粤教版高中物理选修35 第二章 波粒二象性 单元测试
物理粤教版选修3-5单元测试：第二章波粒二象性含解析
本章测评（满分:100分时间：90分钟）第Ⅰ卷(选择题共48分）一、选择题（共有12个小题，每个小题4分，共48分．每个小题至少有一个选项正确,选对得4分，选不全得2分,选错或不选得0分)1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2下列说法正确的是( )A．光波是一种概率波B．光波是一种电磁波C．单色光从光密介质进入光疏介质时,光子的能量改变D．单色光从光密介质进入光疏介质时,光的波长不变3在图2－1 所示的光电管的实验中,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单色光照射时不发生光电效应．那么( ）图2－1A．A光的频率大于B光的频率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a流向b D．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a 4如图2－2 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,那么在荧光屏上将看到（）图2－2A．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5人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时,只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（)A．2。
3×10－18 W B．3.8×10－19 WC．7.0×10－48 W D．1。
2×10－48 W6下列实际的例子中，应用的物理原理表明光具有波动性的是( ）A．在磨制各种镜面或其他光学平面时应用干涉法检查平面的平整程度B．拍摄水面下的物体时，在照相机镜头前装一片偏振滤光片，可以使景象清晰C．一窄束白光通过三棱镜色散得到彩色的光带D．利用光照射到光电管上产生光电流，进行自动控制7关于电磁波和机械波，下列说法正确的是( )A．电磁波和机械波的传播都需要借助于介质B．电磁波在任何介质中传播的速度都相同，而机械波的波速大小与介质密切相关C．电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D．机械波能产生多普勒效应，而电磁波不能产生多普勒效应8分别用波长为λ和错误!λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2。
粤教版高中物理选修3-5 第二章 波粒二象性 单元检测
粤教版高中物理选修3-5 第二章波粒二象性单元检测一、单选题1.下列五幅图的有关说法中正确的是（）① ②③ ④⑤A. 若两球质量相等，碰后的速度一定为vB. 射线甲是α粒子流，具有很强的穿透能力C. 在光的颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越小D. 链式反应属于重核的聚变E. 中央亮条的宽度代表粒子动量的不确定范围2.对于光电效应的研究结果，下列叙述中的是（）A. 光电子的发射几乎是瞬时的B. 入射光的频率必须大于极限频率时才能产生光电效应C. 发生光电效应时，单位时间里照射到金属表面的光子数目越多，则单位时间内从金属表面逸出的光电子数会越多D. 发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子的速度大小均相等3.如图为一光电管电路，滑动变阻器滑动触头P位于AB上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有（）A. 加大照射光强度B. 换用波长短的光照射C. 将P向B滑动D. 将电源正负极对调4.下列说法正确的是（）A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B. 天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构C. 一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D. 大量的氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时只会辐射两种不同频率的光5.下列说法正确的是（）A. 光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性B. 微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小C. 爱因斯坦在对黑体辐射的研究中提出了能量子的观点D. 康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有波动性6.下表给出了一些金属材料的逸出功．现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种？（普朗克常量h=6.6×10﹣34J•s，光速c=3.0×108m/s）（）A. 2种B. 3种C. 4种D. 5种7.用某种频率的光照射锌板，使其发射出光电子．为了增大光电子的最大初动能，下列措施可行的是（）A. 增大入射光的强度B. 增加入射光的照射时间C. 换用频率更高的入射光照射锌板D. 换用波长更长的入射光照射锌板8.下列表述正确的是（）A. 天然放射现象说明原子具有核式结构B. β衰变的实质是原子核内某个中子转化成了质子和电子C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，改用波长更长的其他光来照射该金属就可能发生光电效应D. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径更大的轨道时，电子的动能增大，电势能增大，总能量增大9.下列说法中正确的是（）A. 光电效应说明光具有波动性B. 光纤通信利用了光的折射现象C. 泊松亮斑说明了光沿直线传播D. 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性10.下列关于近代物理知识说法，你认为正确的是（）A. 汤姆生发现了电子，表明原子核有复杂结构B. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长D. 按照波尔理论，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，电子的动能减小，原子总能量减小11.如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，则（）A. 若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变B. 若将滑动触头P向A端移动时，电流表读数一定增大C. 若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过D. 若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变12.如图所示，下列说法正确的是（）A. 由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光子波长最长B. 由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应13.关于光的波粒二象性，错误的说法是( )A. 光的频率愈高，光子的能量愈大，粒子性愈显著B. 光的波长愈长，光子的能量愈小，波动性愈明显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. 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二、多选题14.如图是某金属在光的照射下，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2ED. 该图线的斜率表示普朗克常量15.关于近代物理，下列说法正确的是（）A. 用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率B. 核聚变反应方程H+ H→ He+ n中，n表示质子C. α射线是高速运动的氦原子D. 由玻尔的原子模型可推知，处于激发态的氢原子，量子数越大，核外电子动能越小16.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（）A. 用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应B. 一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光C. 