2013-2014高中物 第5章 波與粒子章末檢測(cè) 魯科版選修

1、章末檢測(cè) (時(shí)間：90分鐘 滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題6分，共72分)1有關(guān)經(jīng)典物理學(xué)中的粒子，下列說(shuō)法正確的是 ()A有一定的大小，但沒(méi)有一定的質(zhì)量B有一定的質(zhì)量，但沒(méi)有一定的大小C既有一定的大小，又有一定的質(zhì)量D有的粒子還有一定量的電荷解析根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)關(guān)于粒子的理論定義得C、D正確答案CD2用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，P處為亮紋，Q處為暗紋，現(xiàn)在調(diào)整光源和雙縫，使光子一個(gè)一個(gè)通過(guò)雙縫，則通過(guò)的某一光子 ()A一定到達(dá)P處 B不能到達(dá)Q處C可能到達(dá)Q處 D都不正確解析單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)路徑是不可預(yù)測(cè)的，只知道落在P處的概率大，落在Q處的概率小，因此，一個(gè)光子從狹縫通過(guò)后可能

2、落在P處，也可能落在Q處答案C3已知使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為c，則 ()A當(dāng)用頻率為2c的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子B當(dāng)用頻率為2c的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hcC當(dāng)照射光的頻率大于c時(shí)，若增大，則逸出功增大D當(dāng)照射光的頻率大于c時(shí)，若增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍解析當(dāng)用頻率為2c的單色光照射該金屬時(shí)，由于2c大于該金屬的極限頻率，所以一定能發(fā)生光電效應(yīng)，產(chǎn)生光電子，選項(xiàng)A正確；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程eq f(1,2)mev2hW0，當(dāng)入射光的頻率為2c時(shí)，發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能為2hchchc，選項(xiàng)B正確；當(dāng)入射光的頻率由2c增大一倍

3、變?yōu)?c時(shí)，發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能為4hchc3hc，顯然不是隨著增大一倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；逸出功是金屬本身對(duì)金屬內(nèi)電子的一種束縛本領(lǐng)的體現(xiàn)，與入射光的頻率無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤答案AB4現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為，光和實(shí)物粒子都具有波粒二象性下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是 ()A一定頻率的光照射到鋅板上，光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)鋅板上發(fā)射的光電子就越多B肥皂液是無(wú)色的，吹出的肥皂泡卻是彩色的C質(zhì)量為103kg、速度為102m/s的小球，其德布羅意波長(zhǎng)約1028m，不過(guò)我們能清晰地觀測(cè)到小球運(yùn)動(dòng)的軌跡D人們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(zhǎng)與晶體中原子間距大致相同解析光電效應(yīng)體現(xiàn)光的粒子性，A錯(cuò)；

4、肥皂泡看起來(lái)是彩色的，這是薄膜干涉現(xiàn)象，體現(xiàn)光的波動(dòng)性，B正確；由于小球的德布羅意波長(zhǎng)太小，很難觀察到其波動(dòng)性，C錯(cuò)；人們利用熱中子的衍射現(xiàn)象研究晶體結(jié)構(gòu)，所以體現(xiàn)的就是波動(dòng)性，D正確答案BD5下列物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)從科學(xué)研究的方法來(lái)說(shuō)，屬于科學(xué)假說(shuō)的是 ()A安培揭示磁現(xiàn)象電本質(zhì)B愛(ài)因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出光子說(shuō)C探究加速度與質(zhì)量和外力的關(guān)系D建立質(zhì)點(diǎn)模型解析探究加速度與質(zhì)量和外力關(guān)系用的是控制變量法；建立質(zhì)點(diǎn)模型是理想化方法；安培提出分子電流假說(shuō)揭示了磁現(xiàn)象電本質(zhì)，愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō)成功解釋光電效應(yīng)用的是科學(xué)假說(shuō)答案AB6用兩束頻率相同，強(qiáng)度不同的紫外線分別照射兩種相同金屬的表面，均能產(chǎn)

5、生光電效應(yīng)，那么 ()A兩束光的光子能量相同B兩種情況下單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子個(gè)數(shù)相同C兩種情況下逸出的光電子的最大初動(dòng)能相同D兩種情況下逸出的光電子的最大初動(dòng)能不同解析由Eh和EkhW知兩束光的光子能量相同，照射金屬得到的光電子最大初動(dòng)能相同，故A、C對(duì)，D錯(cuò)；由于兩束光強(qiáng)度不同，逸出光電子個(gè)數(shù)不同，故B錯(cuò)答案AC圖17所謂黑體是指能全部吸收入射的電磁波的物體顯然，自然界不存在真正的黑體，但許多物體在某些波段上可近似地看成黑體如圖1所示，用不透明的材料制成的帶小孔的空腔，可近似地看作黑體這是利用了 ()A控制變量法 B比值法C類比法 D理想化方法解析黑體實(shí)際上是一種物理模型，把實(shí)際物體近似看

6、作黑體，用到的自然是理想化方法，D對(duì)答案D8下列對(duì)光電效應(yīng)的解釋正確的是 ()A金屬內(nèi)的每個(gè)電子要吸收一個(gè)或一個(gè)以上的光子，當(dāng)它積累的能量足夠大時(shí)，就能逸出金屬B如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時(shí)所需做的最小功，便不能發(fā)生光電效應(yīng)C發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光子的能量就越大，光電子的最大初動(dòng)能就越大D由于不同金屬的逸出功是不同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的最低頻率也不同解析按照愛(ài)因斯坦光子說(shuō)，光子的能量是由光的頻率決定的，與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，入射光的頻率越大，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大但要使電子離開(kāi)金屬，需使電子具有足夠的動(dòng)能，而電子增加的動(dòng)能只能

