2019_2020學(xué)年高中物理第十七章波粒二象性單元測(cè)試題（三）（含解析）新人教版.docx

波粒二象性單元測(cè)試題（三）一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分）1愛因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，猜測(cè)光具有粒子性，從而提出光子說(shuō)從科學(xué)研究的方法來(lái)說(shuō)，這屬于（ ）A等效替代B控制變量 C科學(xué)假說(shuō)D數(shù)學(xué)歸納2在圖所示的光電管的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時(shí)，電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的B單色光照射時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，那么（ ）圖1AA光的頻率大于B光的頻率BB光的頻率大于A光的頻率C用A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流方向是a流向bD用A光照射光電管時(shí)流過電流表G的電流方向是b流向a3下列說(shuō)法不正確的是 （ ）A藍(lán)光比綠光更容易使金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B同一束光照射兩種不同金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則逸出功大的金屬中射出的光電子最大初動(dòng)能大C某金屬的極限頻率為，當(dāng)入射光頻率為時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為D一束光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，換用頻率低但光強(qiáng)大的光照射仍能發(fā)生光電效應(yīng)，則兩次相比，后者s內(nèi)逸出的光電子數(shù)多但最大初動(dòng)能小4對(duì)光的波粒二象性的說(shuō)法正確的是（ ）A一束傳播的光，有的光是波，有的光是粒子B光子與電子是同樣一種粒子，光波與機(jī)械波是同樣一種波C光的波動(dòng)性是光子間相互作用引起的D光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光子說(shuō)并沒否定電磁說(shuō)，在光子能量中，頻率仍表示的是波的特性5在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光強(qiáng)占整個(gè)從單縫射入的光強(qiáng)的%以上，假設(shè)現(xiàn)在讓一個(gè)光子通過單縫，那么該光子（ ）A一定落在中央亮紋處 B一定落在亮紋處，但不一定是中央亮紋C可能落在暗紋處 D落在中央亮紋處的可能性最大6下述說(shuō)法正確的是（ ）A光波是一種電磁波B光從空氣進(jìn)入水中后，光的波長(zhǎng)變短，光子能量減小C光電效應(yīng)表明在一定條件下，光子可以轉(zhuǎn)化為電子D光波是一種概率波，單個(gè)光子在空中的運(yùn)動(dòng)路線象水波一樣7關(guān)于物質(zhì)波，正確的認(rèn)識(shí)是（ ）A只要是運(yùn)動(dòng)著的物體，不論是宏觀物體還是微觀粒子，都有相應(yīng)的波動(dòng)性，這就是物質(zhì)波B只有運(yùn)動(dòng)著的微觀粒子才有物質(zhì)波，對(duì)于宏觀物體，不論其是否運(yùn)動(dòng)，都沒有相對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波C由于宏觀物體的德布羅意波長(zhǎng)太小，所以很難觀察到它們的波動(dòng)性D電子束照射到金屬晶體上得到了電子束的衍射圖樣，從而證實(shí)了德布羅意的假設(shè)是正確的8為了觀察到納米級(jí)的微小結(jié)構(gòu)，需要用到分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡下列說(shuō)法中正確的是（ ） A電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光短，因此不容易發(fā)生明顯衍射B電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng)，因此不容易發(fā)生明顯衍射C電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光短，因此更容易發(fā)生明顯衍射D電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng)，因此更容易發(fā)生明顯衍射二、填空題（本題共3題，每題6分，共計(jì)18分）圖29如圖2所示，一靜電計(jì)與鋅板相連，在A處用一紫外燈照射鋅板，關(guān)閉燈后，指針保持一定偏角(1)現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計(jì)指針偏角將_.