《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選項中有一個或多個選項正確。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的或不答的得0分。）1下列關于光電效應的說法正確的是（ ）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光電子的最大初動能和照射光的頻率成正比D光電子的最大初動能隨照射光頻率的增大而增大2在下列各組所說的兩個現(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光電效應現(xiàn)象、康普頓效應3關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、出波動性，個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性B光在傳播時是波，而與物質相互作用時就轉變成粒子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，有時它的波動性顯著，有時它的粒子性顯著4當具有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能是1.5 eV為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應，入射光的最低能量為（ ）A1.5 eVB3.5 eV C5.0 eVD6.5 eV5紫外線光子的動量為一個靜止的吸收了一個紫外線光子后（ ）A仍然靜止 B沿著光子原來運動的方向運動C沿光子運動相反方向運動 D可能向任何方向運動6關于光電效應，以下說法正確的是（ ）A光電子的最大初動能與入射光

3、的頻率成正比B光電子的最大初動能越大，形成的光電流越強C能否產(chǎn)生光電效應現(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，改用頻率是的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應7在驗證光的波粒二象性的實驗中，下列說法正確的是（ ）A使光子一個一個地通過單縫，如果時間足夠長，底片上會出現(xiàn)衍射圖樣B單個光子通過單縫后，底片上會出現(xiàn)完整的衍射圖樣C光子通過單縫的運動路線像水波一樣起伏D單個光子通過單縫后打在底片的情況呈現(xiàn)出隨機性，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照射兩種金屬時都能產(chǎn)生光電效

4、應現(xiàn)象；單色光B照射時，只能使金屬C產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，不能使金屬D產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象設兩種金屬的逸出功分別為和，則下列選項正確的是（ ）A ， B ，C ， D ，9在中子衍射技術中，常利用熱中子研究晶體的結構，因為熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距相近，已知中子質量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的熱中子的動量的數(shù)量級可能是（ ）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，當用波長為的光照射陰極K時，電路中有光電流，則

5、（ ）A換用波長為()的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流B換用波長為 ()的光照射陰極K時，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年全世界物理學家評選出“十大最美物理實驗”，排名第一的為1961年物理學家利用“托馬斯楊”雙縫干涉實驗裝置，進行電子干涉的實驗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，該實驗說明（ ）A光具有波動性B光具有波粒二象性C微觀粒子也具有波動性D微觀粒子也是一種電磁波12要觀察納米級以下的微小結構，需要利用分辨率比光學顯微鏡更高的電子顯微鏡有關電子顯微鏡

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，一驗電器與鋅板相連，在A處用一紫外線燈照射鋅板，關燈后，指針保持一定偏角（1）現(xiàn)用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，則驗電器指針偏角將（填“增大”“減小”或“不變”）（2）使驗電器指針回到零，再用相同強度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉那么，若改用強

7、度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗電器指針（填“有”或“無”）偏轉（3）實驗室用功率P=1 500 W的紫外燈演示光電效應紫外線波長=2 53 nm，陰極離光源距離d=05 m，原子半徑取r=0510-10 m，則陰極表面每個原子每秒鐘接收到的光子數(shù)為 14 (4分)康普頓效應證實了光子不僅具有能量，也有動量，下圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運動方向，則碰后光子可能沿方向運動，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的電路，利用能夠產(chǎn)生光電效應的兩種(或多種)已知頻率的光進行實驗， （1）請簡要寫出實驗步驟以及應該測量的物理量（2）寫出根據(jù)本實驗計算

8、普朗克常量的關系式(用上面的物理量表示)三、本題共3小題，共32分解答應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）納米技術現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用到社會生產(chǎn)、生活的各個方面將激光束的寬度聚光到納米級范圍內，可以精確地修復人體損壞的器官糖尿病引起視網(wǎng)膜病變是導致成年人失明的一個重要原因，利用聚光到納米級的激光束進行治療，90%的患者都可以避免失明的嚴重后果一臺功率為10 W氬激光器

9、，能發(fā)出波長=500 nm的激光，用它“點焊”視網(wǎng)膜，每次“點焊”需要210-3 J的能量，則每次“點焊”視網(wǎng)膜的時間是多少？在這段時間內發(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）如此時電流表讀數(shù)為5 mA，1 s內產(chǎn)生51013個平均波長為1010-10 m的光子，求倫琴射線管的工作效率參考答案1AD解析：由光電效應方程=hv-W知，B、C錯誤，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、質干涉、衍射、偏振都是光的波動性的表現(xiàn)，只有光電效應現(xiàn)象和康普頓效應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錯誤4B解析：本題考查光電效應方程及逸出功由得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 故正確選項為B5B解析：由動量守恒定律知，吸收了紫外線光子的分子與光子原來運動方向相同故正確選項為B6C解析：本題考查光電效應由光電效應方程知，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大，但不是正比關系，A錯光電流的強度與入射光的強度成正比，與光電子的最大初動能無關，B錯用頻率是的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應

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，D錯、C對7AD解析：根據(jù)光的波粒二象性知，A、D正確，B、C錯誤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；又因為單色光B只能使金屬C產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，不能使金屬D產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，所以，故正確選項是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，熱中子的動量的數(shù)量級是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，可能仍有光電流，故A錯誤用波

12、長為 ()的光照射陰極K時，因，故電路中一定有光電流，B對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，此時再增大路端電壓，電路中的光電流也不再增大，C錯將電路中電源的極性反接，具有最大初動能的光電子有可能能夠克服電場阻力到達陽極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性但此實驗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顯微鏡更高，是因為電子物質波的波長比可見光短，和可見光相比，電子物質波更不容易發(fā)生明顯衍

13、射，所以分辨率更高，A正確13解析：（1）當用紫外光照射鋅板時，鋅板發(fā)生光電效應，放出光電子而帶上了正電，此時與鋅板連在一起的驗電器也帶上了正電，從而指針發(fā)生了偏轉當帶負電的小球與鋅板接觸后，中和了一部分正電荷，從而使驗電器的指針偏轉減?。?）使驗電器指針回到零，用鈉燈黃光照射，驗電器指針無偏轉，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)生光電效應能否發(fā)生光電效應與入射光的強度無關（3）以紫外燈為圓心，作半徑為d的球面，則每個原子每秒鐘接收到的光能量為E=r2=3.7510-20J因此每個原子每秒鐘接收到的光子數(shù)為n=5個答案5個14 解析：因光子與電子碰撞過程動量守恒，所以碰撞之后光子和電子的總動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，調節(jié)電壓大小，直到光電管剛好無電流通過，測出此時的遏止電壓，用另一已知頻率為的光照射， 測出此時的遏止電壓利用光電效應方程和可得 由以上兩式可得出16解析：設此金屬的逸出功為W，根據(jù)光電效應方程得如下兩式：當用波長為的光照射時：當用波