7、來(lái)源于照射光的光子能量，但電子只能吸收一個(gè)光子，不能吸收多個(gè)光子，因此只要光的頻率低，即使照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，也不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)從金屬中逸出時(shí)，只有在從金屬表面向外逸出的電子克服原子核的引力所做的功才最小，這個(gè)功稱為逸出功，不同金屬逸出功不同故以上選項(xiàng)正確的有B、D.答案BD9電子的運(yùn)動(dòng)受波動(dòng)性的支配，對(duì)于氫原子的核外電子，下列說(shuō)法正確的是()A氫原子的核外電子可以用確定的坐標(biāo)描述它們?cè)谠又械奈恢肂電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律確定它的軌道C電子繞核運(yùn)動(dòng)的“軌道”其實(shí)是沒(méi)有意義的D電子軌道只不過(guò)是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置解析微觀粒子的波動(dòng)性是一種概率波，對(duì)應(yīng)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律已

8、經(jīng)不適用了，所以氫原子的核外電子不能用確定的坐標(biāo)描述它們?cè)谠又械奈恢?，電子的“軌道”其?shí)是沒(méi)有意義的，電子軌道只不過(guò)是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置，綜上所述C、D正確答案CD圖210在做光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的頻率的關(guān)系如圖2所示，由實(shí)驗(yàn)圖象可求出 ()A該金屬的極限頻率和極限波長(zhǎng)B普朗克常量C該金屬的逸出功D單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)解析金屬中電子吸收光子的能量為h，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程有EkhW0.任何一種金屬的逸出功W0一定，說(shuō)明Ek隨的變化而變化，且是線性關(guān)系，所以直線的斜率等于普朗克常量，直線與橫軸的截距OA表示Ek0

9、時(shí)頻率0，即金屬的極限頻率根據(jù)h0W00，求得逸出功W0h0，也可求出極限波長(zhǎng)0eq f(c,0)eq f(hc,W0).由圖象不能知道單位時(shí)間內(nèi)逸出的光子數(shù)，A、B、C對(duì)，D錯(cuò)答案ABC112006年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了兩名美國(guó)科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀及其溫度在不同方向上的微小變化他們的出色工作被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)代的起點(diǎn)下列與宇宙微波背景輻射的黑體譜相關(guān)的說(shuō)法中正確的是 ()A微波是指波長(zhǎng)在103 m到10 m之間的電磁波B微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播C黑體的熱輻射實(shí)際上是電磁輻射D普朗克在研究黑體的熱輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō)解析微波是指波長(zhǎng)

10、在103 m到10 m之間的電磁波，可以在真空中傳播；聲波是機(jī)械波，只能在介質(zhì)中傳播，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤黑體的熱輻射實(shí)際上是通過(guò)電磁波的形式向外輻射電磁能量，選項(xiàng)C正確普朗克在研究黑體的熱輻射問(wèn)題時(shí)提出了能量子假說(shuō)：輻射黑體分子、原子的振動(dòng)可看做諧振子，這些諧振子可以發(fā)射和吸收輻射能，但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，諧振子的能量并不像經(jīng)典物理學(xué)所允許的可具有任意值，選項(xiàng)D正確答案ACD12在自然生態(tài)系統(tǒng)中，蛇與老鼠等生物通過(guò)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系構(gòu)成食物鏈，在維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮著重要作用蛇是老鼠的天敵，它通過(guò)接收熱輻射來(lái)發(fā)現(xiàn)老鼠的存在假設(shè)老鼠的體溫約為37 ，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)

11、為max，根據(jù)熱輻射理論，max與輻射源的絕對(duì)溫度T的關(guān)系近似為maxT2.90103 mK.則老鼠發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為 ()A7.8105 m B9.4106 mC1.16104 m D9.7108 m解析體溫為37 時(shí)，熱力學(xué)溫度T310 K，根據(jù)maxT2.90103 mK，得maxeq f(2.90103,310) m9.4106 m.答案B二、非選擇題(本題共4小題，共28分)圖313(4分)1924年，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與它對(duì)應(yīng).1927年，兩位美國(guó)物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中得到了電子束通過(guò)鋁箔時(shí)的衍射圖案，如圖3所示圖中，“亮圓”表示電子落在其上

12、的_大，“暗圓”表示電子落在其上的_小答案概率概率14(6分)已知運(yùn)動(dòng)的微小灰塵質(zhì)量為m1010 kg，假設(shè)我們能夠測(cè)定它的位置準(zhǔn)確到106 m，則它的速度的不準(zhǔn)確量為_(kāi)m/s.解析由不確定性關(guān)系pxeq f(h,4)，得veq f(h,4mx)，代入數(shù)據(jù)得v51019 m/s.答案51019 m/s15(6分)X射線管中陽(yáng)極與陰極間所加電壓為3104 V，電子加速后撞擊X射線管陰極產(chǎn)生X射線，則X射線的最短波長(zhǎng)為_(kāi)(電子電荷量e1.61019 C，電子初速度為零)解析X射線光子最大能量heU，即heq f(c,)eU，eq f(hc,eU)4.11011 m.答案4.11011 m16(12分)質(zhì)量為10 g的子彈與電子的速率相同均為500 m/s，測(cè)量準(zhǔn)確度為0.01%，若位置和速率在同一實(shí)驗(yàn)中同時(shí)測(cè)量，試問(wèn)它們位置的最小不確定量各為多少？電子質(zhì)量m9.11031 kg.解析測(cè)量準(zhǔn)確度也就是速度的不確定性，故子彈、電子的速度不確定量