人教版高中物理選修3-5第十七章波粒二象性單元測試含答案

絕密★啟用前人教版高中物理選修 3-5第十七章波粒二象性單元測試本試卷分第I卷和第n卷兩部分，共100分，考試時間90分鐘。分卷I一、單選題（共10小題每小題4.0分，共40分）1.顯微鏡觀看細(xì)微結(jié)構(gòu)時，由于受到衍射現(xiàn)象的影響而觀察不清，因此觀察越細(xì)小的結(jié)構(gòu)，就要求波長越短，波動性越弱.在加速電壓值相同的情況下，電子顯微鏡與質(zhì)子顯微鏡的分辨本領(lǐng)，下列判定正確的是（ ）A.電子顯微鏡分辨本領(lǐng)較強(qiáng)B.質(zhì)子顯微鏡分辨本領(lǐng)較強(qiáng)C.兩種顯微鏡分辨本領(lǐng)相同D.兩種顯微鏡分辨本領(lǐng)無法比較2.假如一個光子與一個靜止的不受任何外力作用的電子發(fā)生碰撞，光子并沒有被吸收，只是被電子反彈回來，電子被碰撞后也因此獲得了一定的動量 p,關(guān)于在這個碰撞的過程中，以下說法中正確的是（ ）A.該碰撞過程中動量不守恒，能量守恒B.碰撞前、后的光子在同一種介質(zhì)中傳播時，碰撞前的光子的速度更大C.碰撞前、后光子的頻率不變hD.電子被碰撞后，它的德布羅意波長為 ^（h為普朗克常量）3.光通過各種不同的障礙物后會產(chǎn)生各種不同的衍射條紋，衍射條紋的圖樣與障礙物的形狀相對應(yīng)，這一現(xiàn)象說明（ ）A.光是機(jī)械波，且可以攜帶信息B.光具有波動性，且可以攜帶信息C.光具有粒子性，但不可攜帶信息D.光具有波粒二象性，但不可攜帶信息.用不同頻率的紫外線分別照射鴇和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動能 Ek隨入射光頻率v變化的R—V圖象，已知鴇的逸出功是3.28eV,鋅的逸出功是3.34eV,若將兩者的圖象分別用實(shí)線與虛線畫在同一個 Y圖上，則下圖中正確的是（ ）.對光的波粒二象性”理解正確的是（ ）A.光既是一種波，又是一種粒子B.個別光子是粒子，大量光子是波C.光直線傳播時表現(xiàn)為粒子性，發(fā)生干涉時表現(xiàn)為波動性D.在光的干涉條紋中，明條紋是光子能夠到達(dá)的地方，暗條紋是光子不能到達(dá)的地方.關(guān)于對黑體的認(rèn)識，下列說法正確的是 （ ）A.黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的B.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)C.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無關(guān)D.如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個空腔就成了一個黑體.下列說法正確的是（ ）A.愛因斯坦在光的粒子性的基礎(chǔ)上，建立了光電效應(yīng)方程.康普頓效應(yīng)表明光子只具有能量，不具有動量C.實(shí)物的運(yùn)動有特定的軌道，所以實(shí)物不具有波粒二象性D.德布羅意指出微觀粒子的動量越大，其對應(yīng)的波長就越長8.已知金屬甲發(fā)生光電效應(yīng)時產(chǎn)生光電子的最大初動能跟入射光的頻率關(guān)系如直線 1所示.現(xiàn)用某單色光照射金屬甲的表面，產(chǎn)生光電子的最大初動能為 E1,若用同樣的單色光照射金屬乙表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動能如圖所示.則金屬乙發(fā)生光電效應(yīng)時產(chǎn)生光電子的最大初動能跟入射光的頻率關(guān)系圖線應(yīng)是（ ）abcD.上述三條圖線都有可能9.用波長為2.0107m的紫外線照射鴇的表面，釋放出來的光電子中最大的動能是4.71019J.由此可知，鴇的極限頻率是 （普朗克常量h=6.63X0—34Js,光速c=3.0108m/s,結(jié)果取兩位有效數(shù)字）（）5.51014Hz7.91014Hz9.81014Hz1.21015Hz.如圖所示，四個示意圖所表示的實(shí)驗(yàn)中，能說明光具有粒子性的是 （ ）A.A.B.

