波粒二象性章末檢測

1、章末檢測(時(shí)間： 90 分鐘 滿分： 100 分 )一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分。其中17題為單項(xiàng)選擇題, 810題為多項(xiàng)選擇題)1. 關(guān)于熱輻射，下列說法正確的是 ( )A. 一般物體的熱輻射強(qiáng)度只與物體的溫度有關(guān)B. 黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑的C. 一定溫度下，黑體輻射強(qiáng)度隨波長的分布有一個(gè)極大值D. 溫度升高時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長增大的方向移動(dòng)解析 一般物體的熱輻射強(qiáng)度除與溫度有關(guān)之外，還與材料、表面狀況有關(guān)，選 項(xiàng) A 錯(cuò)誤；黑體可以輻射可見光，不一定是黑的，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；由黑體輻射的實(shí) 驗(yàn)規(guī)律知，選項(xiàng) C 正確， D 錯(cuò)誤。答案

2、C2. 一個(gè)電子被加速后，以極高的速度在空間運(yùn)動(dòng)，關(guān)于它的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A. 電子在空間做勻速直線運(yùn)動(dòng)B. 電子上下左右顫動(dòng)著前進(jìn)C. 電子運(yùn)動(dòng)軌跡是正弦曲線D. 無法預(yù)言它的路徑解析 根據(jù)概率波的知識(shí)可知，某個(gè)電子在空間中運(yùn)動(dòng)的路徑我們無法確定，只能根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律確定大量電子的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，故選項(xiàng)D正確。答案 D3. 對(duì)于物質(zhì)波的理解，以下說法不正確的是 ()A. 任何運(yùn)動(dòng)的物體(質(zhì)點(diǎn))都伴隨一種波，這種波叫物質(zhì)波B. 我們平時(shí)見到的機(jī)械波比如湖面上形成的水波就是物質(zhì)波C通常情況下，電子比質(zhì)子的波長長D.核外電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)，并沒有確定的軌道解析 根據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論可知，任何一個(gè)運(yùn)

3、動(dòng)的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波與之相對(duì)應(yīng)，這種波就叫物質(zhì)波，選項(xiàng)A正確；機(jī)械波不是物質(zhì)波，湖面上形成的水波是機(jī)械波，不是物質(zhì)波，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電子的動(dòng)量比質(zhì)子的動(dòng)量往往要小一些，由波長公式知，電子的德布羅意波長要長， 選項(xiàng)C正確；由于電子的波動(dòng)性，核外電子繞核運(yùn)動(dòng)不可能有確定的軌道，選項(xiàng) D正確。答案 B4. 對(duì)于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是 （）A. 不受外力作用時(shí)光子就會(huì)做勻速運(yùn)動(dòng)B. 光子受到恒定外力作用時(shí)就會(huì)做勻變速運(yùn)動(dòng)C. 只要知道電子的初速度和所受外力，就可以確定其任意時(shí)刻的速度D. 運(yùn)用牛頓力學(xué)無法確定微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律解析光子不同于宏觀力學(xué)的粒子，不能用

4、宏觀粒子的牛頓力學(xué)規(guī)律分析光子的 運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)概率波、不確定關(guān)系可知，選項(xiàng) C錯(cuò)誤，D正確。 答案 D5. 光子有能量，也有動(dòng)量p =），它也遵守有關(guān)動(dòng)量的規(guī)律，如圖1所示，真空中有一 “”字形裝置可繞通過橫桿中點(diǎn)的豎直軸00在水平面內(nèi)靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)，其中左邊是圓形黑紙片，右邊是和左邊大小、質(zhì)量均相同的圓形白紙片。當(dāng)用平行 白光從紙外垂直照射這兩個(gè)圓面時(shí)，關(guān)于此裝置開始時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)情況（俯視）的下列說法正確的是（）圖1A. 順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C. 都有可能D.不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)解析 本題考查光子的動(dòng)量， 光照射到黑紙片上被吸收， 照射到白紙片上被反射，因此白紙片受到的沖量大，裝置逆時(shí)針

