高二物理(人教版)选修35单元练习卷：第十七十八章 波粒二象性及原子结构-精选教学文档
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。
高中物理 第十七章 波粒二象性 章末测试 新人教版选修
《波粒二象性》章末测试(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题4分，共40分，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是( )ABCD解析根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C、D错误．另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A错误，B正确．答案 B2．两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5:4，则这两束光的光子能量和波长之比分别为( )A．4:5 4:5 B．5:4 4:5C．5:4 5:4 D．4:5 5:4解析 由E ＝nε得，能量相同时n 与ε成反比，所以光子能量ε1ε2＝n 2n 1＝45，又根据ε＝hν＝hc λ，ε1ε2＝λ2λ1，即λ1λ2＝ε2ε1＝54. 答案 D3．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解析 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．答案 D4．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N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为( )A ．hν B.12Nhν C ．Nhν D ．2Nhν答案 C5．某光波射到一逸出功为W 0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 0h B.e 2B 2r 22mh C.W 0h ＋e 2B 2r 22mhD.W 0h －e 2B 2r 22mh解析 光电效应方程，12mv 2＝hν－W 0向心力公式evB ＝mv 2r两式联立可得ν＝W 0h ＋e 2B 2r 22mh，故C 选项正确．答案 C6．(多选题)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图甲、乙、丙所示的图像，则( )A．图像甲表明光具有粒子性B．图像丙表明光具有波动性C．用紫外光观察不到类似的图像D．实验表明光是一种概率波解析从题图甲可以看出，少数粒子打在底片上的位置是随机的，没有规律性，显示出粒子性；而题图丙是大量粒子曝光的效果，遵循了一定的统计性规律，显示出波动性；单个光子的粒子性和大量粒子的波动性就是概率波的思想．答案ABD7．用不同频率的紫外光分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到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坐标系中，以实线表示钨，虚线表示锌，则下图中正确反映这一过程的是( )解析由E k＝hν－W0可知，E k和ν的图线的斜率表示h，故两直线应为平行的倾斜直线，不同金属的逸出功不同(hνc＝W0，νc为截止频率，即与ν轴的截距)，钨的逸出功小于锌的逸出功，故A选项正确．答案 A8.利用光电管研究光电效应的实验如图所示，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．用红外线照射，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，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解析因为紫外线的频率比可见光的频率高，所以紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项A错误；因不知阴极K的截止频率，所以用红外线照射时，不一定发生光电效应，所以B选项错误；即使U AK＝0，电流表中仍有电流，故选项C错误；当滑动变阻器触点向b端滑动时，U AK增大，光电流可能会增大，当达到饱和电流时，再增加U AK，电流也不会再增大，所以D选项正确．答案 D9．光子不仅具有能量还具有动量，光照射到某个面上就会产生压力．人们设想在火星探测器上安装面积很大的薄膜，正对着太阳光，靠太阳光在薄膜上产生的压力推动探测器前进．第一次安装的是反射率极高的薄膜，第二次安装的是吸收率极高的薄膜．那么( ) A．安装反射率极高的薄膜，探测器的加速度大B．安装吸收率极高的薄膜，探测器的加速度大C．两种情况下，由于探测器的质量一样，探测器的加速度大小相同D．两种情况下，探测器的加速度大小无法比较解析本题考查动量守恒和牛顿第三定律，具有一定的综合性．若膜的反射率极高，则光子与其作用后，动量改变较大，即薄膜对光子的作用力较大，根据牛顿第三定律，光子对薄膜的作用也较大，因此，探测器可获得较大的加速度，故选项A正确．答案 A10．(多选题)如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，由图象可知( )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ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E解析题中图象反映了光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系，根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，知当入射光的频率恰为该金属的截止频率νc时，光电子的最大初动能E k＝0，此时有hνc＝W0，即该金属的逸出功等于hνc，选项B正确．根据图线的物理意义，有W0＝E，故选项A正确，而选项C、D错误．答案AB二、实验题(8分)11．如图所示，一静电计与锌板相连，在A处用一弧光灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计指针偏角将________(填“增大”、“减小”或“不变”)．(2)使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转，那么，若改用强度更大的红外线照射锌板，可观察到静电计指针________(填“有”或“无”)偏转．解析(1)锌板在紫外线照射下，发生光电效应，有光电子飞出，锌板带正电，将一带负电的金属小球与锌板接触，将锌板上的正电荷中和一部分，锌板所带正电量减少，则静电计指针偏角将变小．