一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD. 用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态E. 用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离17.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为v0，则下列说法正确的是（）A. 当用频率为v＜v0的单色光照射该金属时，只要照射时间足够长，就能产生光电子B. 当用频率为2v0的单色光照射该金属时，所产生光电子的最大初动能为hv0C. 当照射光的频率v＞v0时，虽然v增大，但逸出功不变D. 当照射光的频率v＞v0时，如果v增大一倍，光电子的最大初动能也增大一倍三、填空题18.宏观物体的物质波波长非常小，极不易观察到它的________.19.在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为ν0．现用频率为2ν0的光照射在阴极上，已知普朗克常量为h，则光电子的最大初动能为________；若此时电路中的电流为I，则单位时间内到达阳极的电子数为________（电子的电荷量用e表示）；若增大照射光的强度，则电路中的光电流将________（填“增大”“减小”或“不变”）．20.如图1所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示．则光电子的最大初动能为________J ，金属的逸出功为________J ．四、解答题21.真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示，光照前两板都不带电，以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。
粤教版高中物理选修35单元测试：第二章波粒二象性(无答案)
选修3-5 第二章《波粒二象性》单元测试卷(测试时间：40分钟 评价分值：100分)班级 姓名 学号 成绩一、单项选择题(本大题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．对爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0，下面的理解正确的是( )A ．只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能E kB ．式中的W 0表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C ．逸出功W 0和极限频率ν0之间应满足关系式W 0＝hν0D ．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比2．频率为ν的单色光照射在某种金属表面产生光电效应，由金属表面逸出的光电子垂直射入匀强磁场做圆周运动时，其最大半径为r .若要使最大半径r 增大，可采取( )A ．用频率大于ν的单色光照射B ．用频率小于ν的单色光照射C ．仍用频率为ν的单色光照射，但延长照射时间D ．仍用频率为ν的单色光照射，但增大光的强度3．在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初动能E k 与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图象不．可求出( ) A ．该金属的逸出功B ．该金属的极限频率C ．单位时间内逸出的光电子数D ．普朗克常量4．分别用波长为λ和 3λ4 的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为( )A.hc 2λB.2hc 3λC.3hc 4λD.4hc 5λ5．紫外线光子的动量为hνc，一个静止的O 3吸收了一个紫外线光子后( ) A ．仍然静止B ．沿着光子原来运动的方向运动C ．沿光子运动相反方向运动D ．可能向任何方向运动6．一个能量为ε，动量为p 的微观粒子，所对应的物质波的速度为( )A.2εpB.εpC.2εpD.εp二、双项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，不选或有选错的得0分)7．关于光电效应，下列说法中正确的是( )A ．光电流随入射光频率的增大而增大B ．光电子的最大初动能越大，光电流就越小C ．光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率D ．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，则改用频率是ν2的红光照射该金属可能发生光电效应8． 用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较弱的太阳光照射某金属，则( )A ．可能不发生光电效应B ．逸出光电子的时间明显变长C ．逸出光电子的最大初动能不变D ．单位时间逸出光电子的数目变小9．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，则( )A ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0C ．当照射光的频率ν>ν0时，若ν增大，则逸出功增大D ．当照射光的频率ν>ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍10．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W D ，则下列选项正确的是( )A ．λ1>λ2B ．λ1<λ2C ．W C >W DD ．W C <W D11．下列对于光子的认识，正确的是( )A ．“光子说”中的光子就是牛顿在微粒说中所说的“微粒”B ．“光子说”中的光子就是光电效应的光电子C ． 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子D ．光子的能量跟光的频率成正比12．下列关于微观粒子波粒二象性的认识，正确的是( )A ．因实物粒子具有波动性，故其轨迹是波浪线B ．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹C ．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，再由不确定性关系知粒子动量将完全确定D ．大量光子表现出波动性，此时光子仍具有粒子性三、非选择题(本大题4小题，共40分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文说明、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．)13．(12分)某金属的逸出功为W 0，用波长为λ的光照射金属的表面，当遏止电压取某个值时，光电流便被截止．当光的波长改变为原波长的1n后，已查明使电流截止的遏止电压必须增大到原值的η倍．试计算原入射光的波长λ.14．(14分)已知功率为100 W的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c＝3.0×108 m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，假定所发出的可见光的波长都是560 nm，计算灯泡每秒内发出的光子数．15．(14分)在光电效应的实验中，金属板用极限频率为ν0＝6.00×1014 Hz的钠制成．若用波长为λ＝0.300 μm的紫外线照射金属板，问：(1)能否发生光电效应？(2)入射光子的能量是多少？(3)若入射光的功率为1 mW，每秒射到金属板上的光子数是多少？。
粤教版高中物理选修35 第二章 波粒二象性 单元测试
