人教版高中物理选修3-5同步练习：第17章《波粒二象性》测试题

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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.。

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高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第三节粒子的波动性一、选择题（本题包括10小题，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，共40分） 1.关于光的波粒二象性,正确的说法是( ) 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.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2.有关光的本性的说法正确的是( )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”,它们都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.在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝时显出波动性，如果光只通过一个缝时显出粒子性 3.电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm ，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 nmB.大于0.2 nmC.等于0.2 nmD.以上说法均不正确 4.下列说法中正确的是（ A.物质波属于机械波B.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具C.德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫D.宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性5.下列说法正确的是（A. B.C.光子和电子均是微观实物粒子，均具有波粒二D.光子具有波粒二象性，电子只具有粒子性 6.下列现象中能说明光具有粒子性的是（） A.B.C.D.康普顿效应和光电效应7.（江苏高考）在中子衍射技术中，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相近.已知中子质量 =1.67×10-27kg,普朗克常量 =6.63×10-34J ·s,可以估算德布罗意波长 =1.82×10-10m 的热中子动能的数量级为（A.10-17 JB.10-19 JC.10-21J D.10-24J8.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有个频率为的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为（ℎ为普朗克常量）( )A.ℎB.ℎC. ℎD. ℎ9.关于物质波，以下说法正确的是（） A.任何运动物体都具有波动性 B.湖面上形成的水波就是物质波 C.通常情况下，质子比电子的波长长 D.核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道 10.关于物质波，下列认识错误的是（） A.任何运动的物体（质点）都伴随一种波，这种波叫物质波B. X 射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C.电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D.宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）11.电子经电势差为 =200 V 的电场加速，在的情况下，此电子的德布罗意波长为. 12.质子甲的速度是质子乙速度的4倍，甲质子的德布罗意波波长是乙质子的，同样速度的质子和电子相比，的德布罗意波波长大. 三、计算与简答题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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.（10分）质子和电子分别以速度 =4.0×107m/s 运动,试比较它们的物质波的波长.14.（10分）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.15.（14分）根据光子说光子的能量 ℎ ,我们还知道物体能量 ,频率 =5×1014Hz 的光子具有的动量是多少？一电子的动量与该光子相同，该电子的运动速度是多少？该电子物质波的波长是多少？16.（14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出其波动性？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周期性曲线？为什么？第三节粒子的波动性答题纸得分：一、选择题二、填空题11． 12.三、计算与简答题1314.1516.第三节粒子的波动性参考答案一、选择题1. ABD 解析：干涉、衍射现象表明光具有波动性，光电效应现象表明光具有粒子性，因此任何光都具有波粒二象性，选项C错误.但波长越长、频率愈低的光波,干涉和衍射愈容易发生,波动性愈显著.频率愈高、光子的能量越大,愈容易发生光电效应,粒子性愈显著.故选项A、B正确.让光子一个一个的通过双缝,曝光时间短时,底片上呈现不规则分布的点子,曝光时间长时,底片上呈现清晰的干涉条纹,这个实验表明,个别光子的行为显示粒子性,大量光子产生的效果显示波动性,故选项D正确.2. C 解析：牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样,惠更斯主张的波动说中的波动与宏观机械波等同,这两种观点是相互对立的,都不能说明光的本性,所以A、B错误,C正确.在双缝干涉实验中,双缝干涉出现明暗均匀的条纹,单缝出现中央亮而宽、周围暗而窄的条纹,都说明光的波动性.当让光子一个一个地通过单缝时,曝光时间短时表现出粒子性,曝光时间长时显出波动性,因此D错误.3. A 解析：显微镜的分辨能力与波长有关,波长越短其分辨能力越强,由ℎ知,如果把质子加速到与电子相同的速度,质子的波长更短,分辨能力更高.4.C解析：实物粒子也具有波动性，这种与实物粒子相联系的波称为物质波，机械波是由于物体的振动在介质中传播形成的，物质波不是机械波，选项A错误；实物粒子也有波动性，故选项B错误； C.任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波，选项C正确；宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，是因为宏观粒子的波长短，衍射或干涉现象不明显，选项D错误.5. B 解析：光子不是实物粒子,微观粒子也具有波动性,故B项正确,A、C、D项错误.6.D解析：光的折射、光的干涉和衍射说明光具有波动性，光的色散、康普顿效应和光电效应说明光具有粒子性，光的反射即能体现光的波动性也能体现光的粒子性，故选项A、B、 C错误，选项D正确.7. C 解析：据ℎ;即ℎ,代入数据可得动能数量级为10-21 J,故C项正确.8.C 解析：单个光子的能量为ℎ,所以个光子的总能量为ℎ.9.AD 解析：任何运动物体都具有波动性，A正确.湖面上形成的水波是机械波不是物质波，B错.电子的动量比质子的动量往往要小一些，由＝ℎ知，电子的德布罗意波长要长，C错.由于电子的波动性，核外电子绕核运动不可能有确定的轨道，D正确.10.BD 解析：X射线衍射实验验证X射线是电磁波，B错误，宏观物体物质波也具有干涉、衍射现象，只不过现象不明显，D错误.二、填空题11. 8.70×10-2 nm解析：已知所以nm如 =200 V ，则 =nm=nm=8.70×10-2 nm.12.电子解析：＝ℎℎ知波长与速度成反比，甲乙＝乙甲，甲＝乙，由＝ℎ知电子质量小波长长.三、计算与简答题13.解析：根据物质波公式 ℎ对于电子: kg ·m/s对于质子： kg ·m/s可得 ℎm=1.8×10-11 mℎm=1.0×10-14 m由计算可知，电子的德布罗意波的波长大于质子的德布罗意波的波长.14.1.67×10-27 kg解析：粒子加速后获得的动能为粒子的物质波的波长 ℎ粒子的动量以上各式联立得 ℎkg=1.67×10-27kg.15. 1.1×10-27kg ·m/s 1.2×103m/s 6.0×10-7m 解析：对光子，能量 ℎ ,动量 ,故得ℎkg ·m/s≈1.1×10-27kg ·m/s.设电子质量为 ,速度为 ,动量为 ,则依题知 .以上三式联立得到电子的速度大小为m/s ≈1.2×103m/s.电子物质波的波长ℎ＝m ≈6.0×10-7m.16.2.2×10-34m 其他问题见解析解析：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.由于子弹的德布罗意波波长极短，我们不能观察到其衍射现象.即使采用特殊方法观察，由于德布罗意波是一种概率波，仅是粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非粒子的曲线运动.由波长公式可得＝ℎ m=2.21×10-34 m.因子弹的德布罗意波波长太短，无法观察到其波动性.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.。