(2)用黄光照射不发生偏转，则黄光频率低于截止频率，而红光的频率低于黄光频率，即也低于锌板发生光电效应的截止频率，静电计指针不偏转．答案(1)减小(2)无三、计算题(包括4小题，共52分，要求写出必要的说明和解题步骤，有计算的要注明单位)12．(10分)如图所示为证实电子波存在的实验装置，从F 上飘出的热电子可认为初速度为零，所加加速电压U ＝104V ，电子质量为m ＝0.91×10－30kg.电子被加速后通过小孔K 1和K 2后入射到薄的金膜上，发生衍射作用，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．解析 电子在电场中加速由动能定理得eU ＝12mv 2，得p ＝mv ＝2mE k由物质波波长λ＝h p， 得λ＝6.63×10－342×0.91×10－30×1.6×10－19×104m＝1.23×10－11m.答案 1.23×10－11m13．(12分)具有波长λ＝0.71 Å的伦琴射线使金箔发射电子，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r ·B ＝1.88×10－4T·m.(电子电量e ＝1.6×10－19C ，质量m ＝9.1×10－31kg)试求：(1)光电子的最大初动能． (2)金箔的逸出功． (3)该电子的物质波的波长．解析 (1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供evB ＝mv 2r，得v＝erB m12mv 2＝e 2r 2B 22m＝ 1.6×10－192× 1.88×10－422×9.1×10－31J≈4.97×10－16J.(2)入射光的能量E ＝hν＝hc λ＝6.63×10－34×3.0×1087.1×10－11J ＝2.80×10－15J由光电效应方程E k ＝hν－W 0，则W 0＝hν－E k ＝2.80×10－15－4.97×10－16 J＝2.30×10－15J.(3)该电子运动的物质波的波长λ1＝h p ＝h mv ＝herB＝ 6.63×10－341.88×10－4×1.6×10－19 m ≈2.20×10－11m.答案 (1)4.97×10－16J(2)2.30×10－15J (3)2.20×10－11m14．(14分)如图所示，阴极K 用极限波长λ0＝0.66 μm 的金属铯制成，用波长λ＝0.50 μm 的绿光照射阴极K ，调整两个极板电压，当A 板电压比阴极高出2.5 V 时，光电流达到饱和，电流表示数为0.64 μA.求：(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．(2)如果把照射阴极绿光的光强增大为原来的2倍，每秒钟阴极发射的光电子和光电子飞出阴极的最大初动能．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个数n ＝I m ·t e ＝0.64×10－61.6×10－19个＝4.0×1012个根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能 12mv 2m ＝hν－W ＝h c λ－h c λ0 ＝6.63×10－34×3×108×(10.5×10－6－10.66×10－6)J＝9.6×10－20J.(2)如果照射光频率不变，光强加倍，根据光电效应实验规律，阴极每秒发射的光电子数n ′＝2n ＝8.0×1012个光电子的最大初动能仍然是 12m v 2m ＝9.6×10－20J. 答案 (1)4.0×1012个 9.6×10－20J(2)9.6×10－20J15．(16分)光子具有能量，也具有动量．光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压\”．光压的产生机理如同气体压强：大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强．设太阳光每个光子的平均能量为E ，太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为P 0.已知光速为c ，光子的动量为E /c .(1)若太阳光垂直照射到地球表面，则在时间t 内照射到地球表面上半径为r 的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少？(2)若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r 的某圆形区域内光子被完全反射(即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽视不计)，则太阳光在该区域表面产生的光压(用I 表示光压)是多少？(3)有科学家建议把光压与太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源．一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收．若物体表面的反射系数为ρ，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的1＋ρ2倍．设太阳帆的反射系数ρ＝0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r ＝15 m ，飞船的总质量m ＝100 kg ，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P 0＝1.4 kW ，已知光速c ＝3.0×108m/s.利用上述数据并结合11 第(2)问中的结果，求：太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少？不考虑光子被反射前后的能量变化．(结果保留两位有效数字)解析 (1)在时间t 内太阳光照射到面积为S 的圆形区域上的总能量E 总＝P 0St ， 解得E 总＝πr 2P 0t .照射到此圆形区域的光子数n ＝E 总/E .解得n ＝πr 2P 0t /E .(2)因光子的能量p ＝E /c ，到达地球表面半径为r 的圆形区域的光子总动量p 总＝np .因太阳光被完全反射，所以在时间t 内光子总动量的改变量Δp ＝2p 总．设太阳光对此圆形区域表面的压力为F ，依据动量定理Ft ＝Δp ，太阳光在圆形区域表面产生的光压I ＝F /S ，解得I ＝2P 0/c .(3)在太阳帆表面产生的光压I ′＝1＋ρ2I ， 对太阳帆产生的压力F ′＝I ′S .设飞船的加速度为a ，依据牛顿第二定律F ′＝ma .解得a ＝5.9×10－5 m/s 2.答案 (1)πr 2P 0t πr 2P 0t /E (2)2P 0/c(3)5.9×10－5 m/s 2。