5、轉(zhuǎn)動(dòng)，故選項(xiàng) B 正確。答案 B6. 如圖2甲所示，合上開關(guān)，用光子能量為 2.5 eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電 流表讀數(shù)不為零。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 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0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。把電路改為圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，則逸出功及電子到達(dá)陽極時(shí)的最大動(dòng)能為 （）A.解析 用光子能量hv= 2.5 eV的光照射陰極，電流表讀數(shù)不為零，則能發(fā)生光電效應(yīng)，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于 0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零，則電子不能到達(dá)陽1 2極，由動(dòng)能定理eU= 0-gmvm知，最大初動(dòng)能E匸eU = 0.6 eV，由光電效應(yīng)方 程

6、A= h Ek = 1.9 eV，對(duì)題圖乙當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時(shí)，電子到達(dá)陽極的最大動(dòng) 能為 Ek'= Ek+ eU'= 0.6 eV+ 2 eV = 2.6 eV。故選項(xiàng) C 正確。答案 C7. 用某單色光照射金屬鈦表面，發(fā)生光電效應(yīng)。從鈦表面放出光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖3所示。下列說法中錯(cuò)誤的是（）圖3A. 鈦的逸出功為6.67X 1019 JB. 鈦的極限頻率為1.0X 1015 HzC. 光電子的最大初動(dòng)能為1.0X 1018 JD. 由圖線可求得普朗克常數(shù)為 6.67X 10 34 J s-解析由鈦表面放出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖線

7、可得直線斜 率表示普朗克常量h,直線與 璉由的交點(diǎn)為該金屬的極限頻率，當(dāng)V = 1.0X 1015 Hz時(shí)，Eki = 0,當(dāng) v= 2.5X 1015 Hz 時(shí) Ek2= 1.0X 10-18 J,貝u h =Ek2 -Ek16.67X 10v-v-34 Js, D 正確；v= v= 1.0X 1015 Hz, J貝 A= h V= 6.67X 10-19 J,故 A、B 正確;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)公式 Ek = h v- A,光電子的最大初動(dòng)能Ek與光子的能量有關(guān)，光子的頻率越大，光電子的最大初動(dòng)能也就越大，故C錯(cuò)誤。答案 C8. 如圖4所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入

8、射光頻率的變化圖像，直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)(4.27, 0),與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)(0, 0.5)。由圖可知()圖4A. 該金屬的截止頻率為4.27X 1014 HzB. 該金屬的截止頻率為5.5X 1014 HzC. 該圖線的斜率表示普朗克常數(shù)D. 該金屬的逸出功為0.5 eV解析 圖線在橫軸上的截距為截止頻率， 選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek= h A,可知圖線的斜率為普朗克常數(shù)，選項(xiàng)C正確；金屬的逸出功為A= hv= 1.77 eV,選項(xiàng) D 錯(cuò)誤答案 AC9. (2019江門高二檢測)用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，把入射光減弱到可以認(rèn)為光 源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在，如圖

9、 5 所示是不同數(shù)量的光子照 射到感光膠片上得到的照片。這些照片說明 ()圖5A. 光具有粒子性B. 光具有波動(dòng)性C. 光既有粒子性，又有波動(dòng)性D. 光的波動(dòng)性不是光子之間的相互作用引起的解析 少量光子通過雙縫后照片上呈現(xiàn)不規(guī)則分布的亮點(diǎn)顯示了光的粒子性，大 量光子通過雙縫后照片上獲得了雙縫干涉條紋，說明光具有波動(dòng)性；光子先后依 次通過雙縫，說明光的波動(dòng)性不是光子之間的相互作用引起的。故選項(xiàng) C、D 正 確。答案 CD10. 某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長為1.5X 10_6 m,功率為5.0X 10_3 W的連續(xù)激光。已知可見光波長的數(shù)量級(jí)為10_7 m,普朗克常數(shù)h= 6.63X10_34 J s

