《波粒二象性》-單元測試題

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)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(xiàng)中有一個或多個選項(xiàng)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(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(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)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(zhì)相互作用時就轉(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，有時它的波動性顯著，有時它的粒子性顯著4．當(dāng)具有5.0eV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1.5eV．為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最低能量為（）A．1.5eV B．3.5eVC．5.0eV D．6.5eV5．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(yùn)動的方向運(yùn)動C．沿光子運(yùn)動相反方向運(yùn)動D．可能向任何方向運(yùn)動6．關(guān)于光電效應(yīng)，以下說法正確的是（）A．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比B．光電子的最大初動能越大，形成的光電流越強(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(yùn)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(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照射兩種金屬時都能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；單色光B照射時，只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能使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=1.67×10-27kg，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，可以估算出德布羅意波長λ=1.82×10-10m的熱中子的動量的數(shù)量級可能是（）A．10-17kg·m/s B．10-18kg·m/sC．10-20kg·m/s D．10-24kg·m/s10．如圖所示為一光電管的工作原理圖，當(dāng)用波長為λ的光照射陰極K時，電路中有光電流，則（）A．換用波長為(＞λ)的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流B．換用波長為(＜λ)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11．2003年全世界物理學(xué)家評選出“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(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)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=1500W的紫外燈演示光電效應(yīng)．紫外線波長λ=253nm，陰極離光源距離d=0．5m，原子半徑取r=0．5×10-10m，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(yīng)證實(shí)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(yùn)動方向，則碰后光子可能沿方向 運(yùn)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(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λ和λ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1∶2．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(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重要原因，利用聚光到納米級的激光束進(jìn)行治療，90%的患者都可以避免失明的嚴(yán)重后果．一臺功率為10W氬激光器，能發(fā)出波長λ=500nm的激光，用它“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜，每次“點(diǎn)焊”需要2×10-3J的能量，則每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時間是多少？在這段時間內(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=6．63×10-34J·s，電子電荷量e=1．6×10-19C)（1）如高壓電源的電壓為20kV，求X射線的最短波長;（2）如此時電流表讀數(shù)為5mA，1s內(nèi)產(chǎn)生5×1013個平均波長為1．0×10-10m的光子，求倫琴射線管的工作效率．參考答案1．AD解析：由光電效應(yīng)方程=hv-W知，B、C錯誤，D正確．若=0，得極限頻率=，故A正確．2．D解析：本題考查光的性質(zhì)．干涉、衍射、偏振都是光的波動性的表現(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．3．AD解析：根據(jù)光的波粒二象性知，A、D正確，B、C錯誤．4．B解析：本題考查光電效應(yīng)方程及逸出功．由得W=hv-=5.0eV-1.5eV=3.5eV則入射光的最低能量為h=W=3.5eV故正確選項(xiàng)為B．5．B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(yùn)動方向相同．故正確選項(xiàng)為B．6．C解析：本題考查光電效應(yīng)．由光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大，但不是正比關(guān)系，A錯．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能無關(guān)，B錯．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不一定不發(fā)生光電效應(yīng)，D錯、C對．7．AD解析：根據(jù)光的波粒二象性知，A、D正確，B、C錯誤．8．D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D．9．D解析：本題考查德布羅意波．根據(jù)德布羅意波長公式λ=得：p==kg·m/s=3.6×10-24kg·m/s可見，熱中子的動量的數(shù)量級是10-24kg·m/s．10．BD解析：用波長為λ的光照射陰極K，電路中有光電流，表明λ小于該金屬的極限波長，換用波長為照射，雖然＞λ，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．用波長為(＜λ)的光照射陰極K時，因＜λ＜，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(dá)陽極A，從而形成光電流，所以D正確．11．C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(shí)驗(yàn)不能說明電子等微觀粒子的波就是電磁波．12．A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，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，放出光電子而帶上了正電，此時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)減小．（2）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，則每個原子每秒鐘接收到的光能量為E=πr2=3.75×10-20J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(zhuǎn)移給電子，能量減少，由E=hv知，頻率變小，再根據(jù)c=λv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(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λ的光照射時： ①當(dāng)用波長為34λ的光照射時： ②又