高二物理单元复习过关试题与答案解析(经典珍藏版)：第十七章 波粒二象性
第十七章 波粒二象性 单元测试卷（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）注意事项：1．本试卷分第I 卷（选择题）和第II 卷（非选择题）两部分。
答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2．回答第I 卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II 卷时，将答案直接写在试卷上。
第I 卷（选择题 共48分)一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
） 1．（2020·四川省高三三模）如图所示是氢原子的能级图，大量处于n ＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时A ．一共能辐射6种频率的光子B ．能辐射出3种能量大于10.2eV 的光子C ．能辐射出3种能量大于12.09eV 的光子D ．能辐射出能量小于0.31eV 的光子2．（2020·江西省靖安中学高二月考）下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是 A ． B ．C ．D ．3．（2020·海南省高三其他）一块含铀矿石的质量为M ，其中铀的质量为m ，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅.已知铀的半衰期为T ，则经过时间T ，下列说法正确的是A ．这块矿石的质量为0.5MB ．这块矿石的质量为()0.5M m -C ．这块矿石中铀的质量为0.5mD ．这块矿石中铅的质量为0.5m4．（2020·江西省宜春九中高二开学考试）目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核了B．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子C．天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的看不见的射线D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了45．（2020·山东省泰安第二中学高二月考）汞原子的能级图如图所示．现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子只发出三种不同频率的单色光．那么，关于入射光的能量，下列说法正确的是()A．可能大于或等于7.7 eVB．可能大于或等于8.8 eVC．一定等于7.7 eVD．包含2.8 eV、4.9 eV、7.7 eV三种6．（2020·上海高三二模）卢瑟福α粒子散射实验显示了（）A．原子中除了质子外还存在中子B．原子中的质量和正电荷是均匀分布的C．原子的结构类似于太阳系的球形结构D．原子中几乎全部的质量和全部正电荷集中在很小的区域内7．（2020·江西省吉水县第二中学高二期中）如图所示，是波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法正确的是（）A．所辐射的光子的频率最多有6种B．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小C．从高能级向低能级跃迁时电子的动能减小、原子的势能增加、原子的总能量减小D．金属钾的逸出功为2.21eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有2条8．（2020·吉林省长春市实验中学高二期中）下列说法正确的是（）A．原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据B．考古专家测出某具骸骨1g碳样品中146C的含量为活着的生物体1g碳样品中146C含量的14，已知146C的半衰期为5730年，则该生物死亡时距离今天约1146年C．核泄露事故污染物13755Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为1371375556Cs Ba x→+，可以判断x为β射线D．核反应堆利用石墨吸收中子，控制核反应速度9．（2020·山东省泰安第二中学高二月考）以下说法正确的是（）A．电子的发现证实了原子核具有复杂的结构B．电子的发现说明原子不是组成物质的最小单位，原子也是可分的C．α粒子散射实验证实了原子核由质子和中子组成D．α粒子散射实验说明了原子带正电的部分占的体积很小10．（2020·唐山市第十一中学高二期中）如图所示是氢原子能级示意图的一部分，则下列说法正确的是A．用波长为600nm的X射线照射，可以使稳定的氢原子电离B．用能量是10.2eV的光子可以激发处于基态的氢原子C．用能量是2.5eV的光子入射，可以使基态的氢原子激发D．用能量是11.0eV的外来电子，可以使处于基态的氢原子激发11．（2020·福建省高三月考）核能具有高效、清洁等优点，利用核能是当今世界解决能源问题的一个重要方向。
高中物理 第十七章 波粒二象性检测 新人教版选修35
第十七章 波粒二象性(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本大题共7个小题，每小题7分，共49分。
在四个选项中，至少有一个选项符合题目要求，全部选对的得7分，选不全的得3分，有错选或不选的得0分)1．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解析：根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B 正确。
答案：B2．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，该激光器每秒钟发射的光子数为( )A.λPhcB.hP λcC.cP λhD ．λPhc解析：每个光量子的能量ε＝h ν＝hc λ，每秒钟发射的总能量为P ，则n ＝P ε＝λPhc，A正确。
答案：A3．在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b 处，则b 处可能是( )A ．亮纹B ．暗纹C ．既有可能是亮纹也有可能是暗纹D ．以上各种情况均有可能解析：按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b 点，故b 处一定是亮纹，选项A 正确。