粤教版高中物理选修35 第二章波粒二象性单元测试一、单项选择题1.黑体辐射和能量子的说法中正确的选项是〔〕A. 黑体辐射随温度的降低，各种波长的辐射强度都添加B. 黑体辐射随温度的降低，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C. 能量子是普朗克最先提出的D. 能量子是一种微观粒子2.2021年5月9日，第六届亚欧光电展在新疆国际会展中心举行．关于光电效应现象．以下说法正确的选项是〔〕A. 某金属发生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能不变B. 紫外线照射某金属外表时发作了光电效应，那么红外线也一定可以使该金属发作光电效应C. 在光电效应实验中，抑止电压与入射光的频率有关D. 光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象3.用波长为λ1和λ2的单色光A和B区分照射两种金属C和D的外表．单色光A照射两种金属时都能发生光电效应现象：单色光B照射时，只能使金属C发生光电效应现象．不能使金属D发生光电效应现象，设两种金属的逸出功区分为W C和W D，那么以下选项正确的选项是〔〕A. λ1＞λ2，W C＞W DB. λ1＞λ2，W C＜W DC. λ1＜λ2，W C＞W DD. λ1＜λ2，W C＜W D4.关于光的本性，以下说法中正确的选项是( )A. 关于光的本性，牛顿提出微粒说，惠更斯提出动摇说，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：既可以把光看成微观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C. 光的干预、衍射现象说明光具有动摇性，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动摇说和惠更斯的粒子说真正无机地一致同来的5.以下光的波粒二象性的说法中，正确的选项是〔〕A. 有的光是波，有的光是粒子B. 光子与电子是异样的一种粒子C. 光的波长越长，其动摇性越清楚；波长越短，其粒子性越清楚D. 少量光子的行为往往显示出粒子性6.在验证光的波粒二象性的实验中，以下说法正确的选项是〔〕A. 使光子一个一个地经过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样B. 单个光子经过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C. 光子经过狭缝的运动路途像水波一样D. 光的动摇性是一个光子运动的规律7.关于物质波，以下说法正确的选项是( )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. 甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍二、多项选择题8.在光电效应实验中，小君同窗用同一光电管在不同实验条件下失掉了三条光电流与电压之间的关系曲线〔甲光、乙光、丙光〕，如下图．那么可判别出〔〕A. 甲光的频率大于乙光的频率B. 甲光的照射功率大于乙光的照射功率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小于丙光的光电子最大初动能9.以下理想中，说明光具有粒子性的是〔〕A. 光的反射B. 光的折射C. 光的衍射D. 光的色散10.以下说法中正确的选项是〔〕A. 卢瑟福的原子核式结构不能解释原子光谱，玻尔的原子能级结构可以解释一切的原子光谱B. 依据λ= ，可知动能相反的质子和电子相比拟，质子的波长小于电子的波长，更适宜做显微镜C. 微观粒子都具有波﹣粒二象性，无论怎样改善仪器和测量方法，其位置和相应动量不能同时被测准D. 核电站、原子弹、氢弹以及太阳外部的核反响都是链式反响三、填空题11.某光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，普朗克常量为h，电子的电荷量为e．用频率为ν的紫外线照射阴极，有光电子逸出，光电子抵达阳极的最大动能是________；假定在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使光电子都不能抵达阳极，反向电压至少为________12.用频率为ν的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为E K，普朗克常量为h，那么该金属的逸出功为________；假定改用频率为2ν的单色光照射此种金属时，那么逸出光电子的最大动能为________．13.一辆摩托车以20 m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg，那么车撞墙时的不确定量为________m．四、解答题14.某光源能收回波长为0，6μm的可见光，用它照射某金属能发作光电效应，发生光电子的最大初动能为0.25eV．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、实验探求题15.如下图的是工业消费中大局部光控制设备用到的光控继电器表示图，它由电源．光电管．缩小器．电磁继电器等几局部组成，看图回答以下效果：〔1〕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K极时，可发作光电效应，那么以下说法中正确的选项是A. 增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B. 增大绿光照射强度，电路中光电流增大C. 改用比绿光波长大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流D. 改用比绿光频率大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流．六、综合题16.某同窗采用如下图的实验装置来研讨光电效应现象当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发作光电效应现象.闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压经过调理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，此时电压表读数为U，这一电压称为抑止电压.现区分用频率为和的单色光照射阴极，测量到抑止电压区分为和，设电子电荷量为e.求：〔1〕普朗克常量h；〔2〕该阴极K金属的极限频率.答案解析局部一、单项选择题1.【答案】D【解析】【解答】A、黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大．故A正确；B、随着温度的降低，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故B正确；C、依据普朗克的能量子假说，黑体辐射的能量是不延续的，每一份叫做一个能量子，故C正确；D、黑体辐射的能量子假说中，能量子具有粒子性，不是一种微观粒子．故D错误应选：D．【剖析】黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的降低，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．2.【答案】A【解析】【解答】解：A、依据光电效应方程E km=hv﹣W0，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能不变．A契合题意．B、发作光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，紫外线的频率大于红外线的频率，所以紫外线照射某金属外表时发作了光电效应，那么红外线不一定可以使该金属发作光电效应．B不契合题意．C、依据光电效应方程：eU0=E km=hv﹣W0，可知在光电效应中，入射光的频率越大，那么抑止电压越大．C 不契合题意．D、依据光电效应的实质可知，光电效应是原子的核外电子吸收光子，成为自在电子的现象．D不契合题意．故答案为：A．【剖析】依据爱因斯坦光电效应方程，以及光电效应发作的条件停止判别。
2017-2018学年高中物理粤教版选修3-5习题：第二章 第
第二章波粒二象性第三节康普顿效应及其解释第四节光的波粒二象性A级抓基础1．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子假说．从科学研究的方法来说，这属于( )A．等效替代B．控制变量C．数学归纳D．科学假说解析：猜测光具有粒子性，从而提出光子假说，这种科学研究的方法属于科学假说．答案：D2．(多选)说明光具有粒子性的现象是( )A．光电效应B．光的反射C．光的衍射D．康普顿效应解析：光电效应说明光的能量是一份一份的，即说明光具有粒子性，故A正确；光的反射不能说明光的本性是波，也不能说明光的本性是粒子，故B错误；衍射是波特有的现象，光的衍射说明光具有波动性，故C错误；康普顿效应说明光子具有动量，证明了光具有粒子性，故D正确．答案：AD3．(多选)在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是( )A．使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样B．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C．光子通过狭缝的运动路线是直线D．光的波动性是大量光子运动的规律解析：个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性，如果时间足够长，通过狭缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，A、D选项正确．