高中物理人教版5第十七章波粒二象性單元測(cè)試 第十七章過關(guān)檢測(cè)

第十七章過關(guān)檢測(cè)(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求,第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.在歷史上,最早證明了德布羅意波存在的實(shí)驗(yàn)是()A.弱光衍射實(shí)驗(yàn)B.電子束在晶體上的衍射實(shí)驗(yàn)C.弱光干涉實(shí)驗(yàn)D.以上都不正確解析:最早證明了德布羅意波存在的實(shí)驗(yàn)是電子束在晶體上的衍射實(shí)驗(yàn)。答案:B2.能正確解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是()A.能量的連續(xù)經(jīng)典理論B.普朗克提出的能量量子化理論C.牛頓提出的能量微粒說D.以上說法均不正確解析:黑體輻射規(guī)律認(rèn)為能量是一份一份的,但不同于牛頓提出的微粒說,只有B符合物理事實(shí),因此選B。答案:B3.關(guān)于黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系,如圖正確的是()解析:根據(jù)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律:隨溫度升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加,故圖線不會(huì)有交點(diǎn),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。另一方面,輻射強(qiáng)度的極大值會(huì)向波長(zhǎng)較短方向移動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。答案:B4.關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是()A.截止頻率越大的金屬材料逸出功越大B.只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng),任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.從金屬表面出來的光電子的最大初動(dòng)能越大,這種金屬的逸出功越小D.入射光的光強(qiáng)一定時(shí),頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多解析:逸出功W0=hνc,W0∝νc——截止頻率,A正確;只有照射光的頻率ν大于等于金屬截止頻率νc,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,B錯(cuò);由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知,因ν不確定時(shí),無(wú)法確定Ek與W0的關(guān)系,C錯(cuò);光強(qiáng)E=nhν,ν越大,E一定,則光子數(shù)n越小,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少,D錯(cuò)。答案:A5.如圖所示,一個(gè)粒子源產(chǎn)生某種粒子,在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板,粒子穿過狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光,那么在熒光屏上將會(huì)看到()A.只有兩條亮紋B.有許多條明、暗相間的條紋C.沒有亮紋D.只有一條亮紋解析:任何運(yùn)動(dòng)的粒子都具有波粒二象性,那么離子源產(chǎn)生的大量粒子透過雙縫就應(yīng)該表現(xiàn)出波動(dòng)性,即形成明、暗相間的多條干涉條紋,故B項(xiàng)正確。答案:B6.下列關(guān)于微觀粒子波粒二象性的認(rèn)識(shí),正確的是()A.因?qū)嵨锪Ｗ泳哂胁▌?dòng)性,故其軌跡是波浪線B.由概率波的知識(shí)可知,因微觀粒子落在哪個(gè)位置不能確定,所以粒子沒有確定的軌跡C.由概率波的知識(shí)可知,因微觀粒子落在哪個(gè)位置不能確定,再由不確定性關(guān)系知粒子動(dòng)量將完全確定D.大量光子表現(xiàn)出波動(dòng)性,此時(shí)光子仍具有粒子性解析:實(shí)物粒子的波動(dòng)性指實(shí)物粒子是概率波,與經(jīng)典的波不同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;微觀粒子落點(diǎn)位置不能確定,與經(jīng)典粒子有確定軌跡不同,選項(xiàng)B正確;單縫衍射中,微觀粒子通過狹縫,其位置的不確定量等于縫寬,其動(dòng)量也有一定的不確定量,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;波動(dòng)性和粒子性是微觀粒子的固有特性,無(wú)論何時(shí)二者都同時(shí)存在,選項(xiàng)D正確。答案:BD7.下列關(guān)于光電效應(yīng)的說法中正確的是()A.若某材料的逸出功是W0,則它的極限頻率ν0=B.光電子的初速度和照射光的頻率成正比C.光電子的最大初動(dòng)能和照射光的頻率成正比D.光電子的最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大解析:由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知,B、C錯(cuò)誤,D正確。若Ek=0,得極限頻率ν0=,故A正確。答案:AD8.用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng),得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖所示。則這兩種光()A.照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大B.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí),a光的臨界角大C.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰條紋間距大D.通過同一玻璃三棱鏡時(shí),a光的偏折程度大解析:本題考查光電效應(yīng)及光的全反射、折射、干涉等問題。由圖象可知,用a光照射光電管時(shí)的遏止電壓小于用b光照射光電管時(shí)的遏止電壓,故a光的頻率要小于b光的頻率。據(jù)愛因斯坦光電方程Ek=hν-W0可知,照射該光電管時(shí)a光逸出的光電子的最大初動(dòng)能較b小,故A錯(cuò)誤;對(duì)于同一介質(zhì)a光的折射率小于b光的折射率,由sinC=可知,a光的臨界角大,所以通過同一玻璃三棱鏡時(shí),a光的偏折程度小,故B正確,D錯(cuò)誤;由c=λf可知,a光的波長(zhǎng)較長(zhǎng),由Δx=λ可知發(fā)生雙縫干涉時(shí),a光的相鄰條紋間距大,故C正確。答案:BC二、填空題(每小題10分,共20分。把答案填在相應(yīng)的橫線上)9.有一種實(shí)驗(yàn)裝置可以逐個(gè)地釋放可見光子。在一次實(shí)驗(yàn)中,釋放的光子頻率為6×1014Hz,光屏每秒鐘接收到的光子能量為5×10-13J,光子釋放處到光屏的距離足夠遠(yuǎn),則根據(jù)以上數(shù)據(jù)可計(jì)算出空氣中相鄰兩個(gè)光子間的平均距離約為m。(普朗克常量h=×10-34J·s,保留兩位有效數(shù)字)