人教版高二物理选修3-5第十七章波粒二象性精选习题(含答案)

人教版高二物理选修3-5第十七章波粒二象性精选习题（含答案）1.关于光电效应有如下几种叙述，其中叙述不正确的是（）A．对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应B．光电流强度与入射光强度的有关C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大D．光电效应几乎是瞬时发生的2.（多选题）如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5），由图可知（）A．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5eV3.通过学习波粒二象性的内容，你认为下列说法符合事实的是（）A．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性B．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性C．康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的波长变小了D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须大于这个波长，才能产生光电效应4.氢原子的能级如图所示．氢原子从n=4能级直接向n=1能级跃迁所放出的光子，恰能使某金属产生光电效应，下列判断正确的是（）A．氢原子辐射出光子后，氢原子能量变大B．该金属的逸出功W o=12.75eVC．用一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，该金属仍有光电子逸出D．氢原子处于n=1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动5.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是（）A．改用红光照射 B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射 D．延长原紫外线的照射时间6.（多选题）一含有光电管的电路如图甲所示，乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I﹣U图线，U c1、U c2表示截止电压，下列说法正确的是（）A．甲图中光电管得到的电压为正向电压B．a、b光的波长相等C．a、c光的波长相等D．a、c光的光强相等7.（单选）一束绿光照射某金属发生了光电效应，对此，以下说法中正确的是（）A ．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变B ．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加C ．若改用紫光照射，则逸出光电子的最大初动能增加D ．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加8.（多选）在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应，对于这两个过程，一定不同的是（） A ．逸出功 B ．光电子的最大初动能 C ．遏止电压 D ．饱和光电流v W 朗克常数为k ，光电子的最大初动能为k E ，下列关于它们之间关系的表达式正确的是A. W k -=hv EB. W k +=hv EC. hv E -=k W C. hv E +=k W10.（多选）如图，直线为光电子最大初动能与光子频率的关系，己知直线的纵、横截距分别为﹣a 、b ，电子电量为e ，下列表达式正确的是（）A ．金属极限频率v 0=bB ．普朗克常量h=C ．金属逸出功W 0=aD ．若入射光频率为2b ，则光电子的初动能一定为a11.（单选）在光电效应实验中，某种单色光照射光电管，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，下列叙述正确的是（）A ．光电子的最大初动能不变B ．可能不发生光电效应C ．饱和电流不变D ．遏止电压减小12.（多选）用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图．则下列叙述正确的是（）A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大B ． b 光光子能量比a 大C ．极限频率越大的金属材料逸出功越小D ．光电管是基于光电效应的光电转换器件，可使光信号转换成电信号13.（多选）用如图所示的装置演示光电效应现象．当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表G 的读数为i ．下列说法正确的是（）A ．将电池正的极性反转，则光电流减小，甚至可能为零B ．用较低频率的光来照射，依然有光电流，但电流较小C ．将变阻器的触点c 向b 移动，光电流减小，但不为零D ．只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点c 向a 端移动，电流表G 的读数必将一直变大14.（单选）用如图所示装置做光电效应实验，下述正确的是（）A ．光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的B ．实验现象揭示了光具有波动性C ．实验中，光电子从锌板逸出，验电器带正电D ．实验中，若用可见光照射锌板，也能发生光电效应15.（多选）如图所示，表示发生光电效应的演示实验，那么下列选项中正确的是（）A ．发生光电效应时，光电子是从K 极跑出来的B ．灵敏电流计不显示读数，可能是因为入射光频率过低C ．灵敏电流计不显示读数可能是因为它的灵敏度过低D ．如果把电池接反，肯定不会发生光电效应16.．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而发生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek 随入射光频率v 变化的Ek －v 图象．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个k E v 坐标图中，用实线表示钨，虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是下图中的( )参考答案1.C2.AC3.B4.BD5.B6.AC7.C．8. ABC9.A10.AC11.A12. BD．13. AC．14. C．15. AB．16.A。