单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上也不会出现完整的衍射图样，B、C选项错．答案：AD4．(多选)为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是( )A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C ．大量光子的运动规律显示出光的波动性D ．个别光子的运动显示出光的粒子性解析：单个光子运动具有不确定性，大量光子落点的概率分布遵循一定规律，显示出光的波动性．使光子一个一个地通过双缝，如果时间足够长，底片上会出现明显的干涉图样，A 、C 对，B 错；由光的波粒二象性知，个别光子的运动显示出光的粒子性，D 对．答案：ACD5．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的叙述不符合科学规律或历史事实的是( )A ．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B ．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C ．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D ．光具有波粒二象性解析：牛顿的“微粒说”认为光是一群弹性粒子，与爱因斯坦的“光子说”本质不同，光的干涉实验显示了光的波动性，故A 错，B 、C 、D 对．答案：AB 级 提能力6．(多选)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，根据λ＝h p，知波长增大，故A 正确；普顿效应不仅出现在石墨对X 射线的散射中，故B 错误；康普顿效应揭示了光具有粒子性，故C 正确；康普顿效应进一步表明光子具有动量，故D 正确．答案：ACD7．(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )A ．一定落在中央亮纹处B ．一定落在亮纹处C ．可能落在暗纹处D ．落在中央亮纹处的可能性最大解析：根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上，当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故C 、D 选项正确．答案：CD8．频率为ν的光子，具有的动量为h νc，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射．散射后的光子( )A ．虽改变原来的运动方向，但频率保持不变B ．光子将从电子处获得能量，因而频率将增大C ．散射后光子的能量减小，因而光子的速度减小D ．由于电子受到碰撞，散射后的光子频率低于入射光的频率解析：由动量公式p ＝h λ，在康普顿效应中，当入射光子与电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，因而光子动量变小，波长变长，频率变小．而光的传播速度不变．答案：D9．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．那么在荧光屏上将看到( )A ．只有两条亮纹B ．有多条明暗相间的条纹C ．没有亮纹D ．只有一条亮纹 解析：由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动规律支配，对大量粒子运动到达屏上某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹．故选B.答案：B。
高中物理 第2章 波粒二象性章末综合测评 粤教版选修35
章末综合测评(二)(时间：60分钟 满分：100分)一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每题给出的5个选项中有3项符合题目要求，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)1．一个光子和一个电子具有相同的波长，则( ) A ．光子具有较大的动量 B ．光子具有较大的能量 C ．电子与光子的动量相等 D ．电子和光子的动量不确定E ．电子和光子都满足不确定性关系式Δx Δp ≥h4π【解析】 根据λ＝h p可知，相同的波长具有相同的动量． 【答案】 BCE2．(2016·郑州一中检测)以下说法中正确的是( ) A ．光波和物质波都是概率波 B ．实物粒子不具有波动性C ．实物粒子也具有波动性，只是不明显D ．光的波动性是光子之间相互作用引起的E ．光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹，光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定【解析】 光波和物质波都是概率波，可通过波动规律来确定，故A 、C 、E 正确，B 错误；光的波动性是光的属性，不是光子间相互作用引起的，D 错误．【答案】 ACE3．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E ．光电效应的发生与照射光的强度无关【解析】 增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A 正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B 错误，E 正确．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C 错误；根据h ν－W 逸＝12mv 2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D 正确．【答案】 ADE4．下列叙述的情况中正确的是 ( )A ．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样B ．光是波，与橡皮绳上的波类似C ．光是波，但与宏观概念的波有本质的区别D ．光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的E ．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动的规律来描述【解析】 光的粒子性说明光是一种粒子，但到达空间某位置的概率遵守波动规律，与宏观概念的粒子和波有着本质的不同，所以选项A 、B 错误，C 、E 正确．根据光电效应可知，光是一种粒子，光子与电子的作用是一对一的关系，所以选项D 正确．【答案】 CDE5．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是( ) A ．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置 B ．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道 C ．电子绕核运动时，不遵从牛顿运动定律 D ．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的 E ．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置【解析】 微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述，C 、D 、E 正确．【答案】 CDE二、非选择题(本题共8小题，共70分．按题目要求作答．)6．(6分)在做双缝干涉实验中，观察屏的某处是亮纹，则对某个光子来说到达亮纹处的概率比到达暗纹处的概率________，该光子________到达光屏的任何位置．【解析】 根据概率波的含义，一个光子到达亮纹处的概率要比到达暗纹处的概率大得多，但并不是一定能够到达亮纹处．【答案】 大 可能7．(6分)频率为ν的光照到某金属材料时，产生光电子的最大初动能为E km ，若改用频率为2ν的光照射同一金属材料，则所产生光电子的最大初动能为________．(h 为普朗克常量)【解析】 由光电效应方程得频率为ν的光照射金属材料时E km ＝h ν－W 0，改用频率为2ν的光照射同一金属材料时E km ′＝h ·2ν－W 0，解得E km ′＝E km ＋h ν.【答案】 E km ＋h ν8．(6分)经150 V 电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，电子到达屏上的位置受________规律支配，无法用确定的________来描述它的位置．【解析】 电子被加速后其德布罗意波波长λ＝hp＝1×10－10m ，穿过铝箔时发生衍射，电子的运动不再遵守牛顿运动定律，不可能用“轨迹”来描述电子的运动，只能通过概率波来描述．