人教版 高中物理 选修3-5 《波粒二象性》同步测试试题(含答案解析)
第十七章 波粒二象性 检测试题
一、选择题
1．对所有的机械波和电磁波，下列说法正确的是 ( )
A．都能产生干涉、衍射现象 B．在同一介质中传播速度相同
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，已知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，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平
行单色光，如图所示，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射线的顺序进行比较 ( )
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．下列各组电磁波，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，若保持入射光强度不变，而增大入射光的波长，则 ( )
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
弧光灯
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．下列关于光电效应的陈述中，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。为了产生光电流，可采取的措施是 ( )
A．增大入射光的强度
B．增大入射光的频率
C．把P向a移动
D．把P从c向b移动
12．如图所示，与锌板相连的验电器的铝箔原来是张开的，现在让弧光灯发出的光经一狭缝后照
射到锌板，发现在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器的铝箔张角变大，以上实验
事实说明 ( )
A．光具有波粒二象性
B．验电器的铝箔原来带负电
C．锌板上亮条纹是平行等宽度的
D．若改用激光器发出的红光照射锌板，观察到验电器的铝箔张角一定会变得更大
13．用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应采
用的措施是 ( )
A．改用红光照射 B．增大绿光的强度
C．增大光电管的加速电压 D．改用紫光照射
14．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，就可以产生光电流
B．光电流的强度与入射光的频率有关，光的频率越大，光电流越大
C．入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，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
15．在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，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、普朗克常数h、电子电
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eUhc B．最长波长为eUhc C．最小频率为heU D．最大频率为heU
16．下列事实中，表明光具有波动性的是 ( )
A．光的反射 B．光的折射 C．光的衍射 D．光的色散
17．下列可以被电场加速的是 ( )
A．光子 B．光电子 C．X射线 D．无线电波
18．利用金属晶格（大小约10-10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加
速，然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、电量为e、初速
度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是 ( )
A．该实验说明电子具有波动性
B．实验中电子束的德布罗意波长为meUh2
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代替电子，衍射现象将更加明显
19．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．光的波动性是大量光子运动的规律
20．在双缝干涉实验中，明暗条纹形成的原因解释正确的是 ( )
A．暗条纹处一定没有光子到达
B．暗条纹处可能也有光子到达
C．光子到达暗条纹处的概率很小
D．光子到达明条纹处的概率很大
二、填空题
21．先用波长为400nm的紫光做双缝干涉的实验，在屏上看到除中央亮条纹外，两侧各有三条亮
条纹；然后使波长为600nm的黄光与上述紫光同时入射，此时屏上能看到________________条黄色的
亮条纹。
22．黄光的频率范围约在5.0×1014～5.2×1014Hz之间，它在空气中的波长范围是
________________________________。
23．若将无线电波、 射线、可见光、红外线、伦琴射线、紫外线等按发生明显衍射现象从易到
难的顺序排列，则应_____________、_____________、_____________、_____________、_____________、
_____________。
24．普朗克常量的值为________________。
25．40瓦的白炽灯，有5％的能量转化为可见光。设所发射的可见光的平均波长为580nm，那么
该白炽灯每秒种辐射的光子数为________________个。
26．已知铯的极限频率为4.55×1014Hz，钠的为6.0×1014 Hz，银的为1.15×1015 Hz，铂的为1.53×1015
Hz，当用波长为0.375μm的光照射它们时，可发生光电效应的是_____________。
三、计算题
27．有一真空中波长为6×10-7m的单色光，普朗克常量为6.6310-34 J·s求此单色光的
（1）频率； （2）的1个光子的能量。
28．已知每秒从太阳射到地球的垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103J，其中可见光
部分约占45%，假如认为可见光的波长均为5.5×10-7m，太阳向各方向的辐射是均匀的，日地间距离为
1.5×1011m，普朗克恒量h=6.6×10-34J·s，估算出太阳每秒钟辐射出的可见光子数是多少？
29．如图所示，绝缘固定擦得很亮的锌板A小平放置，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？
d
m、q
A
B
弧光
（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?