高中物理选修3-5 第十七章波粒二象性章节测试(无答案)

2018-2019学年人教版高中物理选修3-5 第十七章波粒二象性章节测试一、单选题1.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（）A. B. C. D.2.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3.关于光电效应现象，下列说法中正确的是（）A. 在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大B. 在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比C. 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此波长，才能产生光电效应D. 对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应4.利用光子说对光电效应的解释，下列说法正确的是( )A. 金属表面的一个电子只能吸收一个光子B. 电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子C. 金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的能量才能从金属表面逸出D. 无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累了能量后，总能逸出成为光电子5.由不确定性关系可以得出的结论是( )A. 如果动量的不确定范围越小，则与它对应位置坐标的不确定范围就越大B. 如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大C. 动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数D. 动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一的确定关系6.图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法不正确的是（）A. 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大B. 由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定C. 遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大D. 不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应7.下列说法正确的是( )A. 光子像其它粒子一样，不但具有能量，不具有动量B. 玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C. 将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D. 原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损8.下列说法中正确的是（）A. 不确定性关系△x△p≥ 可以理解为微观粒子的动量和位置不可同时确定B. 原子核放出β粒子后，转变成的新核所对应的元素是原来的同位素C. 升高放射性物质的温度，会缩短其半衰期D. 卢瑟福的α粒子散射实验的结果证明了原子核是由质子和中子组成的二、多选题9.黑体辐射是最简单的热辐射形式，辐射的实验规律如图所示，关于黑体辐射和辐射规律的认识，正确的是（）A. 黑体辐射电磁波的强度随波长的分布只与黑体的温度有关B. 某一温度条件下，黑体辐射的电磁波对应某一波长存在一个最大的辐射强度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频率较低的方向移动10.太阳内部不断进行着各种核聚变反应，其中一种为H+ H→ He+ n，氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氯核的质量为m3，中子的质量为m4，核反应中发射一种γ光子，该γ光子照射到逸出功为W0的金属上打出的最大初动能的光电子速度为v，已知光电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h，则（）A. 聚变反应释放的核能为(m1+m2－m3－m4)cB. γ光子来源于原子核外电子的能级跃迁C. 光电子的德布罗意波长为D. γ光子的频率为11.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三、解答题12.用甲、乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，两种光的频率v甲________ v乙（填“＜”，“＞”或“=”），________（选填“甲”或“乙”）光的强度大．已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0，则甲光对应的遏止电压为________．（频率用v，元电荷用e表示）13.在某次光电效应实验中，得到的遏制电压U c与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为________．14.电子经电势差为U=2000v的电场加速，电子的质量m=0.9×10﹣30kg，求此电子的德布罗意波长．已知普朗克常数h=6.6×10﹣34Js．15.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.16.根据玻尔原子结构理论，氦离子（He+）的能级图如图所示．当大量He+处在n=4的激发态向基态跃迁时，产生的光子照射到某种金属上，其中n=3向n=2跃迁产生的光子刚好能使该金属发生光电效应．求：（1）该金属的逸出功；（2）光电子的最大初动能．。