【答案】 波动 坐标9．(6分)某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21 eV ，用波长为2.5×10－7m 的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108 m/s ，元电荷为1.6×10－19C ，普朗克常量为6.63×10－34J·s.钾的极限频率为________，该光电管发射的光电子的最大初动能是________．【解析】 由W 0＝h νc 得，极限频率νc ＝W 0h≈5.3×1014Hz ；由光电效应方程E k ＝h ν－W 0得，光电子的最大初动能E k ＝h cλ－W 0≈4.4×10－19J.【答案】 5.3×1014Hz 4.4×10－19J10．(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1所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．图1(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.【导学号：78220029】【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)6.25×101311．(12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2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400～770 nm(1 nm＝10－9m)．图2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________(选填“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400×10－9～770×10－9m而金属铯的极限波长为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)a12．(12分)德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有着一种波与它对应，波长是λ＝h p，式中p 是运动着的物体的动量，h 是普朗克常量．已知某种紫光的波长是440 nm ，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10－4倍，求：(1)电子的动量的大小；(2)试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系，并计算加速电压的大小．电子质量m ＝9.1×10－31kg ，电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，普朗克常量h ＝6.6×10－34J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字.【导学号：78220030】【解析】 (1)由λ＝h p知电子的动量p ＝hλ＝1.5×10－23 kg·m/s.(2)电子在电场中加速，有eU ＝12mv 2又12mv 2＝p 22m解得U ＝mv 22e ＝h 22me λ2≈8×102 V.【答案】 (1)1.5×10－23kg·m/s (2)U ＝h 22me λ2 8×102V13．(12分)如图3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 0，电子质量为m ，电荷量为e .求：图3(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.【导学号：78220031】【解析】 (1)根据爱因斯坦光电效应方程得E k ＝h ν－W 0 光子的频率为ν＝cλ所以光电子的最大初动能为E k ＝hcλ－W 0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 0.(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解得t ＝d2mUe.【答案】 (1)eU ＋hcλ－W 0 (2)d2m Ue。
高中物理 第二章 波粒二象性单元测试3 粤教版选修35
高中物理第二章波粒二象性单元测试3 粤教版选修35说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1.入射光照射到金属表面上发生了光电效应,若入射光的强度减弱,但频率保持不变,那么以下说法正确的是 ( )A.从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔明显增加B.逸出的光电子的最大初动能减少C.单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少D.有可能不再产生光电效应解析：本题考查光电效应的基本规律.由光电效应的基本规律知,光的频率不变,逸出的光电子的最大初动能不变;入射光的强度减弱,单位时间内照射到金属上的光子数减少,因而单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少;只要入射光的频率大于金属的极限频率,就能产生光电效应,并且是瞬时的,不会因入射光的强度减弱而延长时间.ABD错,C对.答案C2.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不属于 ( )A.等效代替B.控制变量C.科学假说D.数学归纳解析：本题考查科学研究方法.爱因斯坦由光电效应的实验规律提出光子说,属于科学假说.光子说圆满地解释了光电效应的实验规律,后来的康普顿效应又无可辩驳地证明了光是一种粒子,光子说得到了验证,由假说上升为一种正确理论.答案ABD3.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中( )A.原子要吸收光子，电子的动能增加，原子的电势能增加B.原子要放出光子，电子的动能减少，原子的电势能减少C.原子要吸收光子，电子的动能增加，原子的电势能减少D.原子要吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增加解析：本题考查氢原子玻尔理论.电子从离核较近轨道跃迁到较远轨道，能量增加.由能量守恒知，原子要吸收光子，该过程中电子要克服库仑力做功，动能减少，原子的电势能增加.故正确选项为D.答案D4.氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光,那么氢原子从第5能级跃迁到第2能级可能发出( )A.绿光B.红光C.黄光D.紫光解析：本题考查玻尔理论.由于E5-E2＞E4-E2,所以该光子的能量比蓝光光子的能量大,放出的可能是紫光，D 正确.答案D5.某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P ，c 表示光速，h 为普朗克常量.则激光器每秒发射的光子数为 ( )A.hc P λB.chP λ C.hcP λD.λPhc解析：本题考查光子论及能量守恒.由P ·1=nhλc 得n =hcP λ 故正确选项为A.答案A6.一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a 、b 、c 上，如图所示.已知金属板b 有光电子放出，则可知 ( )A.板a 一定不放出光电子B.板a 不一定放出光电子C.板c 一定不放出光电子D.板c 一定放出光电子解析：介质对不同频率的色光折射率不同，频率越高折射率越大，通过三棱镜后偏折得越厉害.由题图可知，经玻璃三棱镜分别射向金属板a 、b 、c 的三束光，频率依次升高.a 、b 、c 是相同的金属板，发生光电效应的极限频率是相同的，b 板有光电子放出时，说明金属的极限频率低于射向b 板的光的频率，但不能确定其值是否也低于射向a 板的光的频率，故c 板一定有光电子放出，a 板不一定有光电子放出.故正确选项为B 、D.答案BD7.氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E 1=-54.4 eV ，氦离子能级的示意图如图所示.在具有下列能量的光子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 （ ）A.40.8 eVB.43.2 eVC.51.0 eVD.54.4 eV 解析：本题考查玻尔理论.（1）由玻尔理论知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差.