高中物理人教版5第十七章波粒二象性 單元質(zhì)量評(píng)估17

第十七章一、選擇題1．下列實(shí)驗(yàn)中，能證實(shí)光具有粒子性的是()A．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) B．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)C．光的圓孔衍射實(shí)驗(yàn) D．泊松亮斑實(shí)驗(yàn)解析：光電效應(yīng)證明光具有粒子性，A正確．光的干涉和衍射可證明光具有波動(dòng)性．B、C、D錯(cuò)誤．答案：A2．下列關(guān)于光具有波粒二象性的敘述中正確的是()A．光的波動(dòng)性與機(jī)械波、光的粒子性與質(zhì)點(diǎn)都是等同的B．大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性C．光有波動(dòng)性又有粒子性，是互相矛盾的，是不能統(tǒng)一的D．光的頻率越高，波動(dòng)性越顯著解析：光的波動(dòng)性與機(jī)械波、光的粒子性與質(zhì)點(diǎn)有本質(zhì)的區(qū)別，A選項(xiàng)錯(cuò)．大量光子顯示波動(dòng)性，個(gè)別光子顯示粒子性，B選項(xiàng)對(duì)．光是把粒子性和波動(dòng)性有機(jī)結(jié)合在一起的矛盾統(tǒng)一體，C選項(xiàng)錯(cuò)．光的頻率越高，粒子性越顯著，D選項(xiàng)錯(cuò)．答案：B3．某單色光照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是()A．延長光照時(shí)間 B．增強(qiáng)光的強(qiáng)度C．換用波長較短的光照射 D．換用頻率較高的光照射解析：要產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的頻率必須大于該金屬的極限頻率．波長較短的光，頻率高，當(dāng)入射光的頻率高于極限頻率時(shí)就能產(chǎn)生光電效應(yīng)．若入射光的頻率低于該金屬的極限頻率或入射光的波長高于該金屬的極限波長，增強(qiáng)光的強(qiáng)度、延長光照時(shí)間均不能產(chǎn)生光電效應(yīng)．答案：CD4．下列說法中正確的是()A．質(zhì)量大的物體，其德布羅意波長小B．速度大的物體，其德布羅意波長小C．動(dòng)量大的物體，其德布羅意波長小D．動(dòng)能大的物體，其德布羅意波長小解析：由德布羅意假說得德布羅意波長λ＝eq\f(h,p)．式中h為普朗克常量，p為運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)量，可見p越大，λ越?。籶越小，λ越大．故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C5．紫外線光子的動(dòng)量為eq\f(hν,c)．一個(gè)靜止的O3吸收了一個(gè)紫外線光子后()A．仍然靜止B．沿著光子原來運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)C．沿與光子運(yùn)動(dòng)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)D．可能向任何方向運(yùn)動(dòng)解析：由動(dòng)量守恒定律知，吸收了紫外線光子的O3分子與光子原來運(yùn)動(dòng)方向相同．故正確選項(xiàng)為B．答案：B6．關(guān)于物質(zhì)波，下列說法正確的是()A．速度相等的電子和質(zhì)子，電子的波長大B．動(dòng)能相等的電子和質(zhì)子，電子的波長小C．動(dòng)量相等的電子和中子，中子的波長小D．甲電子速度是乙電子的3倍，甲電子的波長也是乙電子的3倍解析：由λ＝eq\f(h,p)可知，動(dòng)量大的波長?。娮优c質(zhì)子的速度相等時(shí)，電子動(dòng)量小，波長長．電子與質(zhì)子動(dòng)能相等時(shí)，由動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系式：p＝eq\r(2mEk)可知，電子的動(dòng)量小，波長長，動(dòng)量相等的電子和中子，其波長應(yīng)相等．如果甲、乙兩電子的速度遠(yuǎn)小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的動(dòng)量也是乙的三倍，則甲的波長應(yīng)是乙的eq\f(1,3)．答案：A7．關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B．只要光照射的時(shí)間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．從金屬表面出來的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小D．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多解析：逸出功W＝hν0，ν0越大，W越大，A正確．每種金屬都存在極限頻率，小于極限頻率的光照射時(shí)間再長也不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤．由Ek＝hν－W知，在光照頻率不變的情況下，Ek越大，W越小，C錯(cuò)誤．