人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒二象性》考试测试卷

第十七章《波粒二象性》测试卷一、单选题(共15小题)1.光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程，对此下列说法正确的是()A．两种效应中电子与光子组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律B．两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程C．两种效应都属于吸收光子的过程D．光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应相当于光子和电子弹性碰撞的过程2.关于光电效应有以下几种陈述，其中正确的是()A．金属的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流强度与入射光强度无关C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大D．对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，才能产生光电效应3.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4.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5.利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则()A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变6.对于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子和电子是同种粒子，光波和机械波是同种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用形成的D．光子说中光子的能量E＝hν表明光子具有波的特征7.分别用波长为λ和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，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．B．C．D．8.如果下列四种粒子具有相同的速率，则德布罗意波长最大的是()A．电子B．中子C．质子D．α粒子9.一个电子被加速后，以极高的速度在空间运动，关于它的运动，下列说法中正确的是()A．电子在空间中做匀速直线运动B．电子上下左右颤动着前进C．电子运动轨迹是正弦曲线D．无法预言它的路径10.用同一束单色光，在同一条件下，分别照射锌片和银片，都能产生光电效应，对于这两个过程，下列所列四个物理量中一定相同的是()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11.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，方法是使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，则下列说法中不正确的是()A．该实验说明了电子具有波动性B．实验中电子束的德布罗意波长为λ＝C．加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显12.假如一个光子与一个静止的不受任何外力作用的电子发生碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，电子被碰撞后也因此获得了一定的动量p，关于在这个碰撞的过程中，以下说法中正确的是()A．该碰撞过程中动量不守恒，能量守恒B．碰撞前、后的光子在同一种介质中传播时，碰撞前的光子的速度更大C．碰撞前、后光子的频率不变D．电子被碰撞后，它的德布罗意波长为(h为普朗克常量)13.所谓黑体是指能全部吸收入射的电磁波的物体．显然，自然界不存在真正的黑体，但许多物体在某些波段上可近似地看成黑体．如图所示，用不透明的材料制成的带小孔的空腔，可近似地看作黑体．这是利用了()．A．控制变量法B．比值法C．类比法D．理想化方法14.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颇率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15.关于光电效应现象，下列说法中正确的是()A．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大B．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比C．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此波长，才能产生光电效应D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应二、实验题(共1小题)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，电路中光电流增大三、计算题(共3小题)17.一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．18.钨的逸出功是4.54 eV，现用波长200 nm的光照射钨的表面．求：(结果均保留三位有效数字)(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)钨的截止频率．19.人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律．请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34 eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106m/s，求该紫外线的波长λ.(电子质量m＝9.11×10－31kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s,1 eV＝1.60×10－19J)四、简答题(共3小题)20.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．21.几种金属的逸出功W0见下表：用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长范围为4.0×10－7～7.6×10－7m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.22.如图所示，绝缘固定擦得很亮的锌板A水平放置，其下方水平放置接地的铜板B.两板间距为d，两板面积均为S，正对面积为S′，且S′＜S.当用弧光灯照射锌板上表面后，A、B间一带电液滴恰好处于静止状态．