会看到（）A.只有两条亮纹B.有许多条明、暗相间的条纹C.没有亮纹D.只有一条亮纹6. 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ℎ、电子质量m和电子电荷量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.n2ℎ2 med2B.(md2ℎ2n2e3)13 C.d2ℎ22men2D.n2ℎ22med27. 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8. 科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中（）A.能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′B.能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′C.能量守恒，动量守恒，且λ<λ′D.能量守恒，动量守恒，且λ>λ′9. 用两束频率相同，强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面，均能产生光电效应，那么（）A.两束光的光子能量相同B.两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同C.两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D.两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同10. 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.9.7×10−8m11. 已知人眼瞳孔的直径为d，一秒进入瞳孔N个波长为λ的光子时就能引起视觉。
人教版选修(3-5)第十七章《波粒二象性》同步测试
第十七章波粒二象性单元测试【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．(2018·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 hB.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 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 2hcB.3.6Pλn πd 2hcC.0.9PλhcD.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)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＝0.91×10－30 kg，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·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．详解答案章末检测(二) 波粒二象性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 ＝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＝v λ′……①，又n ＝c v ＝sin θ1sin θ2……②，解①②得λ′＝sin θ2sin θ1λ，B 对；由ε＝hν，得ε＝hcλ，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＝dn，代入得U ＝n 2h22med 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＝3.6P2，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．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)22×9.1×1031J ≈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＝cλ.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.答案：(1)eU ＋hc λ－W (2)d 2mUe。
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新课标人教版3-5第17章波粒二象性单元检测2
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/ch
C．ch/λE D．h/λE
9．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10-9s
10．三种不同的入射光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。
要使从该金属表面逸出的光电子的最大初动能达到4eV，入射光子的能量应为
_____________eV.
12．照射金属的光子能量为6eV，则此光子的频率为____，可使逸出光电子的最大初动能为1.5eV．如果照射光光子的能量变为12eV，则逸出电子的最大初动能变为____．
13．如图所示研究光电效应的实验电路，当用波长λ1=600nm的单色光照射时，测得两极加的反向电压UAK=-0.2V时，毫安表示数恰好减小为零，则从光电管阴极发出的光电子的最大初动能为____．改用波长为λ2=400nm的单色光照射时，光电子的最大初动能____．(填增大、减小、不变)
三、计算题（本题共4小题，共45分）
14．金属钠产生光电效应的极限频率是6.0×1014Hz．根据能量转化和守恒守律，计算用波长0.40μm的单色光照射金属钠时，产生的光电子的最大初动能是多大？
15．用频率为的光照射金属表面所产生的光电子垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中作匀速圆周运动时，其最大半径为R，电子质量为m，电量为e，则金属表面光电子的逸出功为_______．
16.生活中很多地方杀毒都用到紫外线，紫外线的波长范围大致是100nm—400nm。
100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值是多少？
17.用功率P0=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1m2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？
答案：
1、ABC
2、CD
3、A
4、D
5、AB
6、AB
7、D
8、C
9、B
10、CD
11、7101.4-⨯m 7eV 【解析】当入射光的能量正好等于金属的逸出功的时候，入射光的频率有最小值，波长有最大值。
由K E W h +=υ，得=W 3eV ，所以入射光的最小能量E==W 3eV=λc
h ，解得7
101.4-⨯=λm 。
K E W h '+='υ，得7='+='K E W h υeV
12、1.45×1015Hz ；7.5eV ．
13、0.2eV ，增大．
14、0.99×10-19J 场加速
15、h -B 2e 2R 2/2m
16、300 eV
17.解 (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
n1=nS1=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
说明由题中计算可知，每个原子接收两个光子的间隔是一段相当长的时间．由于金属内电子的碰撞十分频繁，两次碰撞之间的时间只有10-15s左右，因此，一个电子接收一个光子后如不能立即逸出，来不及等到接收第二个光子，它所额外增加的能量早已消耗殆尽．可见，在表面光电效应中是难以实现双光子吸收的．。