第十七章 章末检测
1、A 2、C 3、A 4、BCD 5、D 6、B 7、B 8、BD 9、ABC 10、D 11、B 12、
A 13、D 14、C 15、AD 16、C 17、B 18、ABC 19、AD 20、BCD 21、2 22、
3.3×10-19 J～3.4×10-19 J 23、无线电波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线 24、6.63×
10-34 J·s 25、1×1016 26、铯，钠 27、（1）5×1014Hz（2）3.3×10-19 J 28、1400 29、（1）负
电（2）向上加速运动（3）将A板接地或增大两极板间的距离
高中同步测试卷·新人教物理选修3-5：同步练习 第17章 波粒二象性 第1节
第十七章波粒二象性第1节能量量子化一、黑体与黑体辐射1．黑体：是指能够______吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体．2．热辐射：周围的一切物体都在辐射________，这种辐射与物体的______有关．3．黑体辐射的实验规律图1(1)一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与______有关外，还与材料的种类及表面状况有关．(2)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的______有关，如图1所示．①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都______；②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长______的方向移动．二、能量子1．定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的________．即：能的辐射或者吸收只能是____________．这个不可再分的最小能量值ε叫做________．2．能量子大小ε＝hν，其中ν是电滋波的频率，h称为________常量．h＝____J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)．3．能量的量子化在微观世界中微观粒子的能量是________的，或者说微观粒子的能量是______的．这种现象叫能量的量子化．【概念规律练】知识点一黑体和黑体辐射1．下列叙述中正确的是()A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波知识点二黑体辐射的规律2．关于黑体辐射的实验规律叙述正确的有()A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C．黑体辐射的强度与波长无关D ．黑体辐射无任何实验规律3．黑体辐射的实验规律如图2所示，由图可知( )图2A ．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 知识点三 能量子4．已知某种单色光的波长为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ε的值为( )A ．h c λB .h λC .chλD ．以上均不正确 5．神光“Ⅱ”装置是我国规模最大，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J 、波长λ为0.35 μm 的紫外激光，已知普朗克常量h ＝6.63×10－34J ·s ， 则该紫外激光所含光子数为( ) A ．2.1×1021个 B ．4.2×1021个 C ．2.1×1015个 D ．4.2×1015个 【方法技巧练】利用能量子的关系式求解有关问题6．氦—氖激光器发出波长为633 nm 的激光，当激光器的输出功率为1 mW 时，每秒发 出的光子数为( ) A ．2.2×1015 B ．3.2×1015 C ．2.2×1014 D ．3.2×10147．小灯泡的功率P ＝1 W ，设其发光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10－6 m ，求在距离d ＝1.0×104m 处，每秒钟落在垂直于光线方向面积为1 cm 2上的光子数是多少？(h ＝6.63×10－34J ·s )1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是( ) A ．温度 B ．材料 C ．表面状况 D ．以上都正确 2．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3．下列说法正确的是()A．微观粒子的能量变化是跳跃式的B．能量子与电磁波的频率成正比C．红光的能量子比绿光大D．电磁波波长越长，其能量子越大4．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A．红光B．橙光C．黄光D．绿光5．单色光从真空射入玻璃时，它的()A．波长变长，速度变小，光量子能量变小B．波长变短，速度变大，光量子能量变大C．波长变长，速度变大，光量子能量不变D．波长变短，速度变小，光量子能量不变6．关于光的传播，下列说法中正确的是()A．各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同B．各种色光在真空中频率不同，同一色光在各种介质中频率相同C．同一色光在各种介质中折射率不同，不同色光在同一介质中折射率相同D．各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比任何介质中波长都长7．对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是()A．以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量是量子化的8．对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是()A．