解析:設(shè)每秒釋放光子數(shù)為n,有nhν=E,則相鄰兩個(gè)光子間的平均距離Δl=,聯(lián)立解得Δl=×102m。答案:×10210.如圖所示為對(duì)光電管產(chǎn)生的光電子進(jìn)行比荷測(cè)定的原理圖,兩塊平行金屬板間距離為d,其中N為鋅板,受紫外光照射后將激發(fā)出沿不同方向運(yùn)動(dòng)的光電子,開關(guān)S閉合,電流表A有讀數(shù),若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,逐漸增大極板間的電壓,A表讀數(shù)逐漸減小,當(dāng)電壓表示數(shù)為U時(shí),A表讀數(shù)恰為零;斷開S,在MN間加上垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí),A表讀數(shù)也為零。(1)光電子的比荷的表達(dá)式為。

(2)光電管的陰極常用活潑的堿金屬制成,原因是這些金屬。

A.導(dǎo)電性好B.逸出功小C.發(fā)射電子多 D.電子動(dòng)能大解析:(1)A表讀數(shù)為零,表明這時(shí)具有最大初動(dòng)能逸出的光電子也不能達(dá)到M板,有eU=。斷開S,在MN間加勻強(qiáng)磁場(chǎng),若以最大速度運(yùn)動(dòng)的光電子做半徑為d的圓周運(yùn)動(dòng),則A表的讀數(shù)也恰為0,故得半徑R=d=,得。(2)根據(jù)題意可知,光電管的陰極常用活潑的堿金屬制成,原因是發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),使其克服引力做功少,即逸出功小,選項(xiàng)B正確。答案:(1)(2)B三、計(jì)算題(每小題16分,共32分)11.如圖所示,當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),用光子能量為eV的一束光照射陰極P,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于V時(shí),電流表讀數(shù)仍不為零;當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于V時(shí),電流表讀數(shù)為零。(1)求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大小;(2)求該陰極材料的逸出功。解析:設(shè)用光子能量為eV的光照射陰極P時(shí),光電子的最大初動(dòng)能為Ek,陰極材料逸出功為W0,當(dāng)反向電壓達(dá)到U=V以后,具有最大初動(dòng)能的光電子也達(dá)不到陽(yáng)極,因此eU=Ek,光電效應(yīng)方程:Ek=hν-W0。由以上兩式解得Ek=eV,W0=eV。所以此時(shí)最大初動(dòng)能為eV,該陰極材料的逸出功為eV。答案:(1)eV(2)eV12.德布羅意認(rèn)為:任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體,都有著一種波與它對(duì)應(yīng),波長(zhǎng)是λ=,式中p是運(yùn)動(dòng)著的物體的動(dòng)量,h是普朗克常量。已知某種紫光的波長(zhǎng)是440nm,若將電子加速,使它的德布羅意波波長(zhǎng)是這種紫光波長(zhǎng)的10-4倍,求:(1)電子的動(dòng)量的大小;(2)試計(jì)算加速電壓的大小。(電子質(zhì)量m=×10-