（2）氦离子在图示的各激发态与基态的能量差： ΔE 1=E ∞-E 1=0-(-54.4 eV)=54.4 eVΔE 2=E 4-E 1=-3.4 eV-(54.4 eV)=51.0 eV ΔE 3=E 3-E 1=-6.0 eV-(-54.4 eV)=48.4 eV ΔE 4=E 2-E 1=-13.6 eV-(54.4 eV)=40.8 eV可见，40.8 eV 、51.0 eV 、54.4 eV 都能被基态氦离子吸收. 答案ACD 8.对光电效应的解释正确的是 （ ）A.金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不同解析：按照爱因斯坦的光子说，光子的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大.但要使电子离开金属，须使电子具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量.但电子只能吸收一个光子，不能同时吸收多个光子，否则当光的频率低而照射时间足够长时，也会发生光电效应.电子从金属中逸出时，处在金属表面的电子向外逸出时克服原子核的引力所做的功最小，这个功称为逸出功.不同金属的逸出功不同.答案BD9.用电子显微镜观察一微生物的内部结构，需要把电子的德布罗意波长设定为λd ，已知普朗克常量为h ，电子的质量为m ，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是以下哪个值 （ ）A.222d me h λ B.222meh d λC.222dme h λD.222ehm d λ 解析：根据动能定理：eU =21mv 2=m p m mv 22)(22= 所以p =meU 2,由德布罗意波长公式：λd =222,2d me h U meUh p h λ==,A 正确.答案A10.如图是产生X 射线的装置，叫做X 射线管，图中的K 是阴极，A 是阳极.通电时，由阴极发出的电子，打在阳极上，从阳极上激发出X 射线（也称X 光）.设其中光子能量的最大值等于电子到达阳极时的动能.已知阴极与阳极之间的电势差U 、普朗克常量h ,电子电荷量e 和光速c ，则（设电子初速度为零） ( )A.X 射线是从对阴极A 发出的B.高压电源的a 端为负极C.X 射线管发出的X 光的最长波长为eU hc D.X 射线管发出的X 光的最短波长为eUhc解析：X 射线是从对阴极A 发出的,A 选项对.高压电源的a 端是正极,B 错.当电子的动能全部转化为X 光的能量时，其波长最短，由eU =h m inλc 得,λmin =eUhc，选项Ｄ对Ｃ错.故正确选项为A 、D.答案AD第Ⅱ卷（非选择题共60分）二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上. 11.根据玻尔理论,当原子跃迁时,若E 初＞E 终,则原子将产生 现象.基态氢原子的能量值是-13.6 eV,当一个氢原子由基态跃迁到量子数n =2的定态时需要吸收 eV 的能量;如果向一个处于基态的氢原子提供8 eV 的能量,氢原子的能级将 (填“跃迁”或“不跃迁”).解析：由玻尔理论知,氢原子由高能级向低能级跃迁时,将辐射出光子,产生发光现象;向处于基态的氢原子提供8 eV 的能量，因不满足基态到n =2激发态的能量差,基态的氢原子将不吸收、不跃迁.答案发光 10.2 不跃迁12.人眼对绿光最敏感,正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时,只要每秒有6个光子射入瞳孔,眼睛就能觉察.普朗克常量为6.63×10-34 J ·s,光速为3.0×108m/s,则能觉察到绿光时眼睛所接收到的最小功率是 .解析：一个绿光子的能量:E =hv =λhc,眼睛接收到的最小功率: P 最小=6E /（1 s ）=λ6hc=7834103.51031063.66--⨯⨯⨯⨯⨯W=2.3×10-18 W.答案2.3×10-18W13.光电管是把光信号转变成电信号的核心器件.用频率为v 的光照射光电管，发射的光电子的最大初动能为E ，若改用频率为2v 的光照射光电管，则发射的光电子的最大初动能为 .解析：本题考查光电效应方程.设光电管所用金属材料的逸出功为W ，根据爱因斯坦光电效应方程得：E =hv -W ①E '=2hv -W②解①②组成的方程组得：E '=hv +E . 答案hv +E14.如图所示,给出氢原子最低的四个能级，氢原子在这些能级之间跃迁时所辐射的光子频率最多有 种，其中最小的频率等于 Hz.(保留两位有效数字)解析：本题考查玻尔氢原子理论.由图知辐射的光子频率最多有6种，由E 4-E 3=hv 得最小频率为v =h E E 34-=341063.651.185.0-⨯+-Hz=1.0×1033Hz. 答案6 1.0×103315.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：本题考查光电效应实验.如果入射光的频率太小,不能产生光电效应,电路中无电流.即使产生了光电效应,若反向电压太大,仍然没有电流通过灵敏电流计.答案入射光的频率太小或反向电压太大三、本题共4小题，共40分.解答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.16.(8分)已知处于基态的氢原子的电子轨道半径r =0.53×10-10m,基态的能级值为E 1=-13.6 eV.(1)有一群氢原子处在量子数n =3的激发态,画一能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出几种光谱线.(2)计算这几条光谱线中最短的波长.解析：(1)氢原子一共发出3种光谱线,如右图所示:(2)从n =3的激发态跃迁到基态时,放出的光子能量最大,波长最短. 由E 3-E 1=λhc 得: λ=13E E hc -=[]1983410)6.13(51.11031063.6--⨯---⨯⨯⨯m=1.65×10-7m=165 nm. 答案(1)如图 (2)165 nm17.(8分)用波长λ=5×10-7m 的光照射一金属表面.已知其逸出功W =2 eV ，需加怎样的电压才能把从阴极逸出的全部电子挡住而不致飞到阳极?解析：照射光的能量E =hν=hλc =6.63×10-34×78105100.3-⨯⨯J=2.5 eV 由爱因斯坦光电方程E k =hv -W 得E k =hλc-W =2.5 eV-2 eV=0.5 eV 要使光电子被挡住，则电子要克服电场力做功W 电，W 电＝E k ＝0.5 eV 所以应在阳极和阴极间加大于0.5 V 的反向电压. 答案大于0.5 V18.(10分)用波长为4×10-7 m 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 ＝1.6×10-19C ，质量m ＝0.91×10-30kg)求：(1)光电子的最大初动能；(2)该金属发生光电效应的极限频率.解析：(1)由ev m B =m mm r v2，得v m =m eBr m则最大初动能为E k =21mv m 2=m r B e m 2222=1.82×10-19J.(2)由E k =hλc -W W =hv 0，得极限频率v 0=λc -hk E =4.74×1014Hz.答案(1)1.82×10-19J (2)4.74×1014Hz19.（14分）五氧化二钽薄膜具有相当稳定的化学性质，很低的光学损耗.在硅太阳能表面镀上一层五氧化二钽薄膜（为增透膜，膜的厚度等于入射光在其中波长的41），可以减少太阳光的反射，提高硅太阳能电池的效率.请根据表格中所给的数据，计算镀膜后，这种硅太阳能电池比镀膜前每秒多吸收了多少个光子.由表中数据知，镀膜前后电池的最大功率分别如下： P 1=U 1I 1=520×10-3×100×10-3 W=5.2×10-2 W P 2=U 2I 2=525×10-3×130×10-3 W=6.825×10-2 W 镀膜后电池增加的功率：ΔP =P 2-P 1=1.625 W 设每秒钟多吸收的光子数为N ，则：Nhv =Nλhc=ΔP n =vc =λλλλ00=v v ,λ0=n λ=4nd 故：N =hcndP hc P 4λ0⨯∆=∆ 代入数据得：N =5.09×1017（个）.答案5.09×1017个。
第二章 波粒二象性 章节测试卷(A卷)(备作业)(原卷版)高二物理同步备课系列(粤教版选修3-5)
绝密★启用前高二物理选修3-5 第二章测试卷（A卷）（原卷版）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________考试时间：2021年X月X日命题人：审题人：满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2. 答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
