2012高中物理第5章波与粒子单元测试鲁科版选修3-5

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高中物理第5章波与粒子单元素养评价含解析鲁科版选修3_5

单元素养评价(四)(第5章)(90分钟100分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分,1～9为单选,10～12为多选)1.某单色光照射某金属时不能发生光电效应,则下述措施中可能使该金属发生光电效应的是( )A.延长光照时间B.增大光的强度C.换用波长较短的光照射D.换用频率较低的光照射【解析】选C。

由光电效应规律可知,能不能发生光电效应,是由入射光的频率与极限频率的关系决定的,入射光频率必须大于或等于极限频率。

波长较短的光频率高,当高于或等于极限频率时就能发生光电效应,故C正确,A、B、D错误。

2.在验证光的波粒二象性的实验中,下列说法正确的是 ( )A.使光子一个一个地通过狭缝,如时间足够长,底片上将会显示衍射图样B.单个光子通过狭缝后,底片上会出现完整的衍射图样C.光子通过狭缝的运动路线像水波一样D.光的粒子性是大量光子运动的规律【解析】选A。

在宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质,个别或少数光子表现出光的粒子性,大量光子表现出光的波动性,如果时间足够长,通过狭缝的光子数也就足够多,光子的分布遵从波动规律,底片上将会显示出衍射图样,A正确、D错误;单个光子通过狭缝后,路径是随机的,底片上不会出现完整的衍射图样,B、C错误。

3.关于物质波,下列说法正确的是( )A.速度相等的电子和质子,电子的波长长B.动能相等的电子和质子,电子的波长短C.动量相等的电子和中子,中子的波长短D.甲电子速度是乙电子的3倍,甲电子的波长也是乙电子的3倍【解析】选A。

质子的质量远大于电子。

由λ===,知选项A正确。

4.关于粒子,下列说法中正确的是( )A.电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子B.强子都是带电的粒子C.夸克模型是探究三大类粒子结构的理论D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单元【解析】选D。

由于质子、中子是由不同夸克组成的,它们不是最基本的粒子,不同夸克构成的强子,有的带电,有的不带电,故选项A、B错误;夸克模型是研究强子结构的理论,不同夸克带电不同,说明电子电荷不再是电荷的最小单元,故选项C错误,D正确。