太阳光是由各种单色光组成的复色光B．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光C．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为紫光D．组成太阳光的各单色光的能量都相同9．在自然界生态系统中，蛇与老鼠等生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它通过接收热辐射来发现老鼠的存在．假设老鼠的体温约37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmax.根据热辐射理论，λmax与辐射源的绝对温度T的关系近似为λmax T＝2.90×10－3m·K.则老鼠发出的最强的热辐射的波长为()A．7.8×10－5m B．9.4×10－6m－4－8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．11．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多少？12．某广播电台的发射功率为10 kW，能发射出在空气中波长为187.5 m的电磁波，试求：(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？(2)若向四面八方发射的光子视为均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的环状天线每秒钟接收的光子个数以及接收功率？第十七章波粒二象性第1节能量量子化课前预习练一、1.完全2．电磁波温度3．(1)温度(2)温度①增加②较短二、1.整数倍一份一份的能量子2．普朗克 6.626×10－343．量子化分立课堂探究练1．ACD[根据热辐射的定义，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B错误，C正确；根据黑体的定义知D正确．]2．AB[黑体辐射的规律为随着温度的升高各种波长的辐射强度都增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．]3．ACD点评黑体辐射具有以下规律：①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．4．A[由光速、波长的关系可得出光的频率ν＝cλ，从而ε＝hν＝h cλ，故A正确．] 5．B6．B [一个光子能量ε＝hν＝hc λ.当激光器输出功率为1 mW 时，每秒发出光子数为N ＝Ptε＝Pth c λ＝3.2×1015个，B 正确．]7．4×105个解析 每秒钟内小灯泡发出的能量为E ＝Pt ＝1 J光子的能量：ε＝hν＝hc λ＝6.63×10－34×3×10810－6J ＝1.989×10－19 J小灯泡每秒钟辐射的光子数： n ＝E ε＝11.989×10－19个≈5×1018个 距离小灯泡d 的球面面积为：S ＝4πd 2＝4π×(1.0×104)2 m 2＝1.256×109 m 2＝1.256×1013 cm 2每秒钟辐射到1 cm 2的球面上的光子数为：N ＝nS ＝5×10181.256×1013个≈4×105个．方法总结 解决有关光子的能量辐射问题要明确能量子与功率、波长、光速和频率之间的关系，熟练掌握E ＝Pt ＝nε、ε＝hν、c ＝λν等公式是解决这类问题的关键．课后巩固练1．A [根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素得其只与温度有关．]2．B [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．]3．AB 4．A5．D [因为光的频率不变，光量子的能量不变；再根据折射率n ＝c v ＝λλ′可知，光的速度变小，波长变短．]6．ABD [各种色光在真空中的传播速度都相同；同一介质对不同色光有不同的折射率；同一色光频率不变；同一色光在不同介质中波速不同，在不同介质中波长不同．]7．ABD 8.AC9．B [体温为37℃时，热力学温度T ＝310 K ，根据λmax T ＝2.90×10－3 m ·K ，得λmax ＝2.90×10－3310m ＝9.4×10－6 m ．]10．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．11．2.3×10－18 W解析 因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P ＝Et，式中E ＝6ε，又ε＝hν＝h c λ，可解得P ＝6×6.63×10－34×3×108530×10－9W ＝2.3×10－18 W . 12．(1)1031个 (2)4×1023个 4×10－4 W 解析 (1)每个光子的能量ε＝hν＝hc λ＝6.63×10－34×3×108187.5J ＝1.06×10－27 J .则每秒钟电台发射上述波长的光子数N ＝Pt/ε＝104×11.06×10－27个≈1×1031个(2)设环状天线每秒接收光子数为n，以电台发射天线为球心，则半径为R的球面积S＝4πR2.而环状天线的面积S′＝πr2，所以n＝πr24πR2·N＝4×1023个；接收功率P收＝πr24πR2·P总＝4×10－4W.点评电磁波的传播或接收不是连续的，而是与可见光一样都是一份一份的，而每一份光子的能量为ε＝hν；其次，解决本题还要注意能量守恒观点在电磁波知识中的应用．。
2017年高中物理人教版选修3-5章末测评：第十七章 波粒二象性测评B Word版含解析.pptx
照射光的频率小于截止频率时，不会发生光电效应，无光电子逸出，选项 C 错误；
由光电效应方程 Ek＝hν－W0 可知，图线的斜率即为普朗克常量，选项D 正确。
答案：D 6. 解析：根据物理单位知识可知，表达式及变形式两侧单位是一致的，由本题中涉及
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
