17《波粒二象性》章末測(cè)試資料講解

《波粒二象性》章末測(cè)試一?選擇題(每小題5分,共50分,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確,把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi).)1.1905年是愛(ài)因斯坦的“奇跡”之年,這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時(shí)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(shuō)法正確的是()A.當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí),不能發(fā)生光電效應(yīng)B.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比C.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比D.某單色光照射某一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng),改用波長(zhǎng)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(zhǎng)關(guān)系λa>λb>λc,用b光照到某金屬時(shí),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(shí),不能發(fā)生光電效應(yīng)B.c光束照射時(shí),不能發(fā)生光電效應(yīng)C.a光束照射時(shí),釋放的光電子數(shù)目多D.c光束照射時(shí),釋放出的光電子最大初動(dòng)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(gè)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)量為,一個(gè)靜止的O2吸收了一個(gè)紫外線光子后()A.仍然靜止B.沿著光子原來(lái)運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)C.沿光子運(yùn)動(dòng)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)量守恒可知,O2分子吸收了紫外線光子后與原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向相同,故B選項(xiàng)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(dòng)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(gè)坐標(biāo)系中,以實(shí)線表示鎢,虛線表示鋅,則下圖中正確反映這一過(guò)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(xiàng)正確.答案:A8.利用光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)如圖所示,用頻率為ν的可見(jiàn)光照射陰極K,電流表中有電流通過(guò),則()A.用紫外線照射,電流表不一定有電流通過(guò)B.用紅外線照射,電流表一定無(wú)電流通過(guò)C.用頻率為ν的可見(jiàn)光照射K,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到A端,電流表中一定無(wú)電流通過(guò)D.用頻率為ν的可見(jiàn)光照射K,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向B端滑動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)可能不變解析:因?yàn)樽贤饩€的頻率比可見(jiàn)光的頻率高,所以紫外線照射時(shí),電流表中一定有電流通過(guò),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因不知陰極K的截止頻率,所以用紅外線照射時(shí),不一定發(fā)生光電效應(yīng),所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤;即使UAK=0,電流表中仍有電流,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸點(diǎn)向B端滑動(dòng)時(shí),UAK增大,光電流可能會(huì)增大,當(dāng)達(dá)到飽和電流時(shí),再增加UAK,電流也不會(huì)再增大,保持不變,所以D選項(xiàng)正確.答案:D9.光子不僅具有能量還具有動(dòng)量,光照射到某個(gè)面上就會(huì)產(chǎn)生壓力.人們?cè)O(shè)想在火星探測(cè)器上安裝面積很大的薄膜,正對(duì)著太陽(yáng)光,靠太陽(yáng)光在薄膜上產(chǎn)生的壓力推動(dòng)探測(cè)器前進(jìn).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(cè)器的加速度大B.安裝吸收率極高的薄膜,探測(cè)器的加速度大C.兩種情況下,由于探測(cè)器的質(zhì)量一樣,探測(cè)器的加速度大小相同D.兩種情況下,探測(cè)器的加速度大小無(wú)法比較解析:本題所考查的動(dòng)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(dòng)量改變較大,即薄膜對(duì)光子的作用力較大,根據(jù)牛頓第三定律,光子對(duì)薄膜的作用也較大,因此,探測(cè)器可獲得較大的加速度,故選項(xiàng)A正確.答案:A10.如圖是光電管的原理圖,已知有波長(zhǎng)為λ0的光照到陰極K上時(shí),電路中有光電流,則()A.若換用波長(zhǎng)為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時(shí),電路中一定沒(méi)有光電流B.若換用波長(zhǎng)為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時(shí),電路中光電流一定增大C.若將變阻器滑動(dòng)頭P從圖示位置向右滑一些,仍用波長(zhǎng)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(dòng)頭P從圖示位置向左滑過(guò)中心O點(diǎn)時(shí),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(zhǎng)λ1的光照射時(shí),電路中有可能有電流,也有可能沒(méi)有電流,用λ2的光照射時(shí),電路中一定有電流,但電流的強(qiáng)度跟光強(qiáng)有關(guān),所以電流不一定增大,故A?B選項(xiàng)錯(cuò)誤.滑動(dòng)觸頭向右滑動(dòng),使加在光電管上的正向電壓增大,若滑動(dòng)前光電流已經(jīng)達(dá)到飽和電流,則電流不變,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤;滑動(dòng)頭滑過(guò)中心O點(diǎn),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(xiàng)正確.答案:D二?實(shí)驗(yàn)題(8分)11.如圖所示,一靜電計(jì)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(fù)電的金屬小球與鋅板接觸,則靜電計(jì)指針偏角將________.(填“增大”?“減小”或“不變”)

(2)使靜電計(jì)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,靜電計(jì)指針無(wú)偏轉(zhuǎn),那么,若改用強(qiáng)度更大的紅外線照射鋅板,可觀察到靜電計(jì)指針________(填“有”或“無(wú)”)偏轉(zhuǎn).

減小無(wú)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(fù)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(jì)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(jì)指針不偏轉(zhuǎn).三?計(jì)算題(包括3小題,共42分)12.(10分)如圖所示為證實(shí)電子波存在的實(shí)驗(yàn)裝置,從F上漂出的熱電子可認(rèn)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(guò)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(jì)算電子的德布羅意波長(zhǎng).答案:1.23×10-11m13.(15分)具有波長(zhǎng)λ=0.71的倫琴射線使金箔發(fā)射電子,電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做最大半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),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(dòng)能.(2)金箔的逸出功.(3)該電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng).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(zhǎng)λ0=0.66μm的金屬銫制成,用波長(zhǎng)λ=0.50μm的綠光照射陰極K,調(diào)整兩個(gè)極板電壓,當(dāng)A板電壓比陰極高出2.5V時(shí),光電流達(dá)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(shí)的最大初動(dòng)能.(2)如果把照射陰極綠光的光強(qiáng)增大為原來(lái)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(dòng)能.解析:(1)光電流達(dá)到飽和時(shí),陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽(yáng)極A,陰