20192020學年新人教版高中物理選修第17章波粒二象性基礎練習題

第十七章第一、二節(jié)基礎夯實一、選擇題(1～5題為單項選擇題，6、7題為多項選擇題)1．(2019·京市昌平區(qū)高二下學期期末北)以下宏觀觀點中，屬于“量子化”的是

(

D

)A．物體的長度B．物體所受的重力C．物體的動能D．人的個數(shù)分析：人數(shù)的數(shù)值只好取正整數(shù)，不可以取分數(shù)或小數(shù)，因此是不連續(xù)的，是量子化的。其余三個物理量的數(shù)值都能夠取小數(shù)或分數(shù)，

甚至取無理數(shù)也能夠，

因此是連續(xù)的，非量子化的。故只有

D正確。2．最近幾年來軍事行動中，士兵都配帶“紅外夜視儀”，在夜間也能清楚地看清目標，主假如因為(B)．“紅外夜視儀”發(fā)射出強盛的紅外線，照耀被視物體B．全部物體均在不斷地輻射紅外線C．全部高溫物體均在不斷地輻射紅外線D．“紅外夜視儀”發(fā)射出X射線，被照耀物體遇到激發(fā)而發(fā)出紅外線分析：全部物體都在不斷地向外輻射紅外線，不一樣物體輻射出來的紅外線不一樣，采納“紅外夜視儀”能夠清楚地分辨出物體的形狀、大小和地點，不受白日和夜晚的影響，即可確認出目標進而采納有效的行動。故只有

B項正確。3．(2019·龍江省哈爾濱六中高二下學期期中黑)某光源發(fā)出的光由不一樣波長的光構成，不一樣波長的光的強度如下圖。表中給出了一些資料的極限波長，用該光源發(fā)出的光照耀表中資料

(

D

)資料

鈉銅

鉑極限波長

(nm)

541268

196A．僅鈉能產(chǎn)生光電子

B．僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C．僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子

D．都能產(chǎn)生光電子分析：由題圖可知，該光源發(fā)出的光的波長大概在

25nm

到

440nm之間，而三種資料中，極限波長最小的鉑的極限波長是196nm，大于25nm，所以該光源能使三種資料都產(chǎn)生光電效應。應選

D。4．白日的天空各處都是亮的，是大氣分子對太陽光散射的結果。假定一個運動的光子和一個靜止的自由電子碰撞此后，電子向某一個方向運動，光子沿另一方向散射出去，則這個散射光子跟本來的光子對比(D)A．頻次變大B．頻次不變C．光子能量變大D．波長變長分析：運動的光子和一個靜止的自由電子碰撞時，既恪守能量守恒，又恪守動量守恒。碰撞中光子將能量hν的一部分傳達給了電子，光子的能量減少，波長變長，頻次減小，D選項正確。5．愛因斯坦提出了光量子觀點并成功地解說光電效應的規(guī)律而獲取1921年的諾貝爾物理學獎。某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻次ν的關系如下圖，此中ν0為極限頻次。從圖中能夠確立的是(D)A．逸出功與ν相關B．Ekm與入射光強度成正比C．ν＜ν0時，會逸出光電子D．圖中直線的斜率與普朗克常量相關分析：金屬的逸出功是由金屬自己決定的，與入射光頻次沒關，其大小

W＝hν，故0

A錯誤；依據(jù)愛因斯坦光電效應方程

Ekm＝hν－W，可知光電子的最大初動能

Ekm與入射光的強度沒關，但入射光越強，光電流越大，只需入射光的頻次不變，則光電子的最大初動能不變，故

B錯誤；要有光電子逸出，則光電子的最大初動能

Ekm＞0，即只有入射光的頻次大于金屬的極限頻次即

ν＞ν時才會有光電子逸出。故0

C錯誤；依據(jù)愛因斯坦光電效應方程EkmEkm＝hν－W，可知Δν＝h，故D正確。6．在實驗室或工廠的高溫爐子上開一個小孔，小孔可看做黑體，由小孔的熱輻射特點，就能夠確立爐內的溫度，如下圖，這是黑體的輻射強度與其輻射光波波長的關系圖象，則以下說法正確的選項是