第I卷（选择题部分）一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1．光电效应的实验中，如图所示，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，验电器的指针就张开一个角度，则( )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，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电2．关于光的波动性与粒子性，以下说法正确的是( )A．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说B．光电效应现象说明了光的波动性C．频率越高的电磁波，粒子性越显著D．波长越长的电磁波，粒子性越显著3．下列关于光电效应的说法正确的是( )A．只要入射光的强度足够大，就一定能发生光电效应B．入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，光电流越大C．入射光的频率高于极限频率时，入射的频率越大，光电流越大D．入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，产生的光电子的最大初动能越大4．一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子碰撞，碰撞后电子向某一方向运动，光子向另一方向散射出去，这个散射光子跟原来入射时相比( )A．速率减小B．频率增大C．能量增大D．波长变长5.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W D，则下列选项正确的是( )A.λ1>λ2，W C>W DB.λ1>λ2，W C<W DC.λ1<λ2，W C>W DD.λ1<λ2，W C<W D6．用频率为ν的光照射某金属材料表面，逸出光电子的最大初动能为E ；若改用频率为ν′的另一种光照射该金属表面，逸出光电子的最大初动能为3E.已知普朗克常量为h ，则ν′为( )A ．3ν B.ν3C.2E h＋ν D.2E h －ν 7．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 eVB ．0.6 eVC ．2.5 eVD ．3.1 eV二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项正确．全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）8．关于物质波，下列说法中正确的是( )A ．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物体B ．物质波和光波都是概率波C ．粒子的动量越大，其波动性越易观察D ．粒子的动量越小，其波动性越易观察9．下列叙述的情况正确的是( )A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样B．光是波，与橡皮绳上的波类似C．光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的D．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)，可以用波动的规律来描述10.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第II卷（非选择题）三、填空题（本题共2小题，共16分）11.(8分)采用如图甲所示电路可研究光电效应规律，现分别用a、b两束单色光照射光电管，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系图象如图乙所示.(1)实验中当灵敏电流表有示数时将滑片P向右滑动，则电流表示数一定不会________(选填“增大”“不变”或“减小”).(2)照射阴极材料时，________(选填“a光”或“b光”)使其逸出的光电子的最大初动能较大.(3)若a光的光子能量为5 eV，图乙中U02＝－2 V，则光电管的阴极材料的逸出功为________ J.(e＝1.6×10－19 C)12.（8分）如图所示的是工业生产中大部分光控制设备用到的光控继电器示意图，它由电源．光电管．放大器．电磁继电器等几部分组成，看图回答下列问题：(1)图中a端应是电源________极.(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________.(3)当用绿光照射光电管K极时，可发生光电效应，则下列说法中正确的是__________.A. 增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B. 增大绿光照射强度，电路中光电流增大C. 改用比绿光波长大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流D. 改用比绿光频率大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流．四、计算题（本大题共3小题，共38分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）13.(12分)铝的逸出功是4.2 eV ，现在用波长200 nm 的光照射铝的表面．求：(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)铝的截止频率．14．(12分)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波长设定为d n，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多少？15．(14分)光具有波粒二象性，光子的能量ε＝h ν，其中频率ν表示波的特征，光子动量p 与光波波长λ的关系为p ＝h λ.若某激光管以P ＝60 W 的功率发射波长λ＝663 nm 的光束，试根据上述理论计算： (1)该管在1 s 内发射出多少个光子？(2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到的光束对它的作用力F 为多大？。
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2019-2019学年粤教版高中物理选修3-5 第二章波粒二象性单元测试一、单选题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. 能量子是普朗克最先提出的D. 能量子是一种微观粒子2.2019年5月9日，第六届亚欧光电展在新疆国际会展中心举行．关于光电效应现象．以下说法正确的是（）A. 某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能不变B. 紫外线照射某金属表面时发生了光电效应，则红外线也一定可以使该金属发生光电效应C. 在光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率无关D. 光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象3.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W D，则下列选项正确的是（）A. λ1＞λ2，W C＞W DB. λ1＞λ2，W C＜W DC. λ1＜λ2，W C＞W DD. λ1＜λ2，W C＜W D4.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波动说和惠更斯的粒子说真正有机地统一起来的5.下列光的波粒二象性的说法中，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. 大量光子的行为往往显示出粒子性6.在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是（）A. 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B. 单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C. 光子通过狭缝的运动路线像水波一样D. 光的波动性是一个光子运动的规律7.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. 甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍二、多选题8.在光电效应实验中，小君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. 甲光的照射功率大于乙光的照射功率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小于丙光的光电子最大初动能9.