B.C.D.C.D.二、多選題（共4小題每小題5.0分，共20分）.（多選）美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨中的電子對 X射線的散射時發(fā)現(xiàn)，有些散射波的波長比入射波的波長略大.下列說法中正確的是 （ ）A.有些X射線的能量傳給了電子，因此 X射線的能量減小了B.有些X射線吸收了電子白^能量，因此X射線的能量增大了X射線的光子與電子碰撞時，動量守恒，能量也守恒X射線的光子與電子碰撞時，動量不守恒，能量守恒12.（多選）對光的認(rèn)識，以下說法中正確的是 （ ）A.個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性B.高頻光是粒子，低頻光是波C.光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了；光表現(xiàn)出粒子性時，就不再具有波動性了D.光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)得明顯，在另外某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯13.（多選）研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖a13.（多選）研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖A.若把滑動變阻器的滑動觸頭向右滑動，光電流一定增大B.圖線甲與乙是同一種入射光，且入射光甲的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度C.由圖可知，乙光的頻率小于丙光的頻率D.若將甲光換成丙光來照射鋅板，其逸出功將減小14.（多選）在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，（ ）A.縫越窄，粒子位置的不確定性越大B.縫越寬，粒子位置的不確定性越大C.縫越窄，粒子動量的不確定性越大D.縫越寬，粒子動量的不確定性越大分卷II三、計算題（共4小題,每小題10.0分，共40分）15.已知某種紫光的波長為 440nm,要使電子的德布羅意波長為這種紫光波長的萬分之一，電子的速度應(yīng)該為多大？要把電子從靜止加速到這樣的速度，加速電壓是多大？ （已知電子質(zhì)量 m=9.11031kg,電子電荷量e=1.61019C,普朗克常量h=6.631034Js）一九 35 -一口，一，16.已知丁=5.31035Js.試求下列情況中子彈和電子的位置的不確定量的大小.47[⑴一顆質(zhì)量為10g的子彈，具有200m/s的速率，其動量的不確定量為動量的 0.01%;（2）一電子具有200m/s的速率，其動量的不確定量為動量的 0.01%（電子質(zhì)量為9.11031kg）..質(zhì)子和電子分別以速度 v=4.0107m/s運(yùn)動，試比較它們的物質(zhì)波的波長大小. （電子質(zhì)量為me=9.1M031kg,質(zhì)子質(zhì)量為mH=1.671027kg）.太陽的輻射功率（太陽每秒輻射的能量）為38.61025J/s,已知射到大氣層的太陽能只有 45%到達(dá)地面，另有55%被大氣層吸收和反射，而未到達(dá)地面.若射到地球上的太陽光可視為垂直于地球表面，把太陽光看成是頻率為 5X1014Hz的單色光，求地球表面上 1cm2的面積每秒接收到多少個光子？已知太陽到地球的距離為 R=1.5M011m.（最后結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）答案.【答案】B【解析】在電場中加速eU=mv2=g,又由物質(zhì)波公式入H得入=證生，所以經(jīng)相同電壓加速后的質(zhì)子與電子相比，質(zhì)子的物質(zhì)波波長短，波動性弱，從而質(zhì)子顯微鏡分辨本領(lǐng)較強(qiáng)，即 B選項正確..【答案】B【解析】光子與電子的碰撞過程中，系統(tǒng)不受外力，也沒有能量損失，故系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)能量也守恒，A錯誤；光子與電子碰撞后，電子能量增加，光子能量減小，根據(jù) E=hf,光子的頻率h減小，光的波長 不變；故光的波速v='f減小，故B正確，C錯誤；碰撞過程光子和電子的p總動量守恒，光子速度反向，故動量變化量大小為 2p,故電子的動量改變量也為2p,初動量為零,h末動量為2p,故德布羅意波的波長為X=—,故D錯誤.2P.【答案】B【解析】光是電磁波，不是機(jī)械波， A錯誤；光通過各種不同的障礙物后會產(chǎn)生各種不同的衍射條紋，該現(xiàn)象說明光具有波動性，沒有涉及粒子性，且電磁波可以攜帶信息， B正確，C、D錯誤..【答案】A【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程有： Ek=hv—W,由此可知在Ek-y圖象中，斜率表示普朗克常數(shù) h,W橫軸截距大小表示該金屬極限頻率的大小，由題意可知鋅的逸出功大于鴇的逸出功，故由可知鋅的極限頻率大于鴇的極限頻率，故 B、C、D錯誤，A正確..【答案】C【解析】波粒二象性中所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量， A錯誤；少量的粒子體現(xiàn)粒子性，大量粒子體現(xiàn)波動性.不是個別光子是粒子，大量光子是波， B錯誤；光直線傳播時表現(xiàn)為粒子性，發(fā)生干涉時表現(xiàn)為波動性， C正確；在光的干涉條紋中，明條紋是光子到達(dá)幾率比較高的地方，暗條紋是光子到達(dá)幾率比較小的地方， D錯誤..【答案】C【解析】黑體自身輻射電磁波，不一定是黑的，故A錯誤；黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，故B錯，C對；小孔只吸收電磁波，不反射電磁波，因此是小孔成了一個黑體，而不是空腔，故D錯誤..【答案】A