试分析：(1)液滴带何种电荷？(2)用弧光灯再照射A，液滴做何种运动？(3)若使液滴向下运动，应采取什么措施？答案解析1.【答案】D【解析】光电效应吸收光子放出电子，其过程能量守恒，但动量不守恒，康普顿效应相当于光子与电子弹性碰撞的过程，并且遵守动量守恒定律和能量守恒定律，两种效应都说明光具有粒子性，故D正确．2.【答案】D【解析】对于一种确定的金属，其逸出功是固定的，与入射光频率无关，A错；发生光电效应时，光电流强度随入射光强度的增大而增大，B错；同一次光电效应实验中，由于光电子逸出的路程不同，初动能也是不同的，因而是不可比的，C错；由光电效应的规律知D正确．3.【答案】B【解析】锌板在弧光灯照射下，发生光电效应，有光电子逸出，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，指针也带正电，B正确．4.【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．5.【答案】D【解析】因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，A 错误；因不知阴极K的截止频率，所以用红光照射时，也可能发生光电效应，B错误；光电子具有一定的初速度，所以即使U AK＝0，电流表中也可能有电流通过，C错误；当滑动触头向B端滑动时，U AK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流达到最大，即饱和电流．若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大U AK，光电流也不会增大，D正确．6.【答案】D【解析】光的波粒二象性的说法指的是：频率较大的光粒子性较强，频率小的光波动性较强；大量光子往往表现为波动性，少量光子表现为粒子性．光子和电子不是同种粒子，光波和机械波也是不同种波；光子说中光子的能量E＝hν，光子的能量与频率有关，表明光子具有波的特征，选项D正确．7.【答案】A【解析】光子能量为：ɛ＝hν＝根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为：E k＝hν－W根据题意：λ1＝λ，λ2＝λE k1∶E k2＝1∶2联立可得逸出功W＝.8.【答案】A【解析】德布罗意波长为λ＝又p＝mv解得：λ＝速度大小相同，电子的质量m最小，则电子的德布罗意波长最大．9.【答案】D【解析】根据概率波的知识可知，某个电子在空间中运动的路径我们无法确定，只能根据统计规律确定大量电子的运动区域，D正确．10.【答案】A【解析】同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程E km＝hν－W0知，最大初动能不同，但是光电子的动能可能相同．11.【答案】D【解析】实验得到了电子的衍射图样，说明电子这种实物粒子发生了衍射，说明电子具有波动性，故A正确；由动能定理可得，eU＝mv2－0，电子加速后的速度v＝，电子德布罗意波的波长λ＝＝＝＝，故B正确；由电子的德布罗意波的波长公式λ＝可知，加速电压U越大，电子德布罗意波的波长越短，衍射现象越不明显，故C正确；物体动能与动量的关系是p ＝，由于质子的质量远大于电子的质量，所以动能相同的质子的动量远大于电子的动量，由λ＝可知，相同动能的质子的德布罗意波的波长远小于电子德布罗意波的波长，波长越小，衍射现象越不明显，因此相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加不明显，故D错误．12.【答案】B【解析】光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，A错误；光子与电子碰撞后，电子能量增加，光子能量减小，根据E＝hf，光子的频率减小，光的波长λ＝不变；故光的波速v＝λf减小，故B正确，C错误；碰撞过程光子和电子的总动量守恒，光子速度反向，故动量变化量大小为2p，故电子的动量改变量也为2p，初动量为零，末动量为2p，故德布罗意波的波长为λ＝，故D错误．13.【答案】D【解析】黑体实际上是一种物理模型，把实际物体近似看作黑体，用到的自然是理想化方法．14.【答案】C【解析】光电效应证实了光的粒子性，因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B项错误；光强增大时，光子数量和能量都增大，所以光电流会增大，这与波动性无关，C项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D项错误．15.【答案】C【解析】由光电效应方程E km＝hν－W0知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，不是成正比，A、B错；根据光电效应方程E km＝hν－W0＝h－h，入射光的波长必须小于极限波长，才能发生光电效应，能否发生光电效应与入射光的强度无关，C正确，D错误．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】1.67×10－27kg【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.18.【答案】(1)1.68 eV(2)1.68 V(3)1.10×1015Hz【解析】(1)由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可得：E k＝h－W0＝(－4.54×1.6×10－19)J＝2.681×10－19J≈1.68 eV.(2)由eU c＝E k得遏止电压U c＝＝1.68 V.(3)由W0＝hνc得截止频率νc＝＝Hz≈1.10×1015Hz.19.【答案】0.2 μm【解析】爱因斯坦于1905年提出的光子说成功地解释了光电效应现象：m e v2＝hν－Wλ＝，解得λ＝0.2 μm.20.【答案】由于宏观物质是由大量微粒组成的，每一个粒子的能量是一份一份的，这符合能量量子化假说，而大量粒子则显示出了能量的连续性，故我们平时看到的物体的温度升高或降低不是一段一段的，而是连续的．【解析】21.【答案】钠、钾、铷能发生光电效应【解析】光子的能量E＝，取λ＝4.0×10－7m，则E≈5.0×10－19J，根据E＞W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．22.【答案】(1)液滴带负电(2)液滴向上加速运动(3)增加极板的正对面积【解析】(1)用弧光灯照射锌板上表面，发生光电效应，使上极板带正电，所以极板间的电场是向下的，液滴受力平衡，重力向下，所以电场力一定向上，所以液滴带负电．(2)用弧光灯再照射A，上极板失去的电子更多，电荷量增加，电场增强，液滴受到的向上的电场力变大，合力向上，所以此时的液滴会向上加速运动．(3)使液滴向下运动，应该减小电场的强度，由于极板的带电量不变，根据电容器的公式C＝＝，电场强度E＝，当极板的正对面积增大时，电容增大，两极板之间的电压减小，电场强度减小，液滴受到的电场力减小，此时液滴将向下运动．。