8．(2010·浙江理综)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 ()
。已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为 e、c 和 h。
学无止 境
12．(2013·浙江自选)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意 如图甲所示。已知普朗克常量 h＝6.63×10－34 J·s 。
(1)图甲中电极 A 为光电管的
(填“阴极”或“阳极”)；
(2)实验中测得铷的遏止电压 Uc 与入射光频率 ν 之间的关系如图乙所示，则铷的
14．(2014·青岛模拟)原子核的半径为 10－15 m，估计核内质子的动量不确定范围。如果 电子被限制在核内，其动量不确定范围又是多少？
15．(2014·南京模拟)一光电管的阴极用极限波长λ0＝5 000Å的钠制成。用波长λ＝3 000Å 的紫外线照射阴极，光电管阳极A 和阴极K 之间的电势差 U＝2.1 V，光电流的饱 和值 I＝0.56 mA。 (1)求每秒内由 K 极发射的电子数； (2)求电子到达 A 极时的最大动能。 (3)如果电势差 U 不变，而照射光的强度增到原值的 3 倍，此时电子到达A 极时的 最大动能是多少？(普朗克常量 h＝6.63×10－34 J·s ，电子的电荷量 e＝1.6×10－19 C)
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。
2019-2020年人教版高中物理选修3-5测试卷(二) 波粒二象性含答案
阶段验收评估（二）波粒二象性(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。
1～5小题只有一个选项符合题目要求，6～8小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得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．数学归纳解析：选C 为了解释光电效应的实验规律，由于当时没有现成的理论，爱因斯坦就提出了“光子说”来解释光电效应的规律，并取得成功。
从科学研究的方法来说，这属于科学假说。
C正确，A、B、D错误。
2．关于德布罗意波，下列说法正确的是( )A．所有物体不论其是否运动，都有对应的德布罗意波B．任何一个运动着的物体都有一种波和它对应，这就是德布罗意波C．运动着电场、磁场没有相对应的德布罗意波D．只有运动着的微观粒子才有德布罗意波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的德布罗意波解析：选B 任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，即物质波，物质有两类：实物和场，所以B正确。
3．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解析：选C 一般物体的热辐射强度除与温度有关之外，还与材料、表面状况有关，A 错误；黑体可以辐射可见光，不一定是黑的，B错误；由黑体辐射的实验规律知，C正确，D错误。
4．经150 V电压加速的电子束，沿同一方向射出来，穿过铝箔射到其后的屏上，则( ) A．所有电子的运动轨迹均相同B．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置解析：选D 电子在运动中表现出波动性，没有一定的运动轨迹，牛顿运动定律不适用于电子的运动。
2019高中物理人教版选修3-5习题 第17章 波粒二象性 第1、2节 含答案
第十七章第一、二节基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的导学号 96140144( )A．木棒的长度B．物体的质量C．物体的动量D．学生的个数答案：D解析：所谓“量子化”应该是不连续的，一份一份的，故选项D正确。
2．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是导学号 96140145 ( )答案：B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。
3．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。
假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比导学号 96140146( ) A．频率变大B．频率不变C．光子能量变大D．波长变长答案：D解析：运动的光子和一个静止的自由电子碰撞时，既遵守能量守恒，又遵守动量守恒。
碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子，光子的能量减少，波长变长，频率减小，D选项正确。
4．(黑龙江大庆一中2015～2016学年高二下学期检测)关于光电效应现象，下列说法正确的是导学号 96140147( )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，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解析：根据光电效应方程Ekm ＝hcλ－hcλ0。
入射光的波长必须小于极限波长，才能发生光电效应，故A错误；从光电效应方程知，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，故B错误。
根据光电效应方程Ekm ＝hν－W，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关，故C错误。
高中物理第十七章波粒二象性单元测试题三含解析新人教版选修350625121
