《波粒二象性》-單元測試題

1、第十七章 波粒二象性 檢 測 題一、選擇題（每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的或不答的得0分。）1下列關(guān)于光電效應(yīng)的說法正確的是（ ）A若某材料的逸出功是W，則它的極限頻率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2在下列各組所說的兩個(gè)現(xiàn)象中，都表現(xiàn)出光具有粒子性的是（ ）A光的折射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象 B光的反射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象C光的衍射現(xiàn)象、色散現(xiàn)象 D光電效應(yīng)現(xiàn)象、康普頓效應(yīng)3關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是 （ ）A大量光子的效果往往表現(xiàn)

2、出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性B光在傳播時(shí)是波，而與物質(zhì)相互作用時(shí)就轉(zhuǎn)變成粒子C高頻光是粒子，低頻光是波D波粒二象性是光的根本屬性，有時(shí)它的波動(dòng)性顯著，有時(shí)它的粒子性顯著4當(dāng)具有5.0 eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有最大的初動(dòng)能是1.5 eV為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最低能量為（ ）A1.5 eVB3.5 eV C5.0 eVD6.5 eV5紫外線光子的動(dòng)量為一個(gè)靜止的吸收了一個(gè)紫外線光子后（ ）A仍然靜止 B沿著光子原來運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)C沿光子運(yùn)動(dòng)相反方向運(yùn)動(dòng) D可能向任何方向運(yùn)動(dòng)6關(guān)于光電效應(yīng)，以下說法正確的是（ ）A光電子的最大初動(dòng)能與入射光

3、的頻率成正比B光電子的最大初動(dòng)能越大，形成的光電流越強(qiáng)C能否產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量是否大于或等于金屬的逸出功D用頻率是的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻率是的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應(yīng)7在驗(yàn)證光的波粒二象性的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是（ ）A使光子一個(gè)一個(gè)地通過單縫，如果時(shí)間足夠長，底片上會(huì)出現(xiàn)衍射圖樣B單個(gè)光子通過單縫后，底片上會(huì)出現(xiàn)完整的衍射圖樣C光子通過單縫的運(yùn)動(dòng)路線像水波一樣起伏D單個(gè)光子通過單縫后打在底片的情況呈現(xiàn)出隨機(jī)性，大量光子通過單縫后打在底片上的情況呈現(xiàn)出規(guī)律性8用波長為和的單色光A和B分別照射兩種金屬C和D的表面單色光A照射兩種金屬時(shí)都能產(chǎn)生光電效

4、應(yīng)現(xiàn)象；單色光B照射時(shí)，只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象設(shè)兩種金屬的逸出功分別為和，則下列選項(xiàng)正確的是（ ）A ， B ，C ， D ，9在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長與晶體中原子間距相近，已知中子質(zhì)量m=1.6710-27 kg，普朗克常量h=6.6310-34 Js，可以估算出德布羅意波長=1.8210-10 m的熱中子的動(dòng)量的數(shù)量級(jí)可能是（ ）A10-17 kgm/sB10-18 kgm/s C10-20 kgm/s D10-24 kgm/s10如圖所示為一光電管的工作原理圖，當(dāng)用波長為的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，則

5、（ ）A換用波長為()的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒有光電流B換用波長為 ()的光照射陰極K時(shí)，電路中一定有光電流C增加電路中電源的路端電壓，電路中的光電流一定增大D將電路中電源的極性反接，電路中可能還有光電流112003年全世界物理學(xué)家評(píng)選出“十大最美物理實(shí)驗(yàn)”，排名第一的為1961年物理學(xué)家利用“托馬斯楊”雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行電子干涉的實(shí)驗(yàn)從輻射源輻射出的電子束經(jīng)兩靠近的狹縫后在顯微鏡的熒光屏上出現(xiàn)干涉條紋，該實(shí)驗(yàn)說明（ ）A光具有波動(dòng)性B光具有波粒二象性C微觀粒子也具有波動(dòng)性D微觀粒子也是一種電磁波12要觀察納米級(jí)以下的微小結(jié)構(gòu)，需要利用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡有關(guān)電子顯微鏡