高中物理第5章波与粒子章末检测鲁科版选修3_5

第5章波与粒子(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共11小题，每小题5分，共55分)1．下列各种波是概率波的是( )A．声波 B．无线电波C．光波 D．物质波答案CD解析声波是机械波，A错．无线电波是一种能量波，B错．由概率波的概念和光波以及物质波的特点分析可以得知光波和物质波均为概率波，故C、D正确．2．关于光子和运动着的电子，下列叙述正确的是( )A．光子和电子一样都是实物粒子B．光子和电子都能发生衍射现象C．光子和电子都具有波粒二象性D．光子具有波粒二象性，而电子只具有粒子性答案BC解析物质可分为两大类：一是质子、电子等实物，二是电场、磁场等，统称场．光是传播着的电磁场．根据物质波理论，一切运动的物体都具有波动性，故光子和电子具有波粒二象性．综上所述，B、C选项正确．3．关于电子的运动规律，以下说法正确的是( )A．电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律B．电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律C．电子如果表现出波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律D．电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律答案 C解析由于电子是概率波，少量电子表现出粒子性，无法用轨迹描述其运动，也不遵从牛顿运动定律，所以选项A、B错误；大量电子表现出波动性，无法用轨迹描述其运动，但可确定电子在某点附近出现的概率且遵循波动规律，选项C正确，D错误．4．关于光电效应实验，下列表述正确的是( )A．光照时间越长光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率有关D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子答案CD解析光电流的大小与光照时间无关，选项A错误；如果入射光的频率小于金属的极限频率，入射光再强也不会发生光电效应，选项B错误；遏止电压U c满足eU c＝hν－hν0，由该表达式可知，遏止电压与入射光的频率有关，选项C 正确；只有当入射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，选项D 正确．5．已知钙和钾的极限频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )A ．波长B ．频率C ．能量D ．动量答案 A解析根据爱因斯坦光电效应方程12mv 2m ＝h ν－W .由题知W 钙>W 钾，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p ＝2mE k 及p ＝h λ和c ＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．6．已知使某金属产生光电效应的极限频率为νc ，则( )A ．当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B ．当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h νcC ．当入射光的频率ν大于νc 时，若ν增大，则逸出功增大D ．当入射光的频率ν大于νc 时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍答案 AB解析当用频率为2νc 的单色光照射该金属时，由于2νc 大于该金属的极限频率，所以一定能发生光电效应，产生光电子，选项A 正确；根据爱因斯坦光电效应方程12m e v 2＝h ν－W 0，当入射光的频率为2νc 时，发射的光电子的最大初动能为2h νc －h νc ＝h νc ，选项B 正确；当入射光的频率由2νc 增大一倍变为4νc 时，发射的光电子的最大初动能为4h νc －h νc ＝3h νc ，显然不是随着增大一倍，选项D 错误；逸出功是金属本身对金属内电子的一种束缚本领的体现，与入射光的频率无关，选项C 错误．7．下列物理现象的发现从科学研究的方法来说，属于科学假说的是( )A ．安培揭示磁现象电本质B ．爱因斯坦由光电效应的实验规律提出光子说C ．探究加速度与质量和外力的关系D ．建立质点模型答案 AB解析探究加速度与质量和外力关系用的是控制变量法；建立质点模型是理想化方法；安培提出分子电流假说揭示了磁现象电本质，爱因斯坦提出光子说成功解释光电效应用的是科学假说．8．用两束频率相同，强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面，均能产生光电效应，那么( )A．两束光的光子能量相同B．两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同C．两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D．两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同答案AC解析由E＝hν和E k＝hν－W知两束光的光子能量相同，照射金属得到的光电子最大初动能相同，故A、C对，D错；由于两束光强度不同，逸出光电子个数不同，故B错．9．下列对光电效应的解释正确的是( )A．金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出金属B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功是不同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不同答案BD解析按照爱因斯坦光子说，光子的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大．但要使电子离开金属，需使电子具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于入射光的光子能量，但电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子，因此只要光的频率低，即使照射时间足够长，也不会发生光电效应．从金属中逸出时，只有在从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功才最小，这个功称为逸出功，不同金属逸出功不同．故以上选项正确的有B、D.10．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是( )A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的D．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置答案CD解析微观粒子的波动性是一种概率波，对应微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述A、B错误，C、D 正确．11.在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能E k 与入射光的频率ν的关系如图1所示，由实验图象可求出( )图1A ．该金属的极限频率和极限波长B ．普朗克常量C ．该金属的逸出功D ．单位时间内逸出的光电子数答案 ABC解析金属中电子吸收光子的能量为h ν，根据爱因斯坦光电效应方程有E k ＝h ν－W .任何一种金属的逸出功W 一定，说明E k 随ν的变化而变化，且是线性关系，所以直线的斜率等于普朗克常量，直线与横轴的截距OA 表示E k ＝0时频率ν0，即金属的极限频率．根据h ν0－W ＝0，求得逸出功W ＝h ν0，也可求出极限波长λ0＝c ν0＝hc W.由图象不能知道单位时间内逸出的光子数，A 、B 、C 对，D 错．二、填空题(本题共1小题，共8分)12．(8分)1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应.1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图2所示．图中，“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．图2答案概率概率三、计算题(本题共3小题，共37分)13．(12分)已知运动的微小灰尘质量为m ＝10－10 kg ，假设我们能够测定它的位置准确到10－6 m ，则它的速度的不准确量为多少？答案 5×10－19 m/s解析由不确定性关系Δp Δx ≥h 4π，得Δv ≥h 4πm ·Δx，代入数据得Δv ≥5×10－19 m/s. 14．(12分)X 射线管中阳极与阴极间所加电压为3×104 V ，电子加速后撞击X 射线管阴极产生X 射线，则X 射线的最短波长为多少？(电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，电子初速度为零) 答案 4.1×10－11 m解析 X 射线光子最大能量h ν＝eU ，即h c λ＝eU ，λ＝hc eU ≈4.1×10－11 m.15．(13分)质量为10 g 的子弹与电子的速率相同均为500 m/s ，测量准确度为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？(电子质量m ＝9.1×10－31 kg)答案 1.06×10－31 m 1.16×10－3m 解析测量准确度也就是速度的不确定性，故子弹、电子的速度不确定量为Δv ＝0.05 m/s ，子弹动量的不确定量为Δp 1＝5×10－4 kg·m/s，电子动量的不确定量为Δp 2＝4.55×10－32kg·m/s，由Δx ≥h 4πΔp ，子弹位置的最小不确定量Δx 1＝ 6.63×10－344×3.14×5×10－4 m≈1.06×10－31 m ，电子位置的最小不确定量Δx 2＝ 6.63×10－344×3.14×4.55×10－32 m≈1.16×10－3 m.。