高中物理第十七章波粒二象性单元测试题三含解析新人教版选修350625121一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48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．在图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（ ）A ．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bD ．用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是b 流向a3．下列说法不正确的是 （ ）A ．蓝光比绿光更容易使金属发生光电效应现象B ．同一束光照射两种不同金属发生光电效应现象，则逸出功大的金属中射出的光电子最大初动能大C ．某金属的极限频率为0γ，当入射光频率为02γ时，逸出的光电子的最大初动能为0h γD ．一束光照射某金属发生光电效应，换用频率低但光强大的光照射仍能发生光电效应，则两次相比，后者１s 内逸出的光电子数多但最大初动能小4．对光的波粒二象性的说法正确的是（ ）A ．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B ．光子与电子是同样一种粒子，光波与机械波是同样一种波C ．光的波动性是光子间相互作用引起的D ．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并没否定电磁说，在光子能量E h γ=中，频率γ仍表示的是波的特性5．在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的95%以上，假设现在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，但不一定是中央亮纹图1C．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大6．下述说法正确的是（）A．光波是一种电磁波B．光从空气进入水中后，光的波长变短，光子能量减小C．光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子D．光波是一种概率波，单个光子在空中的运动路线象水波一样7．关于物质波，正确的认识是（）A．只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波动性，这就是物质波B．只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波C．由于宏观物体的德布罗意波长太小，所以很难观察到它们的波动性D．电子束照射到金属晶体上得到了电子束的衍射图样，从而证实了德布罗意的假设是正确的8．为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜．下列说法中正确的是（）A．电子显微镜所利用电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射B．电子显微镜所利用电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射C．电子显微镜所利用电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射D．电子显微镜所利用电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射二、填空题（本题共3题，每题6分，共计18分）9．如图2所示，一静电计与锌板相连，在A处用一紫外灯照射锌板，关闭灯后，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，若改用强度更大图2的红外线照射锌板，可观察到静电计指针______(填“有”或“无”)偏转．10．某单色光频率为 ，用它照射某金属发生光电效应，在逸出的光电子中动能最大值是K E ，则这种金属的逸出功 ，极限频率 ．11．以速度7100.2⨯=v m/s 运动的电子束的德布罗意波长为 m ，与该电子束的德布罗意波波长相同的质子束的速度为 m/s ．（电子的质量31101.9-⨯=e m ㎏，质子的质量271067.1-⨯=H m ㎏）三、计算题（本题共3小题，共40分）12．试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长．13．照相底片上的感光物质中的AgBr 分子在光的照射下能分解，经过冲洗后就被记录下来（这种现象叫做光化效应，与光电效应类似，只有入射光子的能量大于某一数值，才能发生），已知分解一个AgBr 分子所需要的能量的最小值约为19100.1-⨯J ，求这种照相底片感光的截止波长（即它能记录的光的最大波长值）．14．自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射，热辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同．处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响.我们定义一种理想的物体.它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射．这样的物体称为黑体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比．即P 0＝ δT 4，其中常量δ＝5.67×10-8W ／m 2·K 4．在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体．有关数据及数学公式：太阳半径R s ＝696000 km ，太阳表面温度T ＝5770 K ，火星半径r ＝3395km ，球面积S ＝4πR 2，其中R 为球半径．(1)太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7m ～1×102m 范围内，求相应的频率范围．(2)每小时从太阳表面辐射的总能量为多少?