答案：A4．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，其德布罗意波长约为10－23 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解析：光子照射到锌板上，发生光电效应，说明光有粒子性，故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具有波动性，故B正确；由于实物的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，所以看到小球的轨迹，故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”晶体的，是利用中子的波动性，故D正确。
人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒二象性》单元检测题(解析版)
《波粒二象性》单元检测题一、单选题1. 已知某单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子?的值为( ) ．A． B ． C ． D ．以上均不正确2. 下列说法正确的是( )A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长3. 如图，当电键S 断开时，用光子能量为 3.1 eV 的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V 时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )A．1.9 eV B ．0.6 eV C ．2.5 eV D ．3.1 eV4. 如图所示，一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板一段时间，关灯后，指针保持一定偏角( )A．用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大第1 页共10 页B．用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将减小C．使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板相同的时间，验电器的指针偏角将增大D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针一定偏转5.下列关于光的本性的说法中正确的是( )A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，综合他们的说法圆满地说明了光的本性B．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D．频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著6.如图所示，某金属板M 在紫外线照射下，不停地向各个方向发射速度大小不同的电子，发射电子的最大初速度为v，在M旁放置一金属网N，如果S闭合，滑片P置于最左端时，电流表的示数不为零，向右调节滑片P，恰好使电流表的示数为零，此时M、N 间的电势差为UMN，已知电子质量为m，电荷量为－e，关于通过电流表的电流方向和UMN，下列说法正确的是( )A．从c 到d，UMN＝ B ．从d 到c，UMN＝C．从c 到d，UMN＝ D ．从d 到c，U MN ＝7.颜色不同的 a 光和 b 光由媒质射向空气时，临界角分别为Ca和Cb，且Ca＞Cb，当用a光照射某种金属时发生了光电效应，现改用 b 光去照射，可以断定( )第2 页共10 页A．不一定能发生光电效应B．光电子数目增大C．光电子的最大初动能增大D．光电子数目减少8.关于物质波，下列说法正确的是( )A．速度相等的电子和质子，电子的波长长B．动能相等的电子和质子，电子的波长短C．动量相等的电子和中子，中子的波长短D．甲电子的速度是乙电子的 3 倍，甲电子的波长也是乙电子的 3 倍9.一束波长为7×10－5cm 的光波，每秒钟有3×1015 个光子通过一个与光线垂直的平面．另有一束光，它传输相同的能量，但波长为4×10－5cm.那么这束光每秒钟通过这垂直平面的光子数目为( )A．0.58×1015 个 B ．3×1015个 C ． 1.71×1015 个 D ． 5.25×1015 个10.波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是( )A．光电效应现象揭示了光的波动性B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等11.如图所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的 B 单色光照射光电管时不发生光电效应，则( )A．A光的强度大于B光的强度B．B光的频率大于A光的频率C．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由 a 流向bD．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由 b 流向a第3 页共10 页二、多选题12.黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知( )A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动13.以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是( )A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高14. 1922 年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X 射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大．下列说法中正确的是( )A．有些X射线的能量传给了电子，因此X射线的能量减小了B．有些X射线吸收了电子的能量，因此X射线的能量增大了C．X 射线的光子与电子碰撞时，动量守恒，能量也守恒D．X 射线的光子与电子碰撞时，动量不守恒，能量守恒15.某种金属在单色光照射下发射出光电子，光电子的最大初动能( )A．随照射光强度的增大而增大B．随照射光频率的增大而增大第4 页共10 页C．随照射光波长的增大而增大D．与照射光的照射时间无关16.光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是( )A．单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx 大，动量不确定量Δp 小，可以忽略B．