6、的下列說法正確的是（ ）A它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此不容易發(fā)生明顯衍射B它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此不容易發(fā)生明顯衍射C它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此更容易發(fā)生明顯衍射D它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此更容易發(fā)生明顯衍射二、本題共3小題，共20分把答案填在題中的橫線上13（8分）如右圖所示，一驗(yàn)電器與鋅板相連，在A處用一紫外線燈照射鋅板，關(guān)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，則驗(yàn)電器指針偏角將（填“增大”“減小”或“不變”）（2）使驗(yàn)電器指針回到零，再用相同強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗(yàn)電器指針無偏轉(zhuǎn)那么，若改用強(qiáng)

7、度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗(yàn)電器指針（填“有”或“無”）偏轉(zhuǎn)（3）實(shí)驗(yàn)室用功率P=1 500 W的紫外燈演示光電效應(yīng)紫外線波長=2 53 nm，陰極離光源距離d=05 m，原子半徑取r=0510-10 m，則陰極表面每個(gè)原子每秒鐘接收到的光子數(shù)為 14 (4分)康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也有動(dòng)量，下圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運(yùn)動(dòng)方向，則碰后光子可能沿方向運(yùn)動(dòng)，并且波長（填“不變”“變小”或“變長”）15(8分) 如圖所示為研究光電效應(yīng)的電路，利用能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的兩種(或多種)已知頻率的光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， （1）請(qǐng)簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及應(yīng)該測量的物理量（2）寫出根據(jù)本實(shí)驗(yàn)計(jì)算

8、普朗克常量的關(guān)系式(用上面的物理量表示)三、本題共3小題，共32分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位16（10分）分別用和的單色光照射同一金屬，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為12以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功是多大？17（10分）納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面將激光束的寬度聚光到納米級(jí)范圍內(nèi)，可以精確地修復(fù)人體損壞的器官糖尿病引起視網(wǎng)膜病變是導(dǎo)致成年人失明的一個(gè)重要原因，利用聚光到納米級(jí)的激光束進(jìn)行治療，90%的患者都可以避免失明的嚴(yán)重后果一臺(tái)功率為10 W氬激光器

9、，能發(fā)出波長=500 nm的激光，用它“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜，每次“點(diǎn)焊”需要210-3 J的能量，則每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間是多少？在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量是多少？18（12分）如圖所示，倫琴射線管兩極加上一高壓電源，即可在陽極A上產(chǎn)生X射線（h=66310-34 Js，電子電荷量e=1610-19 C)（1）如高壓電源的電壓為20 kV，求X射線的最短波長;（2）如此時(shí)電流表讀數(shù)為5 mA，1 s內(nèi)產(chǎn)生51013個(gè)平均波長為1010-10 m的光子，求倫琴射線管的工作效率參考答案1AD解析：由光電效應(yīng)方程=hv-W知，B、C錯(cuò)誤，D正確若=0，得極限頻率=，故A正確2D解析：本題考查光的性

10、質(zhì)干涉、衍射、偏振都是光的波動(dòng)性的表現(xiàn)，只有光電效應(yīng)現(xiàn)象和康普頓效應(yīng)都是光的粒子性的表現(xiàn)，D正確3AD解析：根據(jù)光的波粒二象性知，A、D正確，B、C錯(cuò)誤4B解析：本題考查光電效應(yīng)方程及逸出功由得W=hv -=5.0 eV-1.5 eV=3.5 eV則入射光的最低能量為h=W=3.5 eV 故正確選項(xiàng)為B5B解析：由動(dòng)量守恒定律知，吸收了紫外線光子的分子與光子原來運(yùn)動(dòng)方向相同故正確選項(xiàng)為B6C解析：本題考查光電效應(yīng)由光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，但不是正比關(guān)系，A錯(cuò)光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比，與光電子的最大初動(dòng)能無關(guān)，B錯(cuò)用頻率是的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)