(3)火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为πr2(r为火星半径)的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度.参考答案 1．C 提示：根据实验现象，而后提出理论支持，物理学上把这种研究方法称为“科学假说”，故正确选项为C.2．AC 提示：根据光电效应的条件可知，A 光的频率高于极限频率0γ，B 光的频率小于极限频率0γ，故A 光的频率大于B 光的频率，A 选项正确；光电管工作时光电子从阴极（右侧）飞向阳极（左侧），由此可知，电路中流过电流表的电流为a →b ，即C 正确.3．B 提示：本题综合考查光电效应规律与光电效应方程，蓝光比绿光频率高，更容易使金属发生光电效应，故A 选项说法正确，根据爱因斯坦光电效应方程，同一光子照射逸出功大的金属，克服原子核的吸引力做功多，最大初动能小，故B 选项说法错误，极限频率为0γ的金属其逸出功为=W 0h γ，现在入射光子能量为h γ＝02h γ，根据爱因斯坦光电效应方程K E h W γ=-可判定最大初动能k E 为0h γ，故C 选项说法正确，由光电效应的规律可知频率越高的光照射同一金属，逸出的光电子的最大初动能大，而１s 内逸出的光电子的个数与入射光的强度成正比，故D 选项说法正确，所以说法不正确的只有B 选项．4．D 提示：光是一种波，同时也是一种粒子，光同时具有波粒两种性质，仅仅有时波动性明显，有时粒子性明显，故A 选项错误；光具有波粒二象性中的“波”不是宏观的连续波而是概率波，“粒”也不是宏观的粒子而是指光是不连续的，是“一份一份”的，光子没有一定的形状，但电子等宏观粒子有一定的形状，同一介质中光速不变，但电子等宏观粒子的速度是变化的，所以光子与电子不是同样一种粒子，光波与机械波也是不同性质的波，故B 选项错误；光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子间的相互作用引起的，故C 选项错误，光子说指出光是一份一份的，可解释光电效应现象，体现了光具有粒子性，同时光子的能量与频率成正比，又体现了波动性，所以光子说并没有否定电磁说，所以正确选项是D ．5．CD 提示：本题考查光是一种概率波的含义，根据概率波的概念，对于一个光子通过单缝后落在何处，是不确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可以达到95%以上，，当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只不过落在暗纹处的概率很小而已，故只有C 、D 两选项是正确的．6．A 提示：本题综合考查光的本质属性及光在传播过程中其频率、波长、波速及光子能量变化的情况．光是一种电磁波，也是一种概率波，概率波的概念是光子在空间各点出现的概率受波动规律的支配，而不是说光子在空间的运动轨迹是波动性的曲线，所以A 选项正确，而D 选项错误；光在传播过程中频率保持不变，但波速却随介质的改变而改变（vc n =），由波速公式f v λ=知波长也随介质的不同而改变，当光从空气进入水中时，频率不变，波速变小，波长变短，但光子的能量是由频率决定的，保持不变，故B 选项错误；光电效应证明光子具有能量并且它的能量是不连续的，而是一份一份的，它的能量可以被电子吸收，而不是说光子可以转化为电子，所以C 选项是错误的，正确的选项只有A ．7．ACD 提示：根据物质波的定义：只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波动性，A 正确，B 错误；根据物质波公式h pλ=知宏观物体的动量大则物质波波长短，很难观察到他们的波动性，C 正确；电子束在晶体上的衍射图样的获得证实了德布罗意的假设是正确的，即证实了物质波的存在，D 正确．8．A 提示：本题结合显微镜考查实物粒子的物质波，为了观察纳米级的微小结构，用光学显微镜是不可能的．因为可见光的波长数量级是10-7m ，远大于纳米，会发生明显的衍射现象，因此不能精确聚焦，如果用很高的电压使电子加速，使它具有一定的动量，则其物质波的波长远小于1nm ，不会发生明显衍射，分辨率较高，正确选项为A ．9．减小；无提示：紫外线照射锌板，锌板发生光电效应，放出光电子，锌板及与它连在一起的静电计带正电，带负电小球与其接触后，中和一部分正电荷，静电计指针偏角减小．红外线比黄光的频率更低，更不可能发生光电效应，能否发生光电效应与入射光的强度无关．10．k h E γ-，k E hγ- 提示：根据爱因斯坦光电效应方程K E h W γ=-可知，该金属的逸出功为W ＝k h E γ-，该金属吸收光子的能量至少等于逸出功才能发生光电效应，所以极限频率0W h γ=＝k E hγ-． 11．111064.3-⨯ m ，41009.1⨯ m/s 提示：根据物质波公式h h p mvλ==，代入数据得电子束的德布罗意波长1λ=111064.3-⨯ m ，与电子束物质波波长相等的质子的速度2v =41009.1⨯ m/s ．12．约321.910-⨯m 提示：估计一个中学生的质量m ≈50kg ，百米跑时速度v ≈7m /s ，则h h p mv λ===346.6310507-⨯⨯ m =321.910-⨯m ．13．6100.2-⨯m 提示：本题借助照相底片的感光现象，考查光电效应规律及光子说等知识，分解一个AgBr 分子所需要的能量是由吸收一个入射光子的能量得来，分子吸收光子的能量也是“一对一”的吸收关系，所以入射光子的能量最小值应等于分解一个AgBr 分子所需要的能量的最小值19100.1-⨯J ，又由光子能量与频率成正比得：νh E =λhc=，解得=λ6100.2-⨯m ，所以使这种照相底片感光的入射光子的最长波长即截止波长为6100.2-⨯m ．14．(1)3×1013Hz ～1.5×1015Hz (2)1.38×1030J （3）204 K解析：(1)由γ＝c/λ得，1γ＝3.00×108／（2×10-7 ）Hz ＝1.5×1015 Hz 2γ＝3.00×108／（1×10-5 ）Hz ＝3×1013 Hz所以辐射频率范围是3×1013 Hz ～1.5×1015Hz(2)每小时从太阳表面辐射的总能量为E ＝4πδR s 2T 4t ，代入数据得E ＝1.38×1030 J(3)设火星表面温度为T ′，太阳到火星的距离为d ，火星单位时间内吸收来的太阳的辐射能量为P 入＝4πR s 2δT 4224r d ππ，代入d ＝400R s 得P 入＝πδT 4r 2/（400）2火星单位时间内向外辐射电磁波能量为P 出＝4πδr 2T ′4，火星处于平衡状态P 入＝P 出，即πδT 4r 2／（400）2＝4πδr 2T ′4，解得T ′＝204 K。