当能发生衍射现象时，动量不确定量Δp 就不能忽略C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量小，动量不确定量大的缘故D．以上解释都是不对的三、实验题17.如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．(1) 示意图中，a 端应是电源________极．(2) 光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3) 当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则________说法正确．A．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大四、计算题18.一个带电荷量为元电荷的粒子，经206 V 的加速电压由静止加速后，它的德布罗意波长为0.002 nm，试求这个粒子的质量．19.为引起人眼的视觉，进入人眼的绿光的能量至少为每秒E＝10－16J．假设在漆黑的夜晚，在距人s＝100 m远处点亮一只绿光小灯泡，为使人看到它的光线，小灯泡的功第5 页共10 页率至少为多大？( 人用一只眼看，瞳孔直径为 4 mm)20.铝的逸出功是 4.2 eV ，现在将波长200 nm的光照射铝的表面．(1) 求光电子的最大初动能．(2) 求遏止电压．(3) 求铝的截止频率．第6 页共10 页答案解析21.【答案】A【解析】由光速、波长的关系可得出光的频率ν＝，从而?＝hν＝，故 A 选项正确．22.【答案】A【解析】23.【答案】C【解析】根据题意，当电压表读数大于或等于0.60 V 时，即为反向电压为0.6 V 时，从金属出来的电子，在电场阻力作用下，不能到达阳极，则电流表示数为零；根据动能定理，则有光电子的初动能为：E k＝eU＝0.6 eV ，根据爱因斯坦光电效应方程有：W ＝hν－E k＝3.1 eV －0.6 eV ＝2.5 eV ，C正确．24.【答案】C【解析】发生光电效应时，锌板失去电子带正电，用一带负电的金属小球与锌板接触，锌板所带的正电变小，所以验电器指针偏角将减小．若金属小球所带的负电较多，验电器指针偏角会先变小后变大，A、B 错误；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，所以锌板所带的正电变多，验电器的指针偏角将增大， C 正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，红外线照射不一定发生光电效应，所以指针不一定偏转，D错误．25.【答案】C【解析】26.【答案】A【解析】由题意可知，当闭合开关S时，M产生的光电子能到达金属网N，所以电流的方向为从 c 到d；恰好使电流表的示数为零，此时光电子恰好不能到达N，若M、N 间的电势差为UMN，则由动能定理得：2 eUMN＝mv得UMN＝. 故A正确．第7 页共10 页27.【答案】C【解析】根据sin C＝，Ca＞Cb. 知a 光的折射率小于 b 光的折射率，则 a 光的频率小于b 光的频率，用 a 光照射某种金属时发生了光电效应，则 b 光照射一定能发生光电效应，A 错误；光的强度影响单位时间内光电子的数目，而频率的大小与光的强度无关，光的频率与光电子的数目无关，B、D 错误；根据光电效应方程E km＝hν－W0 知，b 光照射产生的光电子最大初动能大，C正确．28.【答案】A【解析】由λ＝可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，A 正确；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系p＝可知，电子的动量小，波长长，B错误；动量相等的电子和中子，其波长应相等，C错误；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的 3 倍，甲的动量也是乙的 3 倍，则甲的波长应是乙的，D错误．29.【答案】C【解析】由题意得n1 ＝n2 ，代入数据得n2＝1.71×1015 个，30.【答案】B【解析】光电效应现象揭示了光的粒子性， A 错误；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性， B 正确；普朗克借助于能量子假说，解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念， C 错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的德布罗意波长相等，则动量p 也相等，动能则不相等， D 错误．31.【答案】C【解析】根据产生光电效应的条件可知选项A、B均错误；电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，故选项C正确，D错误．32.【答案】ACD【解析】温度升高，各种波长的辐射强度都会增加，随着温度的升高，辐射强度的极大值向较短波长方向移动．33.【答案】BC第8 页共10 页【解析】同一物体在一定温度下辐射不同波长的电磁波，在室温下大多数物体辐射不可见的红外光，当温度加热到500℃左右时，开始发出暗红色的可见光，温度上升到1500℃时变成白炽光， A 错，B、C 对，早晚时分太阳呈现红色与太阳和地球间距离有关．34.【答案】AC【解析】在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，能量减小，根据λ＝，知波长增大，碰撞过程系统不受外力，故动量守恒，光子的能量远大于电子的束缚能时，光子与自由电子或束缚较弱的电子发生弹性碰撞，故能量守恒，A、C正确．35.【答案】BD【解析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，由公式E k＝hν－W知，W为逸出功不变，所以光电子的最大初动能取决于入射光的频率，与入射光的强度、波长及光照时间无关，故B、D正确，A、C错误．36.【答案】ABC【解析】由不确定性关系可知选项A、B、C正确．37.【答案】(1) 正(2) 阴极K 发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M 磁化，将衔铁N 吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N 自动离开M(3)B【解析】38.【答案】1.67×10－27kg【解析】粒子加速后获得的动能为E k＝mv2＝eU 粒子的物质波的波长λ＝粒子的动量p＝mv以上各式联立得m＝＝1.67×10－27kg.39.【答案】10－6W第9 页共10 页【解析】设人眼瞳孔直径为d，由题意知E＝×π( )2解得P＝＝W＝10－6W40.【答案】(1)3.3 ×10－19J(2) 遏制电压约为 2.1 V(3)1.01 ×1015Hz动能为【解析】(1) 根据爱因斯坦光电效应方程得：光电子的最大初－19J E k＝－W≈ 3.3×10(2) 根据动能定理得到：遏止电压U c＝＝V≈ 2.1 V(3) 当光电子逸出时的动能为零时，再减小照射光的频率便不能发生光电效应了，截止频率νc＝＝Hz＝1.01×1015Hz.第10页共10 页。