(填“增大”“減小”或“不變”)(2)使靜電計(jì)指針回到零，再用相同強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，靜電計(jì)指針無(wú)偏轉(zhuǎn)，那么，若改用強(qiáng)度更大的紅外線照射鋅板，可觀察到靜電計(jì)指針_(填“有”或“無(wú)”)偏轉(zhuǎn)10某單色光頻率為，用它照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，在逸出的光電子中動(dòng)能最大值是，則這種金屬的逸出功 ，極限頻率 11以速度 m/s運(yùn)動(dòng)的電子束的德布羅意波長(zhǎng)為 m，與該電子束的德布羅意波波長(zhǎng)相同的質(zhì)子束的速度為 m/s（電子的質(zhì)量 ，質(zhì)子的質(zhì)量）三、計(jì)算題（本題共3小題，共40分）12試估算一個(gè)中學(xué)生在跑百米時(shí)的德布羅意波的波長(zhǎng)13照相底片上的感光物質(zhì)中的AgBr分子在光的照射下能分解，經(jīng)過沖洗后就被記錄下來(lái)（這種現(xiàn)象叫做光化效應(yīng)，與光電效應(yīng)類似，只有入射光子的能量大于某一數(shù)值，才能發(fā)生），已知分解一個(gè)AgBr分子所需要的能量的最小值約為J，求這種照相底片感光的截止波長(zhǎng)（即它能記錄的光的最大波長(zhǎng)值）14自然界中的物體由于具有一定的溫度，會(huì)不斷向外輻射電磁波，這種輻射因與溫度有關(guān)，稱為熱輻射，熱輻射具有如下特點(diǎn)：輻射的能量中包含各種波長(zhǎng)的電磁波；物體溫度越高，單位時(shí)間從物體表面單位面積上輻射的能量越大；在輻射的總能量中，各種波長(zhǎng)所占的百分比不同處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時(shí)，也要吸收由其他物體輻射的電磁能量，如果它處在平衡狀態(tài)，則能量保持不變?nèi)舨豢紤]物體表面性質(zhì)對(duì)輻射與吸收的影響.我們定義一種理想的物體.它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射這樣的物體稱為黑體單位時(shí)間內(nèi)從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對(duì)溫度的四次方成正比即P0 T4，其中常量5.6710-8Wm2K4在下面的問題中，把研究對(duì)象都簡(jiǎn)單地看作黑體有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式：太陽(yáng)半徑Rs696000 km，太陽(yáng)表面溫度T5770 K，火星半徑r3395km，球面積S4R2，其中R為球半徑(1)太陽(yáng)熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長(zhǎng)為210-7m1102m范圍內(nèi)，求相應(yīng)的頻率范圍(2)每小時(shí)從太陽(yáng)表面輻射的總能量為多少?(3)火星受到來(lái)自太陽(yáng)的輻射可認(rèn)為垂直射到面積為r2(r為火星半徑)的圓盤上，已知太陽(yáng)到火星的距離約為太陽(yáng)半徑的400倍，忽略其他天體及宇宙空間的輻射，試估算火星的平均溫度.參考答案1C提示：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而后提出理論支持，物理學(xué)上把這種研究方法稱為“科學(xué)假說(shuō)”，故正確選項(xiàng)為C.2AC提示：根據(jù)光電效應(yīng)的條件可知，A光的頻率高于極限頻率，B光的頻率小于極限頻率，故A光的頻率大于B光的頻率，A選項(xiàng)正確；光電管工作時(shí)光電子從陰極（右側(cè)）飛向陽(yáng)極（左側(cè)），由此可知，電路中流過電流表的電流為ab，即C正確.3B 提示：本題綜合考查光電效應(yīng)規(guī)律與光電效應(yīng)方程，藍(lán)光比綠光頻率高，更容易使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故A選項(xiàng)說(shuō)法正確，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，同一光子照射逸出功大的金屬，克服原子核的吸引力做功多，最大初動(dòng)能小，故B選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤，極限頻率為的金屬其逸出功為，現(xiàn)在入射光子能量為，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可判定最大初動(dòng)能為，故C選項(xiàng)說(shuō)法正確，由光電效應(yīng)的規(guī)律可知頻率越高的光照射同一金屬，逸出的光電子的最大初動(dòng)能大，而s內(nèi)逸出的光電子的個(gè)數(shù)與入射光的強(qiáng)度成正比，故D選項(xiàng)說(shuō)法正確，所以說(shuō)法不正確的只有B選項(xiàng)4D 提示：光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光同時(shí)具有波粒兩種性質(zhì)，僅僅有時(shí)波動(dòng)性明顯，有時(shí)粒子性明顯，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；光具有波粒二象性中的“波”不是宏觀的連續(xù)波而是概率波，“?！