單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)與光強(qiáng)有關(guān)，D錯(cuò)誤．故選A．答案：A8．經(jīng)150V電壓加速的電子束，沿同一方向射出，穿過鋁箔后射到其后的屏上，則()A．所有電子的運(yùn)動(dòng)軌跡均相同B．所有電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)均相同C．電子到達(dá)屏上的位置坐標(biāo)可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律確定D．電子到達(dá)屏上的位置受波動(dòng)規(guī)律支配，無法用確定的坐標(biāo)來描述它的位置解析：電子被加速后其德布羅意波波長λ＝eq\f(h,p)＝1×10－10m，穿過鋁箔時(shí)發(fā)生衍射．電子的運(yùn)動(dòng)不再遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律，不可能同時(shí)準(zhǔn)確地知道電子的位置和動(dòng)量，不可能用“軌跡”來描述電子的運(yùn)動(dòng)，只能通過概率波來描述．所以A、B、C項(xiàng)均錯(cuò)．答案：D9．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ν的關(guān)系如圖所示．由實(shí)驗(yàn)圖線可求出()A．該金屬的極限頻率和極限波長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：Ek－ν圖象與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值等于極限頻率大小，再由λc＝eq\f(c,νc)即可計(jì)算出極限波長λc，故選項(xiàng)A正確；Ek－ν圖象的斜率等于普朗克常量h大小，故選項(xiàng)B正確；由W0＝hνc即可計(jì)算出該金屬的逸出功W0，故選項(xiàng)C正確；不能計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：ABC10．頻率為ν的光子，德布羅意波波長為λ＝eq\f(h,p)，能量為E，則光的速度為()A．Eλ/h B．pEC．E/p D．h2/Ep解析：根據(jù)c＝λν，E＝hνλ＝eq\f(h,p)，即可解得光的速度為eq\f(Eλ,h)或eq\f(E,p)，故選A、C．答案：AC11．若某個(gè)質(zhì)子的動(dòng)能和某個(gè)氮核的動(dòng)能相等，則這兩個(gè)粒子的德布羅意波長之比為()A．1∶4 B．4∶1C．1∶2 D．2∶1解析：由動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系得：p＝eq\r(2mEk)①再由德布羅意波長公式：λ＝eq\f(h,p)②聯(lián)系①②式解得：eq\f(λH,λHe)＝eq\r(\f(mHe,mH))＝eq\r(\f(4,1))＝eq\f(2,1)，D選項(xiàng)正確．答案：D二、非選擇題12．照相底片上的感光物質(zhì)中的AgBr分子在光照射下能分解，經(jīng)沖洗后就被記錄下來(這種現(xiàn)象稱為“光化效應(yīng)”，與光電效應(yīng)類似，只有入射光光子的能量大于某一數(shù)值，才能發(fā)生)．已知分解一個(gè)AgBr分子所需的最小能量約為1．0×10－19J，試探究分析這種照相底片感光的截止波長(即它能記錄的光的最大波長值)．解析：ε＝hν，而c＝νλ故λ＝eq\f(hc,ε)＝eq\f×10－34×3×108,×10－19)m＝2．0×10－6答案：2．0×10－613．鋁的逸出功是4．2eV，現(xiàn)在用波長為200nm的光照射鋁的表面．求：(1)光電子的最大初動(dòng)能；(2)金屬鋁的遏止電壓；(3)鋁的截止頻率．解析：(1)光子的能量E＝hν＝heq\f(c,λ)＝eq\f×10－34×3×108,200×10－9)J＝1．0×10－18J根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有hν＝W0＋Ek，所以光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝hν－W0＝1．0×10－18J－4．2×1．6×10－19J＝3．3×10－19J(2)遏止電壓Uc滿足Ek＝eUc，所以Uc＝eq\f(Ek,e)＝eq\f×10－19,×10－19)V＝2．1V(3)當(dāng)光電子逸出時(shí)的最大初動(dòng)能為零時(shí)，再減小照射光的頻率，便不能發(fā)生光電效應(yīng)了，所以截止頻率滿足hν0＝W0，ν0＝eq\f(W0,h)＝eq\f××10－19,×10－34)Hz＝1．0×1015Hz．答案：(1)3．3×10－19J(2)2．1V(3)1．0×1015Hz14．如圖所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，用光子能量為2．5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0．60V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0．60V時(shí)，電流表讀數(shù)為零．(1)求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大小．(2)求該陰極材料的逸出功．解析：