高中物理暑假作业 第17章 波粒二象性(含解析)新人教版选修35
第17章 波粒二象性 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 第I卷（选择题） 一、选择题，本题共11小题。将正确答案填写在题干后面的括号里 1．物理学是一门以实验为基础的科学，下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中错误的是 （ ） A. 粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础 B. 光电效应实验表明光具有粒子性 C. 电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒 D. 康普顿效应进一步证实了光的波动特性 【答案】D 【解析】α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础，选项A正确；光电效应实验表明光具有粒子性，选项B正确；电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒，选项C正确；康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项D错误；此题选择错误的选项，故选D. 2．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. 爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说 B. 宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性 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 【答案】A
3．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温度，如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是 A. T1 >T2 B. T1C. 温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越长 D. 温度越高，辐射强度的极大值就越大 【答案】AD
4．用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合电键S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν 的关系图象，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，-b），下列说法中正确的是
河北省邢台市高中物理 第17章 波粒二象性单元综合测试卷 新人教版选修35
第17章 波粒二象性一。
选择题1．下列说法正确的是（ ）A ．用紫外线照射某种金属，有光电效应现象，则用红光照射也一定有光电效应现象B ．X 射线既有粒子性，也有波动性，它的波动性比粒子性更加明显C ．光波、德布罗意波都是概率波，在真空中传播速度相等D ．物体在高温时辐射可见光，在任何温度下都会辐射红外线 2．下列说法中正确的是 。
A ．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说B ．若使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光光照强度才行C ．结合能越大，原子核结构一定越稳定D ．用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应E ．将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用3．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。
用频率为ν的普通光源照射阴极k ，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射阴极k ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极k 接电源正极，阳极A 接电源负极，在kA 之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的（其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电量）（ ）A ．h W U e e ν=- B ．2h WU e eν=-C ．2U h W ν=-D ．eWe h U -=25ν 4．实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是 。
A ．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样 B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C ．人们利慢中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关5．三种不同的入射光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均可发生光电效应现象B．用入射光A和B照射金属c，均可使金属c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6．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是（）A．无论增大入射光的频率还是增加入射光的强度，金属的逸出功都不变B．只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增加C．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短E．只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多7．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8．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，积累了足够的能量后才能从金属表面逸出D．无论光子能量大小如何，电子吸收多个光子并积累了能量后，总能逸出成为光电子9．下列说法正确的是（）A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B、波尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律C、一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小D、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想10．关于光的波粒二象性，下列说法中不正确．．．的是A．波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性。