鲁科版高中物理选修35 第五章波与粒子单元检测

鲁科版高中物理选修3-5 第五章波与粒子单元检测一、单选题1.下列关于光电效应的说法中，正确的是（）A. 若某材料的逸出功是W，则极限频率B. 光电子的速度和照射光的频率成正比C. 光电子的动能和照射光的波长成正比D. 光电子的速度和照射光的波长的平方根成正比2.如图所示为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征认识正确的是（）A. 用氢原子从高能级向基态跃迁时辐射的光子照射锌板一定不能产生光电效应B. 一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出无数种不同频率的光子C. 一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射的光子照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD. 用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态3.关于光电效应，下列说法正确的是（）A. 光照时间越长光电流越大B. 入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多C. 金属中的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属D. 不同频率的光照射同一种金属时，若均能发生光电效应，则频率越高，光电子的最大初动能越大4.对光电效应的理解，以下说法正确的是（）A. 金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能从金属逸出B. 如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要做的最小功，光电效应便不能发生了．但如换用波长更长的入射光子，则有可能发生光电效应C. 发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能越大D. 由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同5.光电效应实验装置示意如图．用频率为v的普通光源照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）（）A. U= ﹣B. U= ﹣C. U=2hv﹣WD. U= ﹣6.电子的运动受波动性的支配，对氢原子的核外电子，下列说法不正确的是( )A. 电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的B. 电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置C. 电子绕核运动时电子边运动边振动D. 电子在核外的位置是不确定的7.普朗克说过：“科学的历史不仅是一连串事实、规则和随之而来的数学描述，它也是一部概念的历史”．下列表示正确的是（）A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应B. β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C. 紫外线照射到金属锌表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌版表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大D. 大量的氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时只会辐射两种不同频率的光8.下列说法中正确的是（）A. 光波是电磁波B. 干涉现象说明光具有粒子性C. 光电效应现象说明光具有波动性D. 光的偏振现象说明光是纵波9.下列说法正确的是（）A. 汤姆孙发现电子，提出原子的核式结构模型B. 金属的逸出功随入射光的频率增大而增大C. 核力存在于原子核内所有核子之间D. 核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能10.某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象．某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为反向截止电压．根据反向截止电压，可以计算出光电子的最大初动能E km．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为U l和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中不正确的是（）A. 频率为ν1的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度B. 阴极K金属的逸出功W=hν1﹣eU lC. 阴极K金属的极限频率D. 普朗克常量11.如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的（）也相等．A. 速度B. 动能C. 动量D. 总能量12.下列关于光电效应的说法正确的是（）A. 光电效应实验说明光具有波粒二象性B. 若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，则说明该色光的波长太长C. 若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，若增加光照时间有可能使该金属发生光电效应D. 逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度有关二、多选题13.下列说法正确的是（）A. 康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量B. 爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程C. 德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长D. 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型14.