(

AD

)A．T1>T2B．T1<T2C．跟著溫度的高升，黑體的輻射強度都有所降低D．跟著溫度的高升，輻射強度的極大值向波長較短的方向挪動分析：一般資料的物體輻射能的多少決定于物體的溫度(T)、輻射波的波長、時間的長短和發(fā)射的面積，而黑體是指在任何溫度下，所有汲取任何波長的輻射的物體，黑體輻射的強度按波長的散布只與溫度相關。實驗表示，跟著溫度的高升，各樣波長的輻射強度都有所增添，輻射強度的極大值向波長較短的方向挪動。從題圖中可看出，λ，則T。此題1<λ21>T2正確選項為A、D。7．(2018寧·波諾丁漢大學隸屬中學高二下學期期中)如下圖，兩平行金屬板A、B板間電壓恒為U，一束波長為λ的入射光射到金屬板B上，使B板發(fā)生了光電效應，已知該金屬板的逸出功為W，電子的質量為m，電荷量為e，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，以下說法中正確的選項是(ABD)cA．入射光子的能量為hλB．抵達A板的光電子的最大動能為ch－W＋eUλC．若增大兩板間電壓，B板沒有光電子逸出D．若減小入射光的波長必定會有光電子逸出cc分析：依據(jù)E＝hν，而ν＝，則光子的能量為h，故A正確；光電子的逸出最大動能λλEkm＝hc－W，依據(jù)動能定理，Ekm′－Ekm＝eU，則抵達A板的光電子的最大動能為hc－Wλλ＋eU，故B正確；若減小入射光的波長，那么頻次增大，必定會有光電子逸出，故D正確；金屬板的逸出功與極限頻次相關，與板間電壓沒關，故C錯誤。二、非選擇題8．有一個成語叫做“出神入化”，原意說的是道士煉丹時候的溫度控制，溫度高低主假如靠看火焰的顏色，溫度低的時候，是偏紅的，溫度最高的時候，才體現(xiàn)青色，所以出神入化表示溫度已經(jīng)足夠高了。如何用熱輻射來解說溫度與顏色的關系？分析：黑體輻射與溫度之間有著親密的關系，熱輻射的光譜是連續(xù)光譜，輻射光譜的性質與溫度相關，在室溫下，大部分物體輻射不行見的紅外光。但當物體被加熱到500℃左右時，開始發(fā)出暗紅色的可見光，跟著溫度的不斷上漲，輝光漸漸亮起來，并且波長較短的輻射愈來愈多，大概在1500℃時就會變?yōu)楣饬恋陌谉牍?。這說明同一物體在必定溫度下所輻射的能量，在不一樣光譜地區(qū)的散布是不平均的，并且溫度越高，光譜中與能量最大的輻射相對應的頻次也越高。所以，火焰顏色也隨之而改變。能力提高一、選擇題(1～3題為單項選擇題，4、5題為多項選擇題)1．(2019·京北101中學高二下學期期末)2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100nm(1nm＝10－9m)鄰近連續(xù)可調的世界上最強的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的研究中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所擁有的能量能夠電離一個分子，但又不會把分子打壞。據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h＝－34)6.6×10Js·，真空光速c＝3×108m/s)(B－21J－18A．10B．10J－15JD．10－12C．10J分析：一個處于極紫外波段的光子的能量約為E＝hc＝2×10－18J，由題意可知，光子λ的能量應比電離一個分子的能量稍大，所以數(shù)目級應同樣，應選B。2．在自然界生態(tài)系統(tǒng)中，蛇與老鼠和其余生物經(jīng)過營養(yǎng)關系構成食品鏈，在保持生態(tài)均衡方面發(fā)揮重要的作用。蛇是老鼠的天敵，它是經(jīng)過接收熱輻射來發(fā)現(xiàn)老鼠的。假定老鼠的體溫約37℃，它發(fā)出的最強的熱輻射的波長為λ。依據(jù)熱輻射理論，λ與輻射源的絕對mm－3溫度T的關系近似為Tλ＝2.90×10m·K。m(1)老鼠發(fā)出最強的熱輻射的波長為(B)－5B．9.4×10A．7.8×10m－4mD．9.7×10C．1.16×10(2)老鼠發(fā)生的最強的熱輻射屬于(C)