人教版高二选修3-5第十七章波粒二象性单元测试
人教版高二选修3-5第十七章波粒二象性单元测试学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列有关说法正确的是（）A．爱因斯坦在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B．玻尔最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性2．关于近代物理实验，下列说法正确的有（）A．黑体辐射的实验表明，微观世界，能量也是连续变化的B．在光电效应实验中，只要入射光照射时间足够长，一定能发生光电效应C．康普顿效应表明，光子除了具有能量之外还具有动量D．一个电子和一个质子具有同样的动能时，质子的德布罗意波波长更长3．关于德布罗意波的波长，下列说法正确的是（）A．质量大的物体，德布罗意波长短B．速度大的物体，德布罗意波长短C．动量大的物体，德布罗意波长短D．动能大的物体，德布罗意波长短4．热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象．辐射强度指垂直于电磁波方向的单位面积在单位时间内所接收到的辐射能量．在研究同一物体于不同温度下向外辐射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时，得到如图所示的图线：图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴Mλ表示物体在不同温度下辐射电磁波的强度，则由Mλ—λ图线可知，同一物体在不同温度下，将：A．向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度相同．B．向外辐射的电磁波的波长范围是相同的．C．向外辐射的最大辐射强度随温度升高而减小．D．向外辐射的最大辐射强度的电磁波的波长向短波方向偏移．5．科学家设想在未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船．设某飞船所在地每秒每单位面积接收的光子数为n，光子平均波长为λ，太阳帆板面积为S，反射率为100%，光子动量hpλ=．设太阳光垂直射到太阳帆板上，飞船总质量为m，则飞船加速度的表达式为（）A．nShmλB．2ShnmλC．2mhSnλD．2nhSmλ6．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。
高中物理 第十七章 波粒二象性 173 粒子的波动性习题课件5高二选修35物理课件
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解析 衍射现象是波的特性，所以电子衍射图样可证 明物质波是正确的，A 正确；由 p＝hλ知，p 越大，λ 越小， 不易发生衍射现象，所以 C 正确，B 错误；发生明显衍射 的条件是波长与障碍物尺寸相差不多或比障碍物大，故 D 正确。
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由动能定理可得，eU＝12mv2－0，电子加速后的速度 v＝
2meU，电子德布罗意波的波长 λ＝hp＝
h ，故 2meU
B
错误；
由电子的德布罗意波波长公式可以知道，加速电压 U 越大，
波长越短，衍射现象越不明显，故 C 错误；物体动能与动
量的关系是 p＝ 2mEk，因为质子的质量远大于电子的质
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极，会产生包括 X 光在内的各种能量的光子，其中光子能
量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差
U、普朗克常量 h、电子电荷量 e 和光速 c，则可知该 X 射
线管发出的 X 光的( )
A．最短波长为eUch B．最长波长为 hecU
C．最小频率为ehU
D．最大频率为ehU
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则λ′λ ≈20.8。
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内容(nèiróng)总结
第3节 粒子(lìzǐ)的波动性
No
Image
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答案 (2)①6.63×10－37 m ②3.3×10－28 m/s
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解析
(1)德布罗意波长
λ＝hp＝
h＝ 2mEk
2mh eU，即nd
高中物理第十七章波粒二象性综合测试课件选修35高中选修35物理课件
12/10/2021
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距离小灯泡d的球面面积为： S＝4πd2＝4π×(1.0×104)2 m2 ＝1.256×109 m2＝1.256×1013 cm2 每秒钟射到1 cm2的球面上的光子数为： N＝nS＝1.255×6×10118013＝3.98×105(个)．
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解析：(1)由公式λmT＝2.90×10－3 m·K得 λm＝2.90×T 10－3＝2.9105×00100－3 m≈1.93×10－7 m. (2)波长λm＝1.93×10－7 m的光子能量 ε＝hν＝hλmc＝16.9.632×6×101－07×－341×.63××1100－819 eV≈6.44 eV. 因ε>W0，故能发生光电效应．由光电效应方程Ek＝hν－ W0， 得Ek＝(6.44－4.54)eV＝1.90 eV.