下列说法正确的是（）A. 光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性B. 汤姆孙发现了电子，说明原子核有自身的结构C. 有核能释放的核反应就一定有质量亏损D. 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一E. 一个氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，最多可放出3种不同频率的光子15.（2019•新课标Ⅲ）在光电效应实验中，分别用频率为v a、v b的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏制电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb，h为普朗克常量．下列说法正确的是（）A. 若v a＞v b，则一定有U a＜U bB. 若v a＞v b，则一定有E ka＞E kbC. 若U a＜U b，则一定有E ka＜E kbD. 若v a＞v b，则一定有hv a﹣E ka＞hv b﹣E kb16.在如图所示的光电管的实验中（电源正负极可以对调），用同一光电管得到了三条可见光的光电流与电压之间的关系曲线（图二中的甲光、乙光、丙光）．下列说法中正确的有（）A. 同一光电管对不同颜色的单色光有各自不同的极限频率B. 只要电流表中有电流通过，光电管中就发生了光电效应C. （图一中）电流表G的电流方向可以是a流向b、也可以是b流向aD. （图二中）如果乙光是黄光，则丙光可能是紫光三、填空题17.根据玻尔理论，某种原子处于激发态的能量与轨道量子数n的关系为E n= （E1表示处于基态原子的能量，具体数值未知）．一群处于n=4能级的该原子，向低能级跃迁时发出几种光，其中只有两种频率的光能使极限波长为λ0的某种金属发生光电效应，这两种光中频率中较低的为ν．用频率中为ν的光照射该金属产生的光电子的最大初动能为________；该原子处于基态的原子能量E1为________．已知普朗克常量为h，真空中的光速为c．18.如图所示，N为金属板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属板的逸出共为4.8eV．现分别用不同能量的电子照射金属板（各光子的能量已在图上标出），那么各图中没有光电子到达金属网的是________（填正确答案标号），能够到达金属网的光电子的最大动能是________eV．19.下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有①X射线被石墨散射后部分波长增大②锌板被紫外线照射时有电子逸出但被可见光照射时没有电子逸出③轰击金箔的α粒子中有少数运动方向发生较大偏转④氢原子发射的光经三棱镜分光后，呈现线状光谱A. ①②B. ①②③C. ②③D. ②③④四、解答题20.电子经电势差为U=2019v的电场加速，电子的质量m=0.9×10﹣30kg，求此电子的德布罗意波长．已知普朗克常数h=6.6×10﹣34Js．五、实验探究题21.如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放电器、电磁继电器等几部分组成．（1）示意图中，a端应是电源________极．（2）光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________（A或K）极发射电子，电路中产生________，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M________，将衔铁N吸住．无光照射光电管时，电路中________（仍有、没有）电流，衔铁N自动离开M．（3）当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法正确．A. 增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B. 增大绿光照射强度，电路中光电流增大．六、综合题22.根据所学知识完成填空：（1）发生光电效应时，光电子的最大初动能由光的________和________决定．（2）如图所示是测定光电效应产生的光电子荷质比的实验原理简图：两块平行板相距为d，放在真空容器中，其中N金属板受光线照射时发射出沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起电流表指针偏转．若调节R，逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表示数为U时，电流恰好为零；切断开关，在MN间加上垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感强度，也能使电流为零．当磁感强度为B时，电流恰为零．由此可得光子的荷质比=________．（用已知量U、B、d表示）23.根据玻尔原子结构理论，氦离子（He+）的能级图如图所示．当大量He+处在n=4的激发态向基态跃迁时，产生的光子照射到某种金属上，其中n=3向n=2跃迁产生的光子刚好能使该金属发生光电效应．求：（1）该金属的逸出功；（2）光电子的最大初动能．答案解析部分一、单选题1.【答案】A2.【答案】C3.【答案】D4.【答案】D5.【答案】A6.【答案】C7.【答案】A8.【答案】A9.【答案】D10.【答案】C11.【答案】C12.【答案】B二、多选题13.【答案】B,D14.【答案】A,C,D15.【答案】B,C16.【答案】B,D三、填空题17.【答案】；18.【答案】AC；1.519.【答案】A四、解答题20.【答案】解：根据德布罗意公式λ= 又由动能定理有E k=Ue，且p2=2mE k代入数据解得：λ=2.75×10﹣11m．答：此电子的德布罗意波长为2.75×10﹣11m．五、实验探究题21.【答案】（1）正（2）K；磁化；被磁化；没有（3）B六、综合题22.【答案】（1）光子频率；金属逸出功（2）23.【答案】（1）原子从能级n=3向n=2跃迁所放出的光子的能量为13.60﹣6.04=7.56eV ，当光子能量等于逸出功时，恰好发生光电效应，所以逸出功W0=7.56eV（2）从能级n=4向n=1跃迁所放出的光子能量为54.4﹣3.4eV=51eV ，根据光电效应方程得，最大初动能E km=hv﹣W0=51﹣7.56=43.44eV。

