人教版高中物理選修3-5第十七章波粒二象性測試

1、絕密 啟用前人教版高中物理選修3-5 第十七章 波粒二象性測試本試卷分第I卷和第n卷兩部分，共100分第I卷一、單選題(共 15小題 ,每小題 4.0分,共 60分).關(guān)于物質(zhì)波以下說法正確的是()A 實(shí)物粒子具有粒子性，在任何條件下都不可能表現(xiàn)出波動(dòng)性B 宏觀物體不存在對(duì)應(yīng)的波C 電子在任何條件下都能表現(xiàn)出波動(dòng)性D 微觀粒子在一定條件下能表現(xiàn)出波動(dòng)性.對(duì)于任何一種金屬，能發(fā)生光電效應(yīng)的條件是()A 入射光的強(qiáng)度大于某一極限強(qiáng)度B 入射光的波長大于某一極限波長C 入射光的照射時(shí)間大于某一極限時(shí)間D 入射光的頻率不低于某一極限頻率.關(guān)于對(duì)熱輻射的認(rèn)識(shí)，下列說法中正確的是()A 熱的物體向外輻射電

2、磁波，冷的物體只吸收電磁波B 溫度越高，物體輻射的電磁波越強(qiáng)C 輻射強(qiáng)度按波長的分布情況只與物體的溫度有關(guān)，與材料種類及表面狀況無關(guān)D 常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色.光子在介質(zhì)中和物質(zhì)微粒相互作用，可使光的傳播方向轉(zhuǎn)向任何方向，這種現(xiàn)象叫做光的散卜入表不散射.1922 年，美國物理學(xué)家家康普頓研究了石墨中的電子對(duì)X 射線的散射規(guī)律，若用射前、后X射線的波長，用 n表示作用后電子的德布羅意波長，則 （）此F/電戶 上、電戶 碾用前tfHtnA .入入，碰撞過程動(dòng)量守恒，能量不守恒B.入 入，碰撞過程動(dòng)量守恒，能量也守恒D.碰后電子動(dòng)量為T-5.能引起人的眼睛視覺效應(yīng)的最小能

3、量為10 18J,已知可見光的平均波長約為60 wm,普朗克常量34- 一 一 一一 一 h： 6.63 W Js,則進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少為（）1個(gè)3個(gè)30 個(gè)300 個(gè).現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為人入 入用b光束照射某種金屬時(shí)，恰能發(fā)生光電效應(yīng).若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以斷定 （）a光束照射時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)c光束照射時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)a光束照射時(shí)，釋放出的光電子數(shù)目最多c光束照射時(shí)，釋放出的光電子的最大初動(dòng)能最小.某光波射到一逸出功為 W0的光電材料表面，所產(chǎn)生的光電子在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑為 r,則該光波的頻率為（設(shè)電子的質(zhì)量

4、為 m,帶電量為e,普朗克常量 為 h）（）B.c.近 e2Br:- H為8.顏色不同的a光和b光由媒質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角分別為金屬時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，現(xiàn)改用 b光去照射，可以斷定（Ca和 Ct),且 Ca Cb,)a光照射某種A.不一定能發(fā)生光電效應(yīng).光電子數(shù)目增大C.光電子的最大初動(dòng)能增大D.光電子數(shù)目減少.紅光和紫光相比（）A.紅光光子的能量較大；在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)紅光的速度較大B.紅光光子的能量較?。辉谕环N介質(zhì)中傳播時(shí)紅光的速度較大C.紅光光子的能量較大；在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)紅光的速度較小 D.紅光光子的能量較小；在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)紅光的速度較小.如圖所示是定量研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電

5、路圖，則（）A.如果斷開開關(guān)S,電流表示數(shù)一定為零.如果把電源反接，電流表示數(shù)一定為零C.如果電壓表示數(shù)一直增大，電流表示數(shù)肯定也一直增大D.如果靈敏電流表讀數(shù)為零，可能是因?yàn)槿肷涔忸l率過低.下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中，正確的是 （）A.有的光是波，有的光是粒子B.光子與電子是同樣的一種粒子C.光的波長越長，其波動(dòng)性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D.大量光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性.有關(guān)光的本性，下列說法中正確的是 （）A.光具有波動(dòng)性，又具有粒子性，這是相互矛盾和對(duì)立的光的波動(dòng)性類似于機(jī)械波，光的粒子性類似于質(zhì)點(diǎn)C.大量光子才具有波動(dòng)性，個(gè)別光子只具有粒子性D.由于光既具有波動(dòng)性，又具有