B．波粒二象性指光有时表现波动性，有时表现粒子性 C．电磁波频率越高，粒子性越明显 D．能量越大的光子其波动性越显著
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10．如图所示，某种单色光射到光电管的阴极上时，电流表
有示数，则( ABD )
A．入射的单色光的频率必大于阴极材料的极限频率 B．增大单色光的强度，电流表示数将增大 C．滑片P向左移，可增大电流表示数 D．滑片P向左移，电流表示数将减小，甚至为零
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14．(10分)经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为 940 μm处．根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物 体的绝对温度的关系近似为Tλm＝2.90×10－1 m·K，由此估算人 体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34 J·s)
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第十七-十八章 波粒二象性及原子结构
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)
1．关于线状谱，下列说法中正确的是( )
A．每种原子处于不同温度下发光的线状谱不同
B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同
C．每种原子在任何外界条件下发光的线状谱都相同
D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同
答案 C
2．在光电效应实验中，飞飞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．乙光的波长大于丙光的波长
C．乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能
答案 B
3．已知氢原子的基态能量为E1，不同能级En＝E1n2，其中n＝1,2,3，….用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能
使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )
A．－4hc3E1 B．－2hcE1 C．－4hcE1 D．－9hcE1
答案 C
4．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率
的光．关于这些光，下列说法正确的是( )
A．波长最长的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的
B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光子
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
答案 D
5．(多选)关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有( )
A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了大角度偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
C．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路
D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的
答案 BC
6．(多选)下列说法正确的是( )
A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验
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规律
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小
D．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想
答案 AD
7．关于光电效应现象，下列说法正确的是( )
A．只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长时，才能发生光电效应现象
B．在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比
C．产生的光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
D．在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比
答案 D
8.(多选)如图所示是光电效应中光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象．从图中可知( )
A．Ek 与ν成正比
B．入射光频率必须大于或等于极限频率νc时，才能产生光电效应
C．对同一种金属而言，Ek 仅与ν有关
D．Ek与入射光强度成正比
答案 BC
9．全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置
进行的电子干涉实验．如图所示，从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，
该实验说明( )
A．光具有波动性
B．光具有波粒二象性
C．微观粒子也具有波动性
D．微观粒子的波是一种电磁波
答案 C
10．科学家“制成”了反氢原子，它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成．反质子和质子有相同的质量，
带有等量异种电荷，反氢原子和氢原子有相同的能级分布，氢原子能级图如图5所示．下列说法中正确的是( )
A．反氢原子光谱与氢原子光谱不相同
B．基态反氢原子的电离能是13.6 eV
C．基态反氢原子能吸收11 eV的光子发生跃迁
D．在反氢原子谱线中，从n＝2能级跃迁到基态辐射光子的波长最长
答案 B
二、填空题(本题共2小题，共12分)
11．(6分)如图甲所示为研究光电效应的电路图．
(1)对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转．将滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能
(选填“减小”或“增大”)．如果改用频率略低的紫光照射，电流表 (选填“一定”“可能”或“一定没”)有示数．
(2)当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流表上的示数随电压变化的图象如图乙所示．则光电子的
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最大初动能为 J，金属的逸出功为 J.
答案 (1)减小 可能 (2)3.2×10－19 4.8×10－19
12．(6分)三位科学家因发明高亮度蓝色发光二极管而获得诺贝尔物理学奖．发光二极管(LED)产生波长450 nm～455
nm的蓝光，照射荧光粉后发光，荧光粉辐射光子的波长 (选填“≥”“≤”或“＝”)入射蓝光光子的波长，荧光粉
辐射光形成的光谱是 (选填“连续谱”或“线状谱”)．
答案 ≥ 线状谱
三、计算题(本题共4小题，共48分)
13．(10分)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，且所产生的光电子的最大初动
能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功．
答案 2∶1 EA－2EB
14．(10分)已知金属钠的逸出功为2.29 eV，现用波长为400 nm的光照射金属钠表面，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s,1
nm＝10－9m，求遏止电压和金属钠的截止频率．(结果保留两位有效数字)
答案 0.82 V 5.5×1014 Hz
15．(14分)氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51 eV，则：
(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)
(1)当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？
(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？
(3)若有大量的氢原子处于n＝3能级，则在向低能级跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中波长最长的是多
少？
答案 (1)1.03×10－7 m (2)3.28×1015 Hz(3)3种 6.58×10－7 m
16．(14分)已知氢原子的基态能量为E1，量子数为n的激发态的能量为E1n2(n＝2,3,4，…)，用h表示普朗克常量．现
有一群氢原子处于n＝3的能级，在向低能级跃迁过程中，其中从n＝2能级向n＝1能级跃迁辐射出的光照射某金
属的表面恰能发生光电效应，求该金属的极限频率和能从该金属表面逸出的光电子的最大初动能．
答案 －3E14h －536E1