10、；該激光器發(fā)出的 ()A. 是紫外線B. 是紅外線C. 光子能量約為1.3X 1018 JD.光子數(shù)約為每秒3.8X 1016個(gè)解析由于激光波長大于可見光波長，所以該激光器發(fā)出的是紅外線，選項(xiàng)B正hc6.63X 10-34x 3X 108“確，A錯(cuò)誤；由E十可得光子能量約為E=-6J= 1.3X10-19入1.5X 10- 6pJ,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；光子數(shù)約為每秒為n=匸=3.8X 1016個(gè)，選項(xiàng)D正確。答案 BD二、計(jì)算題（本大題共4小題，共50分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位）11. （10分）A、B兩種光子的能量之比為2 : 1,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)。 且所

11、產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為 Ea、Eb0求A、B兩種光子的動(dòng)量之比和該 金屬的逸出功。hc解析 光子能量 尸h v，動(dòng)量p=-菱 且 尸）£得 P= C，則 PA : PB = 2 ： 1，wA照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能 Ea= £ A同理 Eb= £ Ao又 &a= 2 B 解得 A= Ea 2Ebo答案 2 : 1 Ea 2Eb12. （12分）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)，波長是 Ap,式中p是運(yùn)動(dòng)著的物體的動(dòng)量，h是普朗克常數(shù)。已知某種紫光的波長 是440 nm,若將電子加速，使它的德布羅意波長是這種紫光波長的10-4

12、倍，求：（1）電子的動(dòng)量的大?。唬?）試推導(dǎo)加速電壓跟德布羅意波長的關(guān)系，并計(jì)算加速電壓的大小。電子質(zhì)量m=9.1X 10-31 kg,電子電荷量 e= 1.6X10-19 C,普朗克常數(shù) h = 6.63X 10-34 J ， 加速電壓的計(jì)算結(jié)果取一位有效數(shù)字解析(1)入=£，電子的動(dòng)量Pkg m/s 1.5X 10-23 kg m/s。h 6.63X 10- 34 P廠 4.4X 10-111 2電子在電場中加速，有 eU= 2mv28X 102 V。mv2h2 22e 2me¥答案 （1）1.5X 10-23 kg m/s （2）U 8X 102 V13. (12分)

13、如圖6甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管。用波長入0.50卩的綠光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測得流過 表的電流I與AK之間電勢(shì)差Uak滿足如圖乙所示 規(guī)律，取h6.63X 10-34 Js。結(jié)合圖像，求：(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時(shí)的最大初動(dòng)能;該陰極材料的極限波長。解析(1)光電流達(dá)到飽和時(shí)，陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù)Imn0.64 X 10- 61216X蘆個(gè)4.0X 10 （個(gè)）光電子的最大初動(dòng)能為Ekm eU。 1.6X 10-19 CX 0.6 V 9.6X 10-20 J。c c(2)設(shè)陰極材料的極限波長為心，根

14、據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekmh- h、代入數(shù)據(jù)得 力"6.6X10-7 m答案 (1)4.0X 1012 個(gè) 9.6X 102° J (2)6.6 X 107 m14. (16分)研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖7所示，光電管的陰極材料為金屬鉀,其逸出功為A= 2.25 eV,現(xiàn)用光子能量為10.75 eV的紫外線照射光電管，調(diào)節(jié)變(1)電壓表的示數(shù)是多少？若照射光的強(qiáng)度不變，紫外線的頻率增大一倍，陰極K每秒內(nèi)逸出的光電子數(shù)如何變化？到達(dá)陽極的光電子動(dòng)能為多大？若將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，到達(dá)陽極的光電子動(dòng)能為多大？解析 由光電效應(yīng)方程Ek=A得光電子最大初動(dòng)能 Ek= 8.50 eV光電管兩端加有反向電壓，光電子由 K向A做減速運(yùn)動(dòng)。由動(dòng)能定理一eU= EkA EkEk因 EkA = 0,貝u U = = 8.50 V。e設(shè)光的強(qiáng)度為nhv,光強(qiáng)不變，頻率增大一倍，則每秒入射的光子數(shù)n減為原來的一半，陰極K每秒內(nèi)逸出的光