6、粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，只能認(rèn)為光具 有波粒二象性13.如圖所示，一個(gè)粒子源產(chǎn)生某種粒子，在其正下方安裝只有兩條狹縫的擋板，粒子穿過狹縫打 在下方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光，那么在熒光屏上將看到 （）ESIA.只有兩條亮紋B.有多條明暗相間的條紋C.沒有亮紋D.只有一條亮紋14.下列關(guān)于不確定關(guān)系說法正確的是（）A.只對(duì)微觀粒子適用B.只對(duì)宏觀粒子適用C.對(duì)微觀和宏觀粒子都適用D .對(duì)微觀和宏觀粒子都不適用15.如圖所示，已知用光子能量為2.82 eV的紫光照射光電管中K極板的金屬涂層時(shí)，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn).若將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰

7、好減小到零，此時(shí)電壓表讀數(shù)為1.00 V,則K極板的金屬涂層的逸出功約為 （） r6.1 W 19J4.5 W 19J2.9 W 19J1.6 W 19J第n卷二、實(shí)驗(yàn)題（共1小題,每小題10.0分洪10分）16.如圖所示，這是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電 管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成.電源作微（1）示意圖中，a端應(yīng)是電源 極.光控繼電器的原理是：當(dāng)光照射光電管時(shí)，當(dāng)用綠光照射光電管陰極K 時(shí)，可以發(fā)生光電效應(yīng)，則 說法正確A.增大綠光照射強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能增大B 增大綠光照射強(qiáng)度，電路中光電流增大三、計(jì)算題(共 3小題,每小題10分,共 3

8、0分).已知金屬葩的極限波長為0.66 用0.50的光照射葩金屬表面發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能為多少焦耳？葩金屬的逸出功為多少焦耳？(普朗克常量h= 6.63 X10 34j s).光具有波粒二象性，光子的能量？=hv,其中頻率丫表示波的特征.若某激光管以pw= 60 W的功率發(fā)射波長 入=663 nm的光束，試根據(jù)上述理論計(jì)算：該管在1 s內(nèi)發(fā)射出多少個(gè)光子？.設(shè)子彈的質(zhì)量為 0.01 kg,槍口直徑為0.5 cm,試求子彈射出槍口時(shí)橫向速度的不確定量.答案解析.【答案】D【解析】任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子、質(zhì)子大到行星、太陽，都有一種波與之對(duì)應(yīng)，這種波稱為物質(zhì)波.所以要物體運(yùn)動(dòng)時(shí)才有物質(zhì)波

9、.故 A, B選項(xiàng)均錯(cuò)誤.電子有波動(dòng)性，但在一定的條件下才能表現(xiàn)出來.電子的衍射，是把電子束照到晶體上才發(fā)生的.晶體的波長很小只有數(shù)千C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確.埃甚至數(shù)百埃，跟電子的物質(zhì)波波長差不多，這時(shí)衍射才表現(xiàn)出來.故.【答案】D【解析】入射光的頻率低于某一極限頻率時(shí)，金屬不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，對(duì)應(yīng)的波長為極限波長, 當(dāng)入射光的波長低于某一極限波長時(shí)，金屬才能發(fā)生光電效應(yīng).【答案】BA錯(cuò)誤，B正確;【解析】一切物體都不停地向外輻射電磁波，且溫度越高，輻射的電磁波越強(qiáng), 黑體輻射強(qiáng)度按波長的分布情況只與物體的溫度有關(guān)，一般物體輻射強(qiáng)度按波長的分布情況除與物體的溫度有關(guān)外，與材料種類及表面狀況也有關(guān)

10、，C錯(cuò)誤；常溫下看到的物體的顏色是反射光的顏色，D錯(cuò)誤.【答案】C【解析】在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，則動(dòng)收量減小，根據(jù) 入 =一，知波長增大，碰撞過程系統(tǒng)不受外力，動(dòng)量守恒，光子的能量遠(yuǎn)大于電子的P束縛能時(shí)，光子與自由電子或束縛較弱的電子發(fā)生彈性碰撞，能量守恒.所以C正確，A、B錯(cuò)誤;由碰撞示意圖知碰后電子與光子的運(yùn)動(dòng)方向不在一條直線上，而動(dòng)量守恒是矢量式，所以直接寫.【答案】D【解析】根據(jù)？= hv= h!求出可見光的平均能量，從而求出能引起人的視覺反應(yīng)時(shí)，進(jìn)入人眼的光 |A子數(shù).進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少個(gè)數(shù)n= = 300個(gè).E.【答案】A【解析】