11、，改用頻率是的黃光照射該金屬不一定不發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)、C對(duì)7AD解析：根據(jù)光的波粒二象性知，A、D正確，B、C錯(cuò)誤8D解析：由題意知，A光光子的能量大于B光光子，根據(jù)E=hv=h，得；又因?yàn)閱紊釨只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，所以，故正確選項(xiàng)是D9D解析：本題考查德布羅意波根據(jù)德布羅意波長公式=得：p=kgm/s=3.610-24 kgm/s可見，熱中子的動(dòng)量的數(shù)量級(jí)是10-24 kgm/s10BD 解析：用波長為的光照射陰極K，電路中有光電流，表明小于該金屬的極限波長，換用波長為照射，雖然，但是不一定大于，所以用波長為的光照射時(shí)，可能仍有光電流，故A錯(cuò)誤用波

12、長為 ()的光照射陰極K時(shí)，因，故電路中一定有光電流，B對(duì)如果電源的端電壓已經(jīng)足夠大，陰極K逸出的光電子都能全部被吸引到陽極形成光電流，此時(shí)再增大路端電壓，電路中的光電流也不再增大，C錯(cuò)將電路中電源的極性反接，具有最大初動(dòng)能的光電子有可能能夠克服電場阻力到達(dá)陽極A，從而形成光電流，所以D正確11C解析：本題考查電子能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，表明電子具有波動(dòng)性干涉現(xiàn)象是波的特征，電子是微觀粒子，它能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，表明電子等微觀粒子具有波動(dòng)性但此實(shí)驗(yàn)不能說明電子等微觀粒子的波就是電磁波12A解析：電子顯微鏡的分辨率比光學(xué)顯微鏡更高，是因?yàn)殡娮游镔|(zhì)波的波長比可見光短，和可見光相比，電子物質(zhì)波更不容易發(fā)生明顯衍

13、射，所以分辨率更高，A正確13解析：（1）當(dāng)用紫外光照射鋅板時(shí)，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，放出光電子而帶上了正電，此時(shí)與鋅板連在一起的驗(yàn)電器也帶上了正電，從而指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)當(dāng)帶負(fù)電的小球與鋅板接觸后，中和了一部分正電荷，從而使驗(yàn)電器的指針偏轉(zhuǎn)減?。?）使驗(yàn)電器指針回到零，用鈉燈黃光照射，驗(yàn)電器指針無偏轉(zhuǎn)，說明鈉燈黃光的頻率小于極限頻率，紅外光比鈉燈黃光的頻率還要低，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)度無關(guān)（3）以紫外燈為圓心，作半徑為d的球面，則每個(gè)原子每秒鐘接收到的光能量為E=r2=3.7510-20J因此每個(gè)原子每秒鐘接收到的光子數(shù)為n=5個(gè)答案5個(gè)14 解析：因光子與電子碰撞過程動(dòng)量守恒，所以碰撞之后光子和電子的總動(dòng)量的方向與光子碰前的方向一致，可見碰后光子的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通過碰撞，光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，能量減少，由E=hv知，頻率變小，再根據(jù)c=v知，波長變長答案1變長15解析：在此電路的光電管上施加反向電壓，用已知頻率為的光照射陰極，調(diào)節(jié)電壓大小，直到光電管剛好無電流通過，測出此時(shí)的遏止電壓，用另一已知頻率為的光照射， 測出此時(shí)的遏止電壓利用光電效應(yīng)方程和可得 由以上兩式可得出16解析：設(shè)此金屬的逸出功為W，根據(jù)光電效應(yīng)方程得如下兩式：當(dāng)用波長為的光照射時(shí)：當(dāng)用波