鲁科版高中物理选修3-5 第5章波和粒子寒假复习题含答案

绝密★启用前鲁科版高中物理选修3-5 第5章波与粒子寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.用不同频率光照射某一金属发生光电效应时，光电子逸出最大初动能随入射光频率变化的图象如图所示，则图中横、纵轴截距及斜率的物理意义为()A．斜率为普朗克常数的倒数B．纵轴截距为逸出功的倒数C．横轴截距为极限频率D．横轴截距为极限波长2.光电效应实验中，下列结果正确的是()A．光照时间增大为原来的2倍时，光电流也增大为原来的2倍B．当入射光的频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增为原来的2倍C．入射光波长增大为原来的2倍，有可能不发生光电效应D．入射光强增大为原来的2倍时，单位时间发出的光电子数量有可能变为原来的4倍3.如图所示，一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板一段时间，关灯后，指针保持一定偏角()A．用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大B．用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将减小C．使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板相同的时间，验电器的指针偏角将增大D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针一定偏转4.用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应( ) A．改用红光照射B．增大绿光强度C．增大光电管上的加速电压D．改用紫外线照射5.如果下列四种粒子具有相同的速率，则德布罗意波长最大的是()A．电子B．中子C．质子D．α粒子6.下列说法中正确的是()A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性7.频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E k.改用频率为2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)()A．E k＋hνB． 2E kC．E k－hνD．E k＋2hν8.光电效应中，从同一金属逸出的电子动能的最大值()A．只跟入射光的频率有关B．只跟入射光的强度有关C．跟入射光的频率和强度都有关D．除跟入射光的频率和强度有关外，还和光照时间有关9.用两束频率相同但强度不同的紫外线照射两种不同的金属，假若它们都有光电子逸出，则()A．从逸出功较小的金属表面逸出的光电子的最大初动能一定较大B．逸出功较小的金属产生的光电流强度一定较大C．受强度较大的紫外线照射的金属产生的光电子最大初动能一定较大D．受强度较大的紫外线照射的金属产生的光电流强度一定较大10.频率为ν的光子，具有的能量为hν，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射，则()A．散射后的光子虽改变原来的运动方向，但频率保持不变B．散射后的光子将从电子处获得能量，因而频率将增大C．散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上，但方向相反D．由于电子受到碰撞，散射后的光子频率低于入射光的频率二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列关于恒星演化的叙述中正确的是()A．星云中的气体和尘埃一旦紧缩成一个原恒星时，一颗新的恒星就诞生了B．恒星的燃料消耗殆尽时，它就会膨胀变成巨星或超巨星C．几个超巨星紧缩在一起时，形成了黑洞D．超巨星可能爆炸成为超新星12.(多选)关于光，下列说法中正确的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光的频率越大，光子能量越大C．光的波长越长，光的波动性越显著D．光既具有波动性，又具有粒子性13.(多选)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是()A．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值B．保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D．图中入射光束的频率减小到某一数值ν0时，无论滑片P怎样滑动，电流表示数都为零，则ν0是阴极K的极限频率14.(多选)下列说法正确的是()A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关B．康普顿效应揭示了光的粒子性的一面C．光具有波动性是由于光子之间相互作用引起的D．光具有波粒二象性分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.电视机的遥控器发出频率为2.5×1013Hz的红外线，传到3 m远的电视遥控接收装置，需要多长时间？在这个距离中有多少个波长？(已知红外线在空气中的速度为3×108m/s)16.质子和电子分别以速度v＝4.0×107m/s运动，试比较它们的物质波的波长大小．(电子质量为m e ＝9.1×10－31kg，质子质量为m H＝1.67×10－27kg)17.铝的逸出功是4.2 eV，现在将波长200 nm的光照射铝的表面．(1)求光电子的最大初动能．(2)求遏止电压．(3)求铝的截止频率．18.地球绕太阳的运动可看作是轨道半径为R的匀速圆周运动，太阳源源不断地向四周辐射能量，太阳光的总辐射功率为PS，太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的过程中，大约有30%的能量损耗．到达地面的太阳光由各种频率的光子组成，每个光子不仅具有能量，还具有动量，其能量与动量的比值为c，c为真空中的光速．(在计算时可认为每个光子的频率均相同)(1)求射到地面的太阳光在垂直于太阳光方向的单位面积上的辐射功率Pe；(2)辐射到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，光子对被照射物体单位面积上所施加的压力叫做光压，假设辐射到地面的太阳光被地面全部吸收，求太阳光对地面的光压I；(3)试证明：地球表面受到的太阳光辐射压力，和地球绕太阳做圆周运动的轨道半径R的平方成反比(PS可认为不变)．答案解析1.