最新精编高中人教版选修3-5高中物理第17章波粒二象性第4、5节(1)检测题及解析
第十七章第四、五节基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1．下列说法正确的是( )A．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上答案：B解析：概率波与机械波是两个概念，本质不同；物质波是一种概率波，符合概率波的特点；光的双缝干涉实验中，若有一个光子，这个光子的落点是不确定的，但有概率较大的位置。
2．(湖北武钢三中、武汉三中、省实验中2015～2016年高二下期联考)下列说法中正确的是( )A．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象B．只要增大入射光强度，就一定能发生光电效应．如果能发生光电效应，只增大入射光强度，单位时间内逸出的光电子目不变D．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方答案：D解析：概率波是物质波，传播不需要介质，而机械波传播需要介质，故概率波和机械波的本质是不一样的，但是都能发生干涉和衍射现象，故A错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光强无关，故B错误；如果能发生光电效应，只增大入射光强度，则光子的密集程度增加，故单位时间内逸出的光电子目增加，故错误；光波是概率波，故光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方，故D正确，故选D。
3．在光的双缝干涉实验中，在光屏上放上照相底片并设法减弱光子流的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长的两种情况下，其实验结果是( )①若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点②若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹③这一实验结果证明了光具有波动性④这一实验结果否定了光具有粒子性A．①②③对B．①②④对．①③④对D．②③④对答案：A解析：实验表明，大量光子的行为表现为波动性，个别光子行为表现为粒子性。
上述实验表明光具有波粒二象性，故①②③正确，即A正确。
2023-2024学年高中物理教科版选修3-5第4章 波粒二象性单元测试(含答案解析)
2023-2024学年教科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11小题，每题3分，共计33分）1.在探究光电效应现象时，某小组的同学使用频率为u 的单色光照射某金属时，逸出的光电子最大初动能为E_ k，已知普朗克常量用h表示，则（）A. 用频率为dfracnu2的单色光照射该金属时有可能发生光电效应B. 用频率为2nu的单色光照射该金属时逸出的光电子最大初动能等于2E_\ kC. 该金属的逸出功为hnuD. 若增加该光的强度，则逸出的光电子最大初动能增大【答案】A【解析】解：用频率为u的光照射能逸出光电子，则W_0\lt hu，但不知道W_0与\dfrac12hu之间的关系，则\dfracu2的单色光照射该金属时有可能发生光电效应，故 A正确， C错误．根据E_ k=hu-W_0知，用频率为2u的单色光照射该金属时逸出的光电子最大初动能不等于2E_ k，故 B错误．最大初动能只能与光照频率有关，与光照强度无关，故 D错误．故选 A．2.光子有能量，也有动量p= \dfrach\lambda ，它也遵守有关动量的规律．如图所示，真空中有一“\infty ”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形白纸片，右边是和左边大小、质量均相同的圆形黑纸片．当用两束相同的平行白光分别垂直照射这两个圆面时，关于此装置开始时转动情况（俯视）的下列说法中正确的是（）A. 顺时针方向转动B. 逆时针方向转动C. 不会转动D. 都有可能【答案】A【解析】解：白纸反射各种色光，故用平行白光垂直照射白纸片时光子会被反弹回去，而黑纸面会吸收各种色光，即光子与黑纸片碰撞后具有相同的速度方向，结合动量守恒知光子与白纸片碰撞后，白纸片会获得较大速度，故此装置会顺时针方向转动；故选：A．3.下列说法正确的是（）A. 光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B. 根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子电势能减小，核外电子运动速度增大C. 卢瑟福通过对alpha 粒子散射实验的研究，揭示了原子核的结构D. 若原子核A能自发地进行beta 衰变，则衰变后生产的新元素原子核比原子核A多一个中子而少一个质子，核子总数是不变的【答案】B【解析】解： A ．光电效应是原子核外电子吸收光子能量逃逸原子的束缚的现象，故A错误；B．波尔理论中原子向低能级跃迁，电势能减小，轨道半径减小，电子运动速度增大，故B正确；C ．利用\alpha 粒子的散射可以估算原子核的大小，但\alpha 粒子没有进入原子核，不能得到原子核的有关信息，故C错误；D．原子核自发进行\beta 衰变时，原子核多一个质子而少一个中子，故D错误．故选： B．4.如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n= 3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法不正确的是（）A. 