－6－8

mmA．可見光波段B．紫外波段C．紅外波段D．X射線波段分析：(1)老鼠的體溫T＝(273＋37)K＝310K由題設條件λ與T的近似關系式：λ－3m·KmmT＝2.90×10得λ＝2.90×10－3＝2.90×10－3m≈9.4×10－6m，B正確。mT310(2)可見光的波長范圍4.0×10－7～7.0×10－7m，λm大于此范圍，所以屬于紅外線，C正確。也可依據(jù)老鼠的體溫不高，不可以輻射可見光進行判斷。3．(2019·建省福州市八縣福(市)一中高二下學期期末聯(lián)考)在光電效應實驗中，某同學按如圖

a方式連結電路，利用該裝置在不一樣實驗條件下獲取了三條光電流與

A、K

兩極之間電壓

UAK的關系曲線

(甲光、乙光、丙光

)如圖

b所示，則以下說法正確的選項是

(

B

)．甲、乙兩光的光照強度同樣B．甲、乙兩光的頻次同樣C．丙光照耀陰極時，極板的逸出功最小D．乙光的波長小于丙光的波長分析：依據(jù)eUc＝Ek＝hν－W0，入射光的頻次越高，對應的制止電壓Uc越大。甲光、乙光的制止電壓相等，所以甲光、乙光的頻次相等，故B正確；甲光、乙光的頻次相等，由圖可知，甲光飽和光電流大于乙光，所以甲光的光強盛于乙光的光強，故A錯誤；極板的逸出功只與極板金屬的資料相關，與入射光沒關，選項C錯誤；丙光的制止電壓大于乙光的制止電壓，所以丙光的頻次大于乙光的頻次，則乙光的波長大于丙光的波長，故D錯誤。4．如下圖是用光照耀某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻次的變化圖線，普朗克常量h＝6.63×10－34Js·，由圖可知(AC)A．該金屬的極限頻次為144.3×10HzB．該金屬的極限頻次為145.5×10HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功為0.5eV分析：由光電效應方程Ekm＝hν－W知圖線與橫軸交點為金屬的極限頻次，即ν0＝4.3×1014Hz，A正確，B錯誤；該圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功W＝hν06.63×10－34×4.3×1014/1.6×10－19eV≈1.8eV，D錯誤。5．用如下圖的裝置研究光電效應現(xiàn)象。當用光子能量為

2.75eV的光照耀到光電管上時發(fā)生了光電效應，電流表G的示數(shù)不為零；挪動變阻器的觸頭大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)為0，則以下說法正確的選項是(BD

c，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù))A．光電子的最大初動能一直為1.05eVB．光電管陰極的逸出功為1.05eVC．當滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓增大，電流增大D．改用能量為2.5eV的光子照耀，挪動變阻器的觸頭c，電流表G中也可能有電流分析：由愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0可知，同種金屬的逸出功同樣，所以光電子逸出后的初動能取決于獲取的能量，A錯誤；當電壓表示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表1.7V，由eU＝121.05eV，B正確；無示數(shù)，說明制止電壓為2mv，可求得光電管的逸出功為若光的頻次不變，反向電壓大于制止電壓后電路中就不再有電流，C錯誤；當入射光頻次超過截止頻次，且反向電壓小于制止電壓，電路中就會有電流，D正確。二、非選擇題6．(2019北·京市昌平區(qū)高二下學期期末)關于同一物理問題，經(jīng)常能夠從宏觀與微觀兩個不一樣角度進行研究，找出其內在聯(lián)系，進而更為深刻地理解其物理實質。光電效應和康普頓效應深入地揭露了光的粒子性的一面。前者表示光子擁有能量，后者表示光子除了擁有能量以外還擁有動量。我們知道光子的能量E＝hν，動量p＝h，此中ν為光的頻次，h為普朗λ克常量，λ為光的波長。因為光子擁有動量，當光照耀到物體表面時，會對物體表面產(chǎn)生持續(xù)平均的壓力，這類壓力會對物體表面產(chǎn)生壓強，這就是“光壓”，用

I表示。一臺發(fā)光功率為

P的激光器發(fā)出一束頻次為0

ν的激光，光束的橫截面積為0

S。當該激光束垂直照耀到某物體表面時，假定