17《波粒二象性》章末測試資料講解

《波粒二象性》章末測試一?選擇題(每小題5分,共50分,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確,把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi).)1.1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年,這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時代意義的論文,其中關(guān)于光量子的理論成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象,關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是()A.當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時,不能發(fā)生光電效應(yīng)B.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比C.光電子的最大初動能與入射光的強度成正比D.某單色光照射某一金屬時不發(fā)生光電效應(yīng),改用波長較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng)答案:AD答案:D3.現(xiàn)有a?b?c三束單色光,其波長關(guān)系λa>λb>λc,用b光照到某金屬時,恰能發(fā)生光電效應(yīng),若分別用a光束和c光束照射該金屬,則可以斷定()A.a光束照射時,不能發(fā)生光電效應(yīng)B.c光束照射時,不能發(fā)生光電效應(yīng)C.a光束照射時,釋放的光電子數(shù)目多D.c光束照射時,釋放出的光電子最大初動能最小答案:A4.硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能,若有N個頻率為ν的光子打在光電池極板上,這些光子的總能量為()

A.hνB.

Nhν

C.NhνD.2Nhν答案:C5.某光波射到一逸出功為W0的光電材料表面,所產(chǎn)生的光電子在垂直于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中做圓周運動的最大半徑為r,則該光的頻率為(設(shè)電子的質(zhì)量為m?帶電量為e?普朗克常量為h)()答案:C6.紫外線的動量為,一個靜止的O2吸收了一個紫外線光子后()A.仍然靜止B.沿著光子原來運動的方向運動C.沿光子運動相反的方向運動D.可能向任何方向運動解析:由動量守恒可知,O2分子吸收了紫外線光子后與原來的運動方向相同,故B選項正確.答案:B7.用不同頻率的紫外光分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng),可得到光電子的最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek-ν圖象.已知鎢的逸出功是3.28eV,鋅的逸出功是3.34eV,若將二者的圖線畫在同一個坐標(biāo)系中,以實線表示鎢,虛線表示鋅,則下圖中正確反映這一過程的圖象是()解析:由Ek=hν-W0可知,Ek和ν的圖線的斜率表示h,故兩直線應(yīng)為平行的傾斜直線,不同金屬的逸出功不同,hνc=W0,νc為截止頻率,即與ν軸的截距,鎢的逸出功小于鋅的逸出功,故A選項正確.答案:A8.利用光電管研究光電效應(yīng)實驗如圖所示,用頻率為ν的可見光照射陰極K,電流表中有電流通過,則()A.用紫外線照射,電流表不一定有電流通過B.用紅外線照射,電流表一定無電流通過C.用頻率為ν的可見光照射K,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭移到A端,電流表中一定無電流通過D.用頻率為ν的可見光照射K,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭向B端滑動時,電流表示數(shù)可能不變解析:因為紫外線的頻率比可見光的頻率高,所以紫外線照射時,電流表中一定有電流通過,選項A錯誤;因不知陰極K的截止頻率,所以用紅外線照射時,不一定發(fā)生光電效應(yīng),所以B選項錯誤;即使UAK=0,電流表中仍有電流,故選項C錯誤;當(dāng)滑動變阻器觸點向B端滑動時,UAK增大,光電流可能會增大,當(dāng)達到飽和電流時,再增加UAK,電流也不會再增大,保持不變,所以D選項正確.答案:D9.光子不僅具有能量還具有動量,光照射到某個面上就會產(chǎn)生壓力.人們設(shè)想在火星探測器上安裝面積很大的薄膜,正對著太陽光,靠太陽光在薄膜上產(chǎn)生的壓力推動探測器前進.第一次安裝的是反射率極高的薄膜,第二次安裝的是吸收率極高的薄膜.那么()A.安裝反射率極高的薄膜,探測器的加速度大B.安裝吸收率極高的薄膜,探測器的加速度大C.兩種情況下,由于探測器的質(zhì)量一樣,探測器的加速度大小相同D.兩種情況下,探測器的加速度大小無法比較解析:本題所考查的動量守恒和牛頓第三定律,具有一定的綜合性.若膜的反射率極高,那么光子與其作用后,動量改變較大,即薄膜對光子的作用力較大,根據(jù)牛頓第三定律,光子對薄膜的作用也較大,因此,探測器可獲得較大的加速度,故選項A正確.答案:A10.如圖是光電管的原理圖,已知有波長為λ0的光照到陰極K上時,電路中有光電流,則()A.若換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時,電路中一定沒有光電流B.若換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時,電路中光電流一定增大C.若將變阻器滑動頭P從圖示位置向右滑一些,仍用波長為λ0的光照射,則電路中光電流一定增大D.若將變阻器滑動頭P從圖示位置向左滑過中心O點時,其他條件不變,則電路中仍可能有光電流解析:根據(jù)光電效應(yīng)的條件,用波長λ1的光照射時,電路中有可能有電流,也有可能沒有電流,用λ2的光照射時,電路中一定有電流,但電流的強度跟光強有關(guān),所以電流不一定增大,故A?B選項錯誤.滑動觸頭向右滑動,使加在光電管上的正向電壓增大,若滑動前光電流已經(jīng)達到飽和電流,則電流不變,所以C選項錯誤;滑動頭滑過中心O點,則在光電管A?K間加反向電壓,但電壓小于遏止電壓值,仍可能有電流,故D選項正確.答案:D二?實驗題(8分)11.如圖所示,一靜電計與鋅板相連,在A處用一弧光燈照鋅板,關(guān)燈后,指針保持一定偏角.(1)現(xiàn)用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸,則靜電計指針偏角將________.(填“增大”?“減小”或“不變”)