这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n= 3能级跃迁到n= 2能级所发出的光波长最长B. 这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C. 能发生光电效应的光有两种D. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60, eV【答案】B【解析】解：A、这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论\triangle E= E_m-E_n( m \gt n)得知，从n= 3跃迁到n= 1所发出的光能量最大，由E= h\gamma =h\dfracc\lambda 得知，频率最高，波长最短，而从n= 3跃迁到n= 2所发出的光能量最小，发出的光波长最长．故A正确；B、氢原子辐射光子的过程中，能量减小，轨道半径减小，根据\dfracke^2r^2=\dfracmv^2r知，电子动能增大，则电势能减小．故B不正确；C 、根据玻尔理论可知，只有从n= 3跃迁到n= 1，以及从n= 2跃迁到n= 1辐射的光子能量大于逸出功，所以能发生光电效应的光有两种．故C正确．D、从n= 3跃迁到n= 1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6-1.51eV= 12.09eV，根据光电效应方程得，E_km= hv-W_0= 12.09-2.49eV= 9.60eV．故D正确．本题选择不正确的，故选：B5.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【答案】C【解析】 A 、能100\% 地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，故A错误；BC、黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射电磁波的强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误，C正确；D、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，这个小孔就成了一个黑体，故D错误。
2021年人教版高中选修3-5-《第十七章波粒二象性》单元检测题含答案解析
【最新】人教版高中选修3-5-《第十七章波粒二象性》单元检测题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示为光电管工作原理图，当有波长（均指真空中的波长，下同）为λ的光照射阴极板K时，电路中有光电流，则（）A．换用波长为λ1（λ1＞λ）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B．换用波长为λ2（λ2＜λ）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流C．增加电路中电源的端电压，电路中的光电流可能增大D．将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流2．根据爱因斯坦的“光子说”可知（）A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B．只有光子数很多时，光才具有粒子性C．一束单色光的能量可以连续变化D．光的波长越长，光子的能量越小3．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． 粒子4．以下关于光子说的基本内容，不正确的说法是（）A．光子的能量跟它的频率有关B．紫光光子的能量比红光光子的能量大C．光子是具有质量、能量和体积的实物微粒D．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子5．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.为了产生光电流，可采取的措施是()头p移到c点时，光电流为零A．增大入射光的频率B．把P向a移动C．把P从c向b移动D．增大入射光的强度6．如图为研究光电效应的装置．一光电管的阴极用极限频率ν0=6×1014Hz的钠制成，当用频率ν=9.2×1014Hz的紫外线照射阴极，同时在光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.7V，已知普朗克常量h=6.63×10-34J•s，电子电量e=1.6×10-19C．则光电子到达阳极A极时的最大动能为（）A．2.6 eV B．3.8 eV C．4.0eV D．4.5eV7．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，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8．下列关于概率波的说法中,正确的是A．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波C．概率波和机械波的本质是一样的,都能发生干涉和衍射现象D．在光的双缝干涉实验中,若有一个粒子,则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过9．物理学家做了一个有趣的实验：在光屏处放上照相用的底片.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，底片只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，其中正确的是（）A．曝光时间不长时，底片上只能出现不规则的点子，表现出光的波动性B．单个光子通过双缝后的落点可以预测C．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方10．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。