【答案】C【解析】由光电子逸出最大初动能随入射光频率变化的图象E k＝hν－W得，该图线的斜率表示普朗克常量h，纵轴截距的绝对值为逸出功，横轴截距绝对值对应的频率是发生光电效应的最小频率，即为极限频率，C正确．2.【答案】C【解析】光电效应的发生是瞬时的，A错误；根据光电效应方程E k＝hν－W0可知，频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能不是原来的2倍，B错误；入射光波长增大为原来的2倍，频率变为原来的，有可能不发生光电效应，C正确；入射光强增大为原来的2倍时，单位时间发出的光电子数量有可能变为原来的2倍，D错误．3.【答案】C【解析】发生光电效应时，锌板失去电子带正电，用一带负电的金属小球与锌板接触，锌板所带的正电变小，所以验电器指针偏角将减小．若金属小球所带的负电较多，验电器指针偏角会先变小后变大，A、B错误；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，所以锌板所带的正电变多，验电器的指针偏角将增大，C正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，红外线照射不一定发生光电效应，所以指针不一定偏转，D错误．4.【答案】D【解析】根据光电效应方程E km＝hν－W0知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度以及加速电压无关，故D正确．5.【答案】A【解析】德布罗意波长为λ＝又p＝mv解得：λ＝速度大小相同，电子的质量m最小，则电子的德布罗意波长最大．6.【答案】C【解析】任何一个运动的物体都具有波动性，但因为宏观物体的德布罗意波波长很短，所以很难看到它的衍射和干涉现象，C项对，B、D项错；物质波不同于宏观意义上的波，A项错．7.【答案】A【解析】根据光电效应方程E k＝hν－W0，则逸出功W0＝hν－E k，改用频率为2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为E＝h2ν－W0＝2hν－(hν－E k)＝hν＋E k，A正确．8.【答案】A【解析】根据光电效应方程E km＝hν－W0，知最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，故A正确，B、C错误．由上分析可知，逸出的电子动能的最大值与光照时间也无关，故D错误．9.【答案】A【解析】根据光电效应方程E k＝hν－W0，入射光的频率相同，逸出功越小，光电子的最大初动能越大，A正确，C错误；同一金属在能发生光电效应的条件下，光电流强度与入射光的强度成正比，与逸出功无关，B错误；不同的金属，光电流强度不仅与入射光的强度有关，还与所加电压有关，故强度较大的紫外线照射的金属产生的光电流强度不一定较大，D错误．10.【答案】D【解析】光子与电子碰撞将部分能量转移给电子，能量E减小，根据E＝hν，频率减小，A、B错误，D正确；碰撞后光子偏离原来的运动方向，由于系统总动量守恒，故散射后的光子运动方向与电子运动方向不可能在一条直线上，故C错误．11.【答案】ABD【解析】宇宙间存在着大量的星际气体云—星云，恒星就是由这些星云物质凝聚而成的，星云经过漫长的收缩演化，最终会形成一个炽热体，一颗新的恒星就这样诞生了，故A正确；恒星的燃料消耗殆尽时，它就会膨胀变成巨星或超巨星，故B正确；超新星爆炸质量最大的恒星遗留物会形成黑洞，故C错误；巨星或超巨星可能爆炸成为超新星，故D正确．12.【答案】BCD【解析】光既有波动性，又有粒子性，A错误；根据E＝hν知，光子的能量与它的频率成正比，B 正确，光的波长越长，波动性越显著，频率越高，粒子性越显著，C、D正确．13.【答案】ACD【解析】调换电源的极性，移动滑片P，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值，A正确；保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，导致电压增大，则电场力做功增大，则电流表会增大，当电流达到饱和电流，则电流表不会增大，B错误；不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，则光电子数目增多，那么电流表示数会增大，C正确；入射光束的频率减小到某一数值ν0时，则不会发生光电效应，无论滑片P怎样滑动，电流表示数都为零，D正确．14.【答案】ABD【解析】根据黑体辐射规律：黑体辐射电磁波的强度，按波长的分布，只与黑体的温度有关，A正确；光电效应与康普顿效应，揭示了光的粒子性的一面，B正确；光具有波动性不是由于光子之间相互作用引起的，是光本身具有的性质，C不正确；光具有波粒二象性，D正确．15.【答案】1×10－8s 2.5×105个【解析】红外线在空气中传播可认为匀速传播，所以有：s＝vt故红外线传到3 m远的电视遥控接收装置，需要时间：t＝＝s＝1×10－8s根据c＝λf，红外线的波长：λ＝＝1.2×10－5m在这个距离中有n个波长，故：n＝＝2.5×105个16.【答案】电子的波长大于质子的波长【解析】根据物质波公式λ＝对于电子：p e＝m e v＝9.1×10－31×4×107kg·m/s＝3.64×10－23kg·m/s对于质子：p H＝m H v＝1.67×10－27×4×107kg·m/s＝6.68×10－20kg·m/s可得λe＝＝1.8×10－11mλH＝＝1.0×10－14m由计算可知，电子的德布罗意波的波长大于质子的德布罗意波的波长．17.【答案】(1)3.3×10－19J(2)遏制电压约为2.1 V(3)1.01×1015Hz【解析】(1)根据爱因斯坦光电效应方程得：光电子的最大初动能为E k＝－W≈3.3×10－19J(2)根据动能定理得到：遏止电压U c＝＝V≈2.1 V(3)当光电子逸出时的动能为零时，再减小照射光的频率便不能发生光电效应了，截止频率νc＝＝Hz＝1.01×1015Hz.18.【答案】(1)(2)(3)Fe＝r2，式中PS、r、c均为常量，可见地球所受的光辐射压力和地球到太阳的距离R的平方成反比．【解析】(1)太阳向各个方向均匀辐射，则有：Pe＝＝①(2)在地面上取一个很小的截面积S，设在很短的时间间隔t内，有N个光子垂直射入此面积，产生的光压力为F，根据动量定理有：－Ft＝0－Np②根据光压的定义有：I＝③根据光子能量E和动量p的大小关系为：p＝④在地球轨道处、垂直于太阳光方向的单位面积上的太阳辐射功率为：Pe＝⑤联立解得：I＝⑥(3)设地球半径为r，则地球受到的光辐射压力为：Fe＝Iπr2⑦联立⑥⑦解得：Fe＝πr2＝r2式中PS、r、c均为常量，可见地球所受的光辐射压力和地球到太阳的距离R的平方成反比。