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。

高二物理选修3-5 第十七章波粒二象性检测试题(A)

高二物理选修3-5第十七章波粒二象性检测试题〔A〕一、选择题1．对所有的机械波和电磁波，如下说法正确的答案是( )A．都能产生干预、衍射现象B．在同一介质中传播速度一样C．都能在真空中传播D．传播都不依靠别的介质2．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于( )A．等效替代B．控制变量 C．科学假说 D．数学归纳3．甲、乙两种单色光分别垂直进入一块厚玻璃砖，它们通过玻璃中的时间t甲>t乙，那么，甲乙两种单色光光子的能量关系是( )A．E甲＞E乙B．E甲＜E乙C．E甲＝E乙D．不能确定4．一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下外表射出，变为a、b两束平行单色光，如下列图，对于两束单色光来说( )A．玻璃对a的折射率较大B．a光在玻璃中传播的速度较大C．b光每个光子的能量较大D．b光的粒子性更明显5．按红外线、紫外线、X射线、γ射线的顺序进展比拟( )A．穿透能力由大到小B．衍射能力由小到大C．粒子性由明显到不明显D．波动性由明显到不明显6．如下各组电磁波，按粒子性增强的顺序排列的是( )A．γ射线、红外线、紫外线、可见光B．红外线、可见光、紫外线、γ射线C．可见光、红外线、紫外线、γ射线D．紫外线、可见光、红外线、γ射线7．早上太阳从东方升起时，人们看到太阳是红色的，这是因为( ) A．光的散射B．红光的波长长，衍射现象明显C．红光的折射率小，传播速度大D．红光更容易引起人眼的视觉8．发生光电效应时，假设保持入射光强度不变，而增大入射光的波长，如此( )A．光电流强度减小，光电子的最大初动能不变B．光电流强度不变，光电子的最大初动能减小C．光电流强度减小，光电子的最大初动能减小D．光的波长增大到一定程度后，就不能发生光电效应9．下面关于光的波粒二象性的说法中，正确的说法是( )A．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性B．频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著C．光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性D．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性10．如下关于光电效应的陈述中，正确的答案是( )A．金属的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流强度与入射光强度无关C．用不可见光照射金属一定比用可见光照同种金属产生的光电子的初动能大D．对任何一种金属，都有一个“最大波长〞，入射光的波长必须小于这个波长才能产生光电效应11．用图示装置研究光电效应现象，光阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连，当滑动头P 从a移到c的过程中，光电流始终为零。