11、由a、b、c三束單色光的波長關(guān)系 入入 入。及波長、頻率的關(guān)系知：三束單色光的頻率 關(guān)系為：v v 故當(dāng)b光恰能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，a光必然不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，c光必然能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，A對(duì)，B、C錯(cuò)；光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率有關(guān)，頻率越高，最大初動(dòng)能越大，所以c光照射時(shí)釋放出的光電子的最大初動(dòng)能最大，D錯(cuò)，故正確答案為 A.【答案】C【解析】由光電效應(yīng)方程：!mv2= h v- Wor由向心力公式：evB= m r由兩式可得： 尸 十 一.【答案】C【解析】根據(jù)sinC=；, ca於知a光的折射率小于 b光的折射率，則 a光的頻率小于b光的頻率, 用a光照射某種金屬時(shí)發(fā)生

12、了光電效應(yīng)，則b光照射一定能發(fā)生光電效應(yīng)，A錯(cuò)誤；光的強(qiáng)度影響單位時(shí)間內(nèi)光電子的數(shù)目，而頻率的大小與光的強(qiáng)度無關(guān)，光的頻率與光電子的數(shù)目無關(guān)，B、D錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程 &m=h Wo知，b光照射產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能大，C正確.【答案】B【解析】此題只需比較紅光和紫光的區(qū)別就行了，紅光與紫光相比，紅光波長較長、頻率較低、 光子能量較低、在同種介質(zhì)中傳播速度較快，正確答案為B.【答案】D【解析】如果斷開開關(guān) S,在光照下有電子從 K極發(fā)射出來，電流表的示數(shù)就不為零，A錯(cuò)誤；如果把電源反接，在光照下有電子從K極發(fā)射出來，當(dāng)玻璃管中兩極的電壓較小時(shí)，電流表的示數(shù)就不為零，B錯(cuò)誤；在一定的光照條件

13、下，單位時(shí)間內(nèi)陰極K發(fā)射的光電子的數(shù)目是一定的，如果電壓表示數(shù)一直增大，電流表示數(shù)也不會(huì)再增大，即存在著飽和電流，C錯(cuò)誤；如果靈敏電流表讀數(shù)為零，可能是因?yàn)槿肷涔忸l率過低，頻率低于金屬的截止頻率時(shí)，就不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，電 流表的示數(shù)就會(huì)為零，D正確.【答案】C【解析】一切光都具有波粒二象性，光的有些行為（如干涉、衍射）表現(xiàn)出波動(dòng)性，光的有些行為（如光電效應(yīng)）表現(xiàn)出粒子性，所以，不能說有的光是波，有的光是粒子.雖然光子與電子都是微觀 粒子，都具有波粒二象性，但電子是實(shí)物粒子，有靜止質(zhì)量，光子不是實(shí)物粒子，沒有靜止質(zhì)量， 電子是以實(shí)物形式存在的物質(zhì)，光子是以場形式存在的物質(zhì)，所以，不能說光子與電子

14、是同樣的 一種粒子.光的波粒二象性的理論和實(shí)驗(yàn)表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為 表現(xiàn)出粒子性.光的波長越長，衍射性越好，即波動(dòng)性越顯著；光的波長越短，其光子能量越大， 個(gè)別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng)，其粒子性就很顯著，所以C正確.【答案】D【解析】光在不同條件下表現(xiàn)出不同的行為，其波動(dòng)性和粒子性并不矛盾，A錯(cuò)，D對(duì)；光的波動(dòng)性不同于機(jī)械波，其粒子性也不同于質(zhì)點(diǎn)，B錯(cuò)；大量光子往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子往往表現(xiàn)出粒子性，C錯(cuò).【答案】B【解析】由于粒子源產(chǎn)生的粒子是微觀粒子，它的運(yùn)動(dòng)受波動(dòng)規(guī)律支配，對(duì)大量粒子運(yùn)動(dòng)到達(dá)屏 上的某點(diǎn)的概率，可以用波的特征進(jìn)行描述，即產(chǎn)

15、生雙縫干涉，在屏上將看到干涉條紋，所以B正確.【答案】C.【答案】C【解析】由題述 將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時(shí)電壓表讀數(shù)為 1.00 V”可知光電子的最大初動(dòng)能為 Ek=1 eV.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程 可知 K 極板的金屬涂層的逸出功為 Wo=hv E= 2.82 eV- 1 eV =1.82 eV = 1.82 M.6 乂0-19J = 2.9 X 10 -19 一J, C正確.【答案】（1）正（2）陰極K發(fā)射電子，電路中產(chǎn)生電流，經(jīng)放大器放大的電流產(chǎn)生的磁場使鐵芯M磁化，將銜鐵 N吸住.無光照射光電管時(shí)，電路中無電流， N自動(dòng)離開M（3）B.【答案】9.6 10 20 J 3 10 19J【解析】金屬艷發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率00=金屬葩的逸出功W=h v0=h- = 6.63 10-34J3X10J.由光電效應(yīng)方程m= h 丫- w=6.63 MO X3M