.【答案】A【解析】三與Y關(guān)系圖線的橫軸截距表示截止頻率. a圖線的截止頻率比1圖線大，根據(jù)Ek=h-hw,所以用同樣的光照射，在金屬乙上產(chǎn)生光電子最大初動能比照射到金屬甲上小， A正確；b圖線的截止頻率與1圖線相同，根據(jù)Ek=hLhw,所以用同樣的光照射，在金屬乙上產(chǎn)生光電子最大初動能與照射到金屬甲上的相同， B錯誤；c圖線的截止頻率比1圖線小，根據(jù)Ek=h—hw,用同樣的光照射，在金屬乙上產(chǎn)生光電子最大初動能比照射到金屬甲上大，故 C錯誤..【答案】BWo=h?,由以上兩式得，鴇一 Wo=h?,由以上兩式得，鴇【解析】由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程 一=Ekm+W0,而金屬的逸出功X的極限頻率為：刈=9—生1=7.91014Hz,B項正確.月n.【答案】c.【答案】AC【解析】在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，則動\h量減小，能量減小，根據(jù) 甘一,知波長增大，碰撞過程系統(tǒng)不受外力，故動量守恒，光子的能量P遠(yuǎn)大于電子的束縛能時，光子與自由電子或束縛較弱的電子發(fā)生彈性碰撞，故能量守恒， A、C正確..【答案】AD【解析】個別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動性；光與物質(zhì)相互作用，表現(xiàn)為粒子性，光的傳播表現(xiàn)為波動性，光的波動性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性，頻率高的光粒子性強(qiáng)，頻率低的光波動性強(qiáng)，光的粒子性表現(xiàn)明顯時仍具有波動性，因?yàn)榇罅苛Ｗ拥膫€別行為呈現(xiàn)出波動規(guī)律，所以正確選項為A、D..【答案】BC【解析】 滑動變阻器向右移時，光電流可能增大，也可能已達(dá)到飽和值而不變， A錯誤；截止電壓相同，說明最大初動能相同，說明甲與乙是同一種入射光；飽和光電流不同，說明入射光甲的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度， B正確；截止電壓越大，說明入射光頻率越大， C正確；逸出功只與金屬本身性質(zhì)有關(guān)，D錯誤..【答案】BC【解析】 由不確定性關(guān)系MAp壬知，縫越寬，粒子位置的不確定性越大，則動量的不確定性越小，反之亦然，因此選項B、C正確..【答案】 1.66107m/s7.8M02V【解析】若電子的波長入=瑞而:4.4*0」1、，電子的速度應(yīng)為v="=亓涉上而1-T-

=E1-T-

=Emv2=eU,則若加速電壓為U,則有U空II型。％0凝型0：八 2VU=n=—沃T衣!產(chǎn)—V7.8x—.【答案】（1）2.651031m（2）2.91183m【解析】（1）子彈的動量p=mv=0.01200kgm/s=2.0kgm/s動量的不確定量 牛=0.01%Xp=2.0M04kgm/s由不確定關(guān)系改5上,得子彈位置的不確定量4it為—一31△xA =2.6510m.（2）同理，電子動量的不確定量 能'=9.1M031X200>0.01%=1.81032kgm/s、 滅I電子位置的不確定量 Ax>^g^=2.91X10m..【答案】電子的波長大于質(zhì)子的波長\h【解析】根據(jù)物質(zhì)波公式 入=一-對于電子：pe=mev=9.11031MX107kgm/s=3.641023kgm/s對于質(zhì)子：Ph=mHV=1.671027Mxi07kgm/s=6.681020kgm/sh可得%=-=1.8M011mh汨==1.01014mPH由計算可知，電子的德布羅意波的波長大于質(zhì)子的德布羅意波的波長..【答案】1.91017個【解析】設(shè)想有一個以太陽中心為