币膊皇呛暧^的粒子而是指光是不連續(xù)的，是“一份一份”的，光子沒有一定的形狀，但電子等宏觀粒子有一定的形狀，同一介質(zhì)中光速不變，但電子等宏觀粒子的速度是變化的，所以光子與電子不是同樣一種粒子，光波與機(jī)械波也是不同性質(zhì)的波，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子間的相互作用引起的，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，光子說(shuō)指出光是一份一份的，可解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，體現(xiàn)了光具有粒子性，同時(shí)光子的能量與頻率成正比，又體現(xiàn)了波動(dòng)性，所以光子說(shuō)并沒有否定電磁說(shuō)，所以正確選項(xiàng)是D5CD提示：本題考查光是一種概率波的含義，根據(jù)概率波的概念，對(duì)于一個(gè)光子通過單縫后落在何處，是不確定的，但概率最大的是落在中央亮紋處，可以達(dá)到%以上，當(dāng)然也可能落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，只不過落在暗紋處的概率很小而已，故只有C、D兩選項(xiàng)是正確的6A提示：本題綜合考查光的本質(zhì)屬性及光在傳播過程中其頻率、波長(zhǎng)、波速及光子能量變化的情況光是一種電磁波，也是一種概率波，概率波的概念是光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的概率受波動(dòng)規(guī)律的支配，而不是說(shuō)光子在空間的運(yùn)動(dòng)軌跡是波動(dòng)性的曲線，所以A選項(xiàng)正確，而D選項(xiàng)錯(cuò)誤；光在傳播過程中頻率保持不變，但波速卻隨介質(zhì)的改變而改變（），由波速公式知波長(zhǎng)也隨介質(zhì)的不同而改變，當(dāng)光從空氣進(jìn)入水中時(shí)，頻率不變，波速變小，波長(zhǎng)變短，但光子的能量是由頻率決定的，保持不變，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；光電效應(yīng)證明光子具有能量并且它的能量是不連續(xù)的，而是一份一份的，它的能量可以被電子吸收，而不是說(shuō)光子可以轉(zhuǎn)化為電子，所以C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的，正確的選項(xiàng)只有A7ACD 提示：根據(jù)物質(zhì)波的定義：只要是運(yùn)動(dòng)著的物體，不論是宏觀物體還是微觀粒子，都有相應(yīng)的波動(dòng)性，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)物質(zhì)波公式知宏觀物體的動(dòng)量大則物質(zhì)波波長(zhǎng)短，很難觀察到他們的波動(dòng)性，C正確；電子束在晶體上的衍射圖樣的獲得證實(shí)了德布羅意的假設(shè)是正確的，即證實(shí)了物質(zhì)波的存在，D正確8A 提示：本題結(jié)合顯微鏡考查實(shí)物粒子的物質(zhì)波，為了觀察納米級(jí)的微小結(jié)構(gòu)，用光學(xué)顯微鏡是不可能的因?yàn)榭梢姽獾牟ㄩL(zhǎng)數(shù)量級(jí)是10-7m，遠(yuǎn)大于納米，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，因此不能精確聚焦，如果用很高的電壓使電子加速，使它具有一定的動(dòng)量，則其物質(zhì)波的波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于1nm，不會(huì)發(fā)生明顯衍射，分辨率較高，正確選項(xiàng)為A9減?。粺o(wú)提示：紫外線照射鋅板，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，放出光電子，鋅板及與它連在一起的靜電計(jì)帶正電，帶負(fù)電小球與其接觸后，中和一部分正電荷，靜電計(jì)指針偏角減小紅外線比黃光的頻率更低，更不可能發(fā)生光電效應(yīng)，能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)10， 提示：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，該金屬的逸出功為W，該金屬吸收光子的能量至少等于逸出功才能發(fā)生光電效應(yīng)，所以極限頻率11 m， m/s提示：根據(jù)物質(zhì)波公式，代入數(shù)據(jù)得電子束的德布羅意波長(zhǎng) m，與電子束物質(zhì)波波長(zhǎng)相等的質(zhì)子的速度= m/s12約m提示：估計(jì)一個(gè)中學(xué)生的質(zhì)量m50kg ，百米跑時(shí)速度v7m/s ，則= m =m13m 提示：本題借助照相底片的感光現(xiàn)象，考查光電效應(yīng)規(guī)律及光子說(shuō)等知識(shí)，分解一個(gè)AgBr分子所需要的能量是由吸收一個(gè)入射光子的能量得來(lái)，分子吸收光子的能量也是“一對(duì)一”的吸收關(guān)系，所以入射光子的能量最小值應(yīng)等于分解一個(gè)AgBr分子所需要的能量的最小值J，又由光子能量與頻率成正比得：，解得m，所以使這種照相底片感光的入射光子的最長(zhǎng)波長(zhǎng)即截止波長(zhǎng)為m14(1)31013Hz1.51015Hz (2)1.381030 J （3）204 K解析：(1)由c/得，3.00108（210-7 ）Hz1.51015 Hz3.00108（110-5