鲁科版高中物理选修3-5第五章波与粒子单元检测含答案解析

鲁科版高中物理选修3-5第五章波与粒子单元检测学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列关于光电效应的说法中，正确的是（）A．若某材料的逸出功是W，则极限频率0W hν=B．光电子的速度和照射光的频率成正比C．光电子的动能和照射光的波长成正比D．光电子的速度和照射光的波长的平方根成正比2．如图所示为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征认识正确的是（）A．用氢原子从高能级向基态跃迁时辐射的光子照射锌板一定不能产生光电效应B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出无数种不同频率的光子C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射的光子照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态3．关于光电效应，下列说法正确的是A．光照时间越长光电流越大B．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多C．金属中的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属D．不同频率的光照射同一种金属时，若均能发生光电效应，则频率越高，光电子的最大初动能越大4．对光电效应的理解，以下说法正确的是（）A．金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能从金属逸出B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力逸出时需要做的最小功，光电效应便不能发生了．但如换用波长更长的入射光子，则有可能发生光电效应C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能越大D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同5．光电效应实验装置示意图如图所示.用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应.换用同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场.逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电荷量)()A．U＝hve－WeB．U＝2hve－WeC．U＝2hv－W D．U＝52hv We e6．普朗克说过：“科学的历史不仅是一连串事实、规则和随之而来的数学描述，它也是一部概念的历史”．下列表示正确的是（）A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C．紫外线照射到金属锌表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌版表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大D．大量的氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时只会辐射两种不同频率的光7．下列说法中正确的是（）A．光波是电磁波B．干涉现象说明光具有粒子性C．光电效应现象说明光具有波动性D．光的偏振现象说明光是纵波8．下列说法正确的是________（填选项前的字母）A．汤姆孙发现电子，提出原子的核式结构模型B ．金属的逸出功随入射光的频率增大而增大C ．核力存在于原子核内所有核子之间D ．宁德核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能9．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的（）也相等A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量10．下列关于光电效应的说法正确的是（）A ．光电效应实验说明光具有波粒二象性B ．若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，则说明该色光的波长太长C ．若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，若增加光照时间有可能使该金属发生光电效应D ．逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度有关11．在光电效应实验中，分别用频率为v a 、v b 的单色光a 、b 照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E ka 和E kb ．h 为普朗克常量．下列说法正确的是（）A ．若v a ＞v b ，则一定有U a ＜U bB ．若v a ＞v b ，则一定有E ka ＜E kbC ．若U a ＜U b ，则一定有E ka ＜E kbD ．若v a ＞v b ，则一定有b b a k b k hvE hv E ->-12．下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有( )①X 射线被石墨散射后部分波长增大②锌板被紫外线照射时有电子逸出但被可见光照射时没有电子逸出③轰击金箔的α粒子中有少数运动方向发生较大偏转④氢原子发射的光经三棱镜分光后，呈现线状光谱A ．①②B ．①②③C ．②③D ．②③④二、多选题13．电子的运动受波动性支配，对氢原子的核外电子，下列说法正确的是( )A ．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的B ．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置C ．电子绕核运动时电子边运动边振动D ．电子在核外的位置是不确定的14．某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K 时，会发生光电效应现象．闭合开关S ，在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U 称为遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U 1和U 2，设电子质量为m 、电荷量为e ，则下列说法中正确的是A ．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度vB ．阴极K 金属的逸出功W 0=hν1–eU 1C ．阴极K 金属的极限频率νc =122112U U U U νν-- D ．普朗克常量h =1221()e U U νν-- 15．下列说法正确的是A ．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量B ．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程C ．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长D ．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型16．下列说法正确的是（）A ．光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性B ．汤姆孙发现了电子，说明原子核有自身的结构C ．有核能释放的核反应就一定有质量亏损D ．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一E.一个氢原子从n =3的激发态向基态跃迁时，最多可放出3种不同频率的光子17．在如图所示的光电管的实验中（电源正负极可以对调），用同一光电管得到了三条可见光的光电流与电压之间的关系曲线（图二中的甲光、乙光、丙光）．下列说法中正确的有（）A ．同一光电管对不同颜色的单色光有各自不同的极限频率B ．只要电流表中有电流通过，光电管中就发生了光电效应C ．（图一中）电流表G 的电流方向可以是a 流向b 、也可以是b 流向aD ．（图二中）如果乙光是黄光，则丙光可能是紫光三、填空题18．根据玻尔理论，某种原子处于激发态的能量与轨道量子数n 的关系为12n E E n （E 1表示处于基态原子的能量，具体数值未知）．一群处于n =4能级的该原子，向低能级跃迁时发出几种光，其中只有两种频率的光能使极限波长为λ0的某种金属发生光电效应，这两种光中频率中较低的为ν．用频率中为ν的光照射该金属产生的光电子的最大初动能为________；该原子处于基态的原子能量E 1为________．已知普朗克常量为h ，真空中的光速为c ．19．如图所示，N 为金属板，M 为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属板的逸出共为4.8eV ．现分别用不同能量的电子照射金属板（各光子的能量已在图上标出），那么各图中没有光电子到达金属网的是________（填正确答案标号），能够到达金属网的光电子的最大动能是________eV ．A ．B ．C ．D ． 20．根据所学知识完成填空：(1)发生光电效应时，光电子的最大初动能由光的________和________决定．(2)如图所示是测定光电效应产生的光电子荷质比的实验原理简图：两块平行板相距为d ，放在真空容器中，其中N 金属板受光线照射时发射出沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起电流表指针偏转．若调节R ，逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表示数为U时，电流恰好为零；切断开关，在MN间加上垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感强度，也能使电流为零．当磁感强度为B时，电流恰为零．由此可得光子的荷质比em________．（用已知量U、B、d表示）四、解答题21．电子经电势差为U=2000V的电场加速，电子的质量m=0.9×10﹣30kg，求此电子的德布罗意波长．已知普朗克常数h=6.6×10﹣34J·s．22．根据玻尔原子结构理论，氦离子（He+）的能级图如图所示，当大量He+处在n=4的激发态向基态跃迁时，产生的光子照射到某种金属上，其中n=3向n=2跃迁产生的光子刚好能使该金属发生光电效，求：(1)该金属的逸出功；(2)光电子的最大初动能。

【精品同步】2012高二物理单元测试第5章波与粒子1(鲁科版选修3-5)

