2018-2019學(xué)年高中物理山東省專用選修3-5檢測：第十七章 波粒二象性 階段驗收評估(四) 波粒二象性

階段驗收評估（四）波粒二象性(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題86481～5小題只有一個選項符合題目6～8630分)的方法來說，這屬于()C

控制變量D解析：選C為了解釋光電效應(yīng)的實驗規(guī)律，由于當(dāng)時沒有現(xiàn)成的理論，愛因斯坦就提出了“光子說”來解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，并取得成功。從科學(xué)研究的方法來說，這屬于科學(xué)假說。C正確，A、B、D錯誤。關(guān)于德布羅意波，下列說法正確的( )A．所有物體不論其是否運動，都有對應(yīng)的德布羅意波B．任何一個運動著的物體都有一種波和它對應(yīng)，這就是德布羅意波C．運動著電場、磁場沒有相對應(yīng)的德布羅意波D．只有運動著的微觀粒子才有德布羅意波，對于宏觀物體，不論其是否運動，都沒有對應(yīng)的德布羅意波解析：選BB正確。關(guān)于熱輻射，下列說法中正確的( )A．一般物體的熱輻射強(qiáng)度只與物體的溫度有關(guān)B．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑C．一定溫度下，黑體輻射強(qiáng)度隨波長的分布有一個極大值度升高時，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長增大的方向移動 解析：選C錯誤。如圖所示是一個粒子源，產(chǎn)生某種粒子，在其正前方安裝有兩條狹縫的擋板，粒子穿過狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光，以下結(jié)論不正確的( )A．有多條明暗相間的條紋BC．光子到達(dá)明條紋處的概率較大D解析：選B由于粒子源產(chǎn)生的粒子是微觀粒子，它的運動受波動規(guī)律支配，對大量粒子運動到達(dá)屏上某點的概率，可以用波的特征進(jìn)行描述，即產(chǎn)生雙縫干涉，在屏上將看到干涉條紋，所以選項A、C、D正確，B錯誤。5．1924年法國物理學(xué)家德布羅意提出物質(zhì)波的概念，任何一個運動著的物體，小到電子，大到行星、恒星都有一種波與之對應(yīng)，波長λ h是普朗克常量。同h樣光也具有粒子性，光子的動量p＝λ。根據(jù)上述觀點可以證明一個靜止的自由電子如果完全吸收一個γ光子，會發(fā)生下列情況：設(shè)光子頻率為ν，則E＝hν

h hνmv2 hν

，p＝λ＝c，被靜止的自由電，子吸收后有hν＝，

e ＝mv＝2c，電子的速度為兩倍光速，顯然這e2ce2是不可能的。關(guān)于上述過程以下說法正確的( )γ光子因為在微觀世界中能量守恒定律不適用，上述論證錯誤，所以電子可能完全吸收一個γ光子γ光子γ光子與一個靜止的自由電子發(fā)生作用，則γ光子被電子散射后頻率不變解析：選C動量守恒定律和能量守恒定律是自然界中普遍適用的規(guī)律，因此在微觀世界中動量守恒定律和能量守恒定律仍適用，在光電效應(yīng)實驗中金屬內(nèi)部電子在吸收一定能量的光子后克服逸出功從而成為自由電子，因此電子可以吸收光子，故得出的唯一結(jié)論是靜止的自由電子不可能完全吸收一個γ光子，選項AB發(fā)生作用，被電子散射后因能量變小從而頻率降低，選項D錯誤。對光的認(rèn)識，以下說法中正確的( )A．個別光子的行為易表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為易表現(xiàn)為波動性B．光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的C．光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時，就不具有波動性了D．光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)明顯，在另外某種場合下光的粒子性表現(xiàn)明顯解析選ABD 個別光子的行為易表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為易表現(xiàn)為波動性。與物質(zhì)相互作用，表現(xiàn)為粒子性，光的傳播表現(xiàn)為波動性，光的波動性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性，故A、、D正確。如圖所示，某種單色光射到光電管的陰極上時，電流表有數(shù)，則( )AB．增大單色光的強(qiáng)度，電流表的示數(shù)將增大CP向左移，電流表示數(shù)將增大D．滑片P向左移，電流表示數(shù)將減小，甚至為零解析：ABD因此入射的單色光的頻率一定大于陰極材料的極限頻率，選項A正確；增大單色光的強(qiáng)度，則產(chǎn)生的光電流增大，電流表的示數(shù)增大，選項BP向左移時，K極的電勢比A極高，光電管上加的是反向電壓，故選項C錯誤，D正確。ν美國物理學(xué)家密立根利用圖甲所示的電路研究金屬的遏止電壓U與入射光的頻率νc的關(guān)系，描繪出圖乙中的圖像，由此算出普朗克常量。電子的電荷量用e表示，下列說法確的是( )PM端移動ν 由U- ν c c增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動能也增大UeU-νh＝1c ν－ν1 c解析選BD 入射光的頻率增大，光電子的最大初動能增大，則遏止電壓增大，測遏止電壓時，應(yīng)使滑動變阻器的滑片P向N端移動，故A錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程E＝hν－Wk 0知，光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故C