(2)使靜電計指針回到零,再用相同強度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板,靜電計指針無偏轉(zhuǎn),那么,若改用強度更大的紅外線照射鋅板,可觀察到靜電計指針________(填“有”或“無”)偏轉(zhuǎn).

減小無解析:(1)鋅板在紫外線照射下,發(fā)生光電效應(yīng),有光電子飛出,鋅板帶正電,將一帶負電的金屬小球與鋅板接觸,將鋅板上的正電荷中和一部分,鋅板所帶正電量減少,則靜電計指針將變小.(2)當(dāng)改用黃光照射不發(fā)生偏轉(zhuǎn),則黃光頻率低于截止頻率,而紅光的頻率低于黃光頻率,即也低于鋅板發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率,靜電計指針不偏轉(zhuǎn).三?計算題(包括3小題,共42分)12.(10分)如圖所示為證實電子波存在的實驗裝置,從F上漂出的熱電子可認為初速度為零,所加加速電壓U=104伏,電子質(zhì)量為m=0.91×10-30kg.電子被加速后通過小孔K1和K2后入射到薄的金膜上,發(fā)生衍射作用,結(jié)果在照相底片上形成同心圓明暗條紋.試計算電子的德布羅意波長.答案:1.23×10-11m13.(15分)具有波長λ=0.71的倫琴射線使金箔發(fā)射電子,電子在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域內(nèi)做最大半徑為r的勻速圓周運動,已知r·B=1.88×10-4T·m.(電子電量e=1.6×10-19C,質(zhì)量m=9.1×10-31kg)試求:(1)光電子的最大初動能.(2)金箔的逸出功.(3)該電子的物質(zhì)波的波長.答案:(1)4.97×10-16J(2)2.30×10-15J(3)2.20×10-11m14.(17分)如圖所示,陰極K用極限波長λ0=0.66μm的金屬銫制成,用波長λ=0.50μm的綠光照射陰極K,調(diào)整兩個極板電壓,當(dāng)A板電壓比陰極高出2.5V時,光電流達到飽和,電流表示數(shù)為0.64μA.求:(1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極時的最大初動能.(2)如果把照射陰極綠光的光強增大為原來的2倍,每秒鐘陰極發(fā)射的光電子和光電子飛出陰極的最大初動能.解析:(1)光電流達到飽和時,陰極發(fā)射的光電子全部到達陽極A,陰