人教版高中物理选修3-5 第十七章波粒二象性测试

绝密★启用前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分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.关于物质波以下说法正确的是()A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B．宏观物体不存在对应的波C．电子在任何条件下都能表现出波动性D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性2.对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是()A．入射光的强度大于某一极限强度B．入射光的波长大于某一极限波长C．入射光的照射时间大于某一极限时间D．入射光的频率不低于某一极限频率3.关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是()A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波B．温度越高，物体辐射的电磁波越强C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色4.光子在介质中和物质微粒相互作用，可使光的传播方向转向任何方向，这种现象叫做光的散射.1922年，美国物理学家家康普顿研究了石墨中的电子对X射线的散射规律，若用λ、λ′表示散射前、后X射线的波长，用λe表示作用后电子的德布罗意波长，则()A．λ′＞λ，碰撞过程动量守恒，能量不守恒B．λ′＜λ，碰撞过程能量守恒，动量不守恒C．λ′＞λ，碰撞过程动量守恒，能量也守恒D．碰后电子动量为，碰撞过程满足＝＋5.能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10—18J，已知可见光的平均波长约为60 μm，普朗克常量h：6.63 ×10—34J·s，则进入人眼的光子数至少为( )A． 1个B． 3个C． 30个D． 300个6.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7.某光波射到一逸出功为W0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．B．C．＋D．－8.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()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9.红光和紫光相比()A．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大B．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大C．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小D．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小10.如图所示是定量研究光电效应的实验电路图，则()A．如果断开开关S，电流表示数一定为零B．如果把电源反接，电流表示数一定为零C．如果电压表示数一直增大，电流表示数肯定也一直增大D．如果灵敏电流表读数为零，可能是因为入射光频率过低11.下列有关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表现出粒子性12.有关光的本性，下列说法中正确的是()A．光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性13.如图所示，一个粒子源产生某种粒子，在其正下方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在下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14.下列关于不确定关系说法正确的是()A．只对微观粒子适用B．只对宏观粒子适用C．对微观和宏观粒子都适用D．对微观和宏观粒子都不适用15.如图所示，已知用光子能量为2.82 eV的紫光照射光电管中K极板的金属涂层时，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1.00 V，则K极板的金属涂层的逸出功约为()A． 6.1×10－19JB． 4.5×10－19JC． 2.9×10－19JD． 1.6×10－19J第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)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，电路中光电流增大三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)17.已知金属铯的极限波长为0.66 μm，用0.50 μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳？铯金属的逸出功为多少焦耳？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)18.光具有波粒二象性，光子的能量ɛ＝hν，其中频率ν表示波的特征．若某激光管以PW＝60 W的功率发射波长λ＝663 nm的光束，试根据上述理论计算：该管在1 s内发射出多少个光子？19.设子弹的质量为0.01 kg，枪口直径为0.5 cm，试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量．答案解析1.【答案】D【解析】任何一个运动着的物体，小到电子、质子大到行星、太阳，都有一种波与之对应，这种波称为物质波．所以要物体运动时才有物质波．故A，B选项均错误．电子有波动性，但在一定的条件下才能表现出来．电子的衍射，是把电子束照到晶体上才发生的．晶体的波长很小只有数千埃甚至数百埃，跟电子的物质波波长差不多，这时衍射才表现出来．故C选项错误，D选项正确．2.【答案】D【解析】入射光的频率低于某一极限频率时，金属不会发生光电效应，对应的波长为极限波长，当入射光的波长低于某一极限波长时，金属才能发生光电效应．3.【答案】B【解析】一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；黑体辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，一般物体辐射强度按波长的分布情况除与物体的温度有关外，与材料种类及表面状况也有关，C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误．4.【答案】C【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＝，知波长增大，碰撞过程系统不受外力，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，能量守恒．所以C正确，A、B错误；由碰撞示意图知碰后电子与光子的运动方向不在一条直线上，而动量守恒是矢量式，所以直接写＝＋是错误的，D错误．5.【答案】D【解析】根据ɛ＝hν＝h求出可见光的平均能量，从而求出能引起人的视觉反应时，进入人眼的光子数．进入人眼的光子数至少个数n＝＝300个．6.【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.7.【答案】C【解析】由光电效应方程：mv2＝hν－W0①由向心力公式：evB＝m②由①②两式可得：ν＝＋8.【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．9.【答案】B【解析】此题只需比较红光和紫光的区别就行了，红光与紫光相比，红光波长较长、频率较低、光子能量较低、在同种介质中传播速度较快，正确答案为B.10.【答案】D【解析】如果断开开关S，在光照下有电子从K极发射出来，电流表的示数就不为零，A错误；如果把电源反接，在光照下有电子从K极发射出来，当玻璃管中两极的电压较小时，电流表的示数就不为零，B错误；在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，如果电压表示数一直增大，电流表示数也不会再增大，即存在着饱和电流，C错误；如果灵敏电流表读数为零，可能是因为入射光频率过低，频率低于金属的截止频率时，就不会发生光电效应，电流表的示数就会为零，D正确．11.【答案】C【解析】一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子．光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著；光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，其粒子性就很显著，所以C正确．12.【答案】D【解析】光在不同条件下表现出不同的行为，其波动性和粒子性并不矛盾，A错，D对；光的波动性不同于机械波，其粒子性也不同于质点，B错；大量光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性，C错．13.【答案】B【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的某点的概率，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，所以B 正确．14.【答案】C15.【答案】C【解析】由题述“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1.00 V”可知光电子的最大初动能为E k＝1 eV.根据爱因斯坦光电效应方程可知K极板的金属涂层的逸出功为W0＝hν－E＝2.82 eV－1 eV＝1.82 eV＝1.82×1.6×10－19J≈2.9×10－19J，C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)B17.【答案】9.6×10－20J 3×10－19J【解析】金属铯发生光电效应的极限频率ν0＝.金属铯的逸出功W＝hν0＝h＝6.63×10－34×J≈3×10－19J.由光电效应方程E k＝hν－W0＝h－h＝hc(－)＝6.63×10－34×3×108×(－)J≈9.6×10－20J.18.【答案】2.0×1020个【解析】设在时间Δt内发射出的光子数为n，光子的频率为ν，每个光子的能量ɛ＝hν，所以PW＝(Δt＝1 s)．而ν＝，解得n＝＝2.0×1020个．19.【答案】1.06×10－30m/s.【解析】枪口直径可以当作子弹射出枪口位置的不确定量Δx，由于Δpx＝mΔv x，由不确定性关系公式得子弹射出枪口时横向速度的不确定量Δv x≥≈1.06×10－30m/s。