＝hν－W

＝eU，解得Uhν hν

h U Ue

k 0 c c＝e

eck＝e＝ν

1 h＝－ν

1 。故D正c－νc1 c 1 c確。二、計算題(本題共3小題，共52分)9．(16分如圖所示是光電效應(yīng)實驗示意圖。當(dāng)用光子能量為hν＝3.1eVKK的電勢高于A0.9，此時光電流剛好截止。那么，當(dāng)A于K的電勢，且電勢差也為0.9V時，光電子到達(dá)A極時的最大動能是多大？此金屬的逸出功是多大？解析：設(shè)光電子逸出時最大初動能為E

，到達(dá)A極的最大動能為 ′Ek kE當(dāng)A、K間所加反向電壓為0.9V時，由動能定理有keU＝E，得k

＝0.9eVEkE當(dāng)A、K間所加正向電壓為0.9V時，由動能定理有EkkeU′＝E′－，得Ekk

′＝1.8eVEkEE＝hν－WW＝2.2。k 0 0答案：1.8eV 2.2eV10．(16分)德布羅意認(rèn)為：任何一個運動著的物體，都有著一種波與它對應(yīng)，波長是λh＝p，式中p是普朗克常量。已知某種紫光的波長是440電子加速，使它的德布羅意波長是這種紫光波長的10－4倍，求：(1)電子的動量的大?。?2)試推導(dǎo)加速電壓跟德布羅意波波長的關(guān)系，并計算加速電壓的大小。電子質(zhì)量m＝9.1×10－31kg，電子電荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，加速電壓的計算結(jié)果取一位有效數(shù)字。解析：(1)λ h＝p，電子的動量h 6.6×10－34

23kg·m/s。p＝λ

＝4.4×10－

11kg·m/s＝1.5×10－2(2)電子在電場中加速，有eU＝1mv22mv2 h2U＝2e＝2meλ2＝8×102。h2答案：(1)1.5×10－23kg·m/s (2)U＝2meλ2 8×102V11．(20分)太陽光垂直射到地面上時，地面上1m2接收的太陽光的功率為1.4kW，其中可見光部分約占45%。(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s)假如認(rèn)為可見光的波長約為0.55射出的可見光子數(shù)為多少？

日、地間距離R＝1.5×1011m，估算太陽每秒輻6.4×106解析：(1)設(shè)地面上垂直陽光的1m2面積上每秒鐘接收的可見光光子數(shù)為n，則有P×45%＝n·c0.45λP 0.45×0.55×10－6×1.4×103

hc

6.6×10－

34×3×108

＝1.75×1021(個)設(shè)想一個以太陽為球心，以日、地距離為半徑的大球面包圍著太陽，大球面接收的光子數(shù)即等于太陽輻射的全部光子數(shù)。則所求可見光光子數(shù)N＝n·4πR2＝1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)