下列事实中，表明光具有粒子性的是（）A. 光的反射B. 光的折射C. 光的衍射D. 光的色散10.下列说法中正确的是（）A. 卢瑟福的原子核式结构不能解释原子光谱，玻尔的原子能级结构能够解释所有的原子光谱B. 根据λ= ，可知动能相同的质子和电子相比较，质子的波长小于电子的波长，更适合做显微镜C. 微观粒子都具有波﹣粒二象性，无论怎样改善仪器和测量方法，其位置和相应动量不能同时被测准D. 核电站、原子弹、氢弹以及太阳内部的核反应都是链式反应三、填空题11.某光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，普朗克常量为h，电子的电荷量为e．用频率为ν的紫外线照射阴极，有光电子逸出，光电子到达阳极的最大动能是________；若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为________12.用频率为ν的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为E K，已知普朗克常量为h，则该金属的逸出功为________；若改用频率为2ν的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为________．13.一辆摩托车以20 m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg，则车撞墙时的不确定量为________m．四、解答题14.某光源能发出波长为0，6μm的可见光，用它照射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、实验探究题15.如图所示的是工业生产中大部分光控制设备用到的光控继电器示意图，它由电源．光电管．放大器．电磁继电器等几部分组成，看图回答下列问题：（1）图中a端应是电源________极．（2）光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________．（3）当用绿光照射光电管K极时，可发生光电效应，则下列说法中正确的是A. 增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B. 增大绿光照射强度，电路中光电流增大C. 改用比绿光波长大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流D. 改用比绿光频率大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流．六、综合题16.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象.闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表读数为U，这一电压称为遏止电压.现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为和，设电子电荷量为e.求：（1）普朗克常量h；（2）该阴极K金属的极限频率.答案解析部分一、单选题1.【答案】D【解析】【解答】A、黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大．故A正确；B、随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故B正确；C、根据普朗克的能量子假说，黑体辐射的能量是不连续的，每一份叫做一个能量子，故C正确；D、黑体辐射的能量子假说中，能量子具有粒子性，不是一种微观粒子．故D错误故选：D．【分析】黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．2.【答案】A【解析】【解答】解：A、根据光电效应方程E km=hv﹣W0，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能不变．A符合题意．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，紫外线的频率大于红外线的频率，所以紫外线照射某金属表面时发生了光电效应，则红外线不一定可以使该金属发生光电效应．B不符合题意．C、根据光电效应方程：eU0=E km=hv﹣W0，可知在光电效应中，入射光的频率越大，则遏止电压越大．C 不符合题意．D、根据光电效应的本质可知，光电效应是原子的核外电子吸收光子，成为自由电子的现象．D不符合题意．故答案为：A．【分析】根据爱因斯坦光电效应方程，以及光电效应发生的条件进行判断。
3.【答案】D【解析】【解答】解：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W C＜W D．故D正确，A、B、C错误．故选：D．【分析】当入射光的频率大于金属的极限频率时，或入射光子的能量大于逸出功时，会发生光电效应．4.【答案】C【解析】【分析】牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质．光既具有波动性又具有粒子性，光是一种电磁波，干涉是波特有的现象。
牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，光的波粒二象性是爱因斯坦的光子说和麦克斯韦的电磁说的统一故A、B、D错误，C对。
【点评】光具有波粒二象性，这是现代物理学关于光的本性的认识，光的波粒二象性是爱因斯坦的光子说和麦克斯韦的电磁说的统一。
5.【答案】C【解析】【解答】光具有波粒二象性，故光既是波又是粒子，A错误；光子不带电，没有静止质量，而电子带负电，有质量，B错误；光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，C正确；个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性，D错误；故选C.【分析】光子是电磁波，不带电；光既有波动性，又有粒子性，个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性；根据E=hγ判断出光子的能量与什么因素有关，可知波长与频率成反比6.【答案】A【解析】【解答】A、使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其它地方机会较少．因此会出现衍射图样，故A正确；B、单个光子通过单缝后，要经过足够长的时间，底片上会出现完整的衍射图样，故B错误；C、光子通过单缝后，体现的是粒子性．故C错误；D、单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性．所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，故错误．故选：A．【分析】光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性．7.【答案】A【解析】【分析】由可知，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 对；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式可知，电子的动量小，波长长．B错；动量相等的电子和中子，其波长应相等．C错；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲的波长应是乙的，D错。
故答案选A。
【点评】德布罗意波的波长与粒子的质量速度的乘积有关，即由粒子的动量决定，根据德布罗意波的波长公式计算比较即可。
二、多选题8.【答案】B，D【解析】【解答】解：A、根据eU截= =hγ﹣W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；A不符合题意；B、由图可知，甲的饱和电流大于乙的饱和电流，而光的频率相等，所以甲光的照射功率大于乙光的照射功率，B符合题意．C、同一金属，截止频率是相同的，C不符合题意．D、丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能．D符合题意．故答案为：BD．【分析】光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知，甲、乙光对应的截止频率小于丙光的截止频率。
9.【答案】A，B，D【解析】【解答】解：光的粒子性能够很好的解释光的直线传播、反射、折射，色散是光的折射造成的，故光的直线传播、反射、折射和色散证明了光的粒子性；ABD符合题意．光的波动性能够很好的解释光的干涉和衍射，偏振是横波特有的现象，故光的干涉、衍射和偏振证明了光具有波动性，C不符合题意故答案为：ABD【分析】光的衍射说明了光是横波，这是光的粒子性无法解释的，而光的反射、折射和色散都可以很好的用光的粒子性来解释。