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。

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》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）

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：C

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、D 3．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＝1.67×10－27 kg，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧－10 m的热中子动能的数量级为( )

A．10－17 J B．10－19 J C．10－21 J D．10－24 J

解析：由p＝hλ及Ek＝p22m得，Ek＝h22mλ2＝6.6262×10－682×1.67×10－27×1.822×10－20 J≈4×10－21 J，C正确。答案：C 4．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Ek＝hν－W0知，C错误；由产生光电效应的条件知，D正确。答案：D

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、D 6．一激光器发光功率为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nλ

B．该激光的频率为cλ C．该激光器在t s内辐射的能量子数为Ptnλhc 》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧 D．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＝cv＝λ0νλν＝λ0λ，故激光在真空中的波长λ0＝nλ，A正确；激光频率ν＝cλ0＝cnλ，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、C 7．两种单色光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na＞nb，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、D 8．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、C 9．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 3.3×102 A.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》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧 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、C

10．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U0。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Ek＝hν－W，若加反向截止电压，则eU0＝Ek时无光电流，则U0＝Eke＝hνe－We，则U0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 》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧第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10－10 m)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＝9.1×10－31 kg，加速电压U＝300 V，则电子束________(能或不能)发生明显衍射现象。》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《

马鸣风萧萧图(十七)－3 解析：由eU＝Ek及p＝2mEk得λ＝hp＝h2meU；将U＝300 V代入，得λ＝6.626×10－34

2×9.1×10－31×1.6×10－19×300 m≈0.71×10－10 m

λ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1.6×10－19 C)。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＝Qe＝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