第5章《波与粒子》单元测试2说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1.入射光照射到金属表面上发生了光电效应,若入射光的强度减弱,但频率保持不变,那么以下说法正确的是( )A.从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔明显增加B.逸出的光电子的最大初动能减少C.单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少D.有可能不再产生光电效应解析：本题考查光电效应的基本规律.由光电效应的基本规律知,光的频率不变,逸出的光电子的最大初动能不变;入射光的强度减弱,单位时间内照射到金属上的光子数减少,因而单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少;只要入射光的频率大于金属的极限频率,就能产生光电效应,并且是瞬时的,不会因入射光的强度减弱而延长时间.ABD错,C 对.答案C2.爱因斯坦由光电效应的实验规律,猜测光具有粒子性,从而提出光子说.从科学研究的方法来说这不属于( )A.等效代替B.控制变量C.科学假说D.数学归纳解析：本题考查科学研究方法.爱因斯坦由光电效应的实验规律提出光子说,属于科学假说.光子说圆满地解释了光电效应的实验规律,后来的康普顿效应又无可辩驳地证明了光是一种粒子,光子说得到了验证,由假说上升为一种正确理论.答案ABD3.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中( )A.原子要吸收光子，电子的动能增加，原子的电势能增加B.原子要放出光子，电子的动能减少，原子的电势能减少C.原子要吸收光子，电子的动能增加，原子的电势能减少D.原子要吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增加解析：本题考查氢原子玻尔理论.电子从离核较近轨道跃迁到较远轨道，能量增加.由能量守恒知，原子要吸收光子，该过程中电子要克服库仑力做功，动能减少，原子的电势能增加.故正确选项为D.答案D4.氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光,那么氢原子从第5能级跃迁到第2能级可能发出( )A.绿光B.红光C.黄光D.紫光解析：本题考查玻尔理论.由于E5-E2＞E4-E2,所以该光子的能量比蓝光光子的能量大,放出的可能是紫光，D正确.答案D5.某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量.则激光器每秒发射的光子数为( )A. B.C. D.Phc解析：本题考查光子论及能量守恒.由P·1=nh得n=故正确选项为A.答案A6.一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图所示.已知金属板b有光电子放出，则可知( )A.板a一定不放出光电子B.板a不一定放出光电子C.板c一定不放出光电子D.板c一定放出光电子解析：介质对不同频率的色光折射率不同，频率越高折射率越大，通过三棱镜后偏折得越厉害.由题图可知，经玻璃三棱镜分别射向金属板a、b、c的三束光，频率依次升高.a、b、c是相同的金属板，发生光电效应的极限频率是相同的，b板有光电子放出时，说明金属的极限频率低于射向b板的光的频率，但不能确定其值是否也低于射向a板的光的频率，故c板一定有光电子放出，a板不一定有光电子放出.故正确选项为B、D.答案BD7.氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E1=-54.4 eV，氦离子能级的示意图如图所示.在具有下列能量的光子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（）A.40.8 eVB.43.2 eVC.51.0 eVD.54.4 eV解析：本题考查玻尔理论.（1）由玻尔理论知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差.（2）氦离子在图示的各激发态与基态的能量差：ΔE1=E∞-E1=0-(-54.4 eV)=54.4 eVΔE2=E4-E1=-3.4 eV-(54.4 eV)=51.0 eVΔE3=E3-E1=-6.0 eV-(-54.4 eV)=48.4 eVΔE4=E2-E1=-13.6 eV-(54.4 eV)=40.8 eV可见，40.8 eV、51.0 eV、54.4 eV都能被基态氦离子吸收.答案ACD8.对光电效应的解释正确的是（）A.金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不同解析：按照爱因斯坦的光子说，光子的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大.但要使电子离开金属，须使电子具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量.但电子只能吸收一个光子，不能同时吸收多个光子，否则当光的频率低而照射时间足够长时，也会发生光电效应.电子从金属中逸出时，处在金属表面的电子向外逸出时克服原子核的引力所做的功最小，这个功称为逸出功.不同金属的逸出功不同.答案BD9.用电子显微镜观察一微生物的内部结构，需要把电子的德布罗意波长设定为λd，已知普朗克常量为h，电子的质量为m，电荷量为e，电子的初速度不计.则显微镜工作时电子的加速电压应是以下哪个值（）A. B.C. D.解析：根据动能定理：eU=mv2=所以p=,由德布罗意波长公式：λd=,A正确.答案A10.如图是产生X射线的装置，叫做X射线管，图中的K是阴极，A是阳极.通电时，由阴极发出的电子，打在阳极上，从阳极上激发出X射线（也称X光）.设其中光子能量的最大值等于电子到达阳极时的动能.已知阴极与阳极之间的电势差U、普朗克常量h,电子电荷量e和光速c，则（设电子初速度为零）( )A.X射线是从对阴极A发出的B.高压电源的a端为负极C.X射线管发出的X光的最长波长为D.X射线管发出的X光的最短波长为解析：X射线是从对阴极A发出的,A选项对.高压电源的a端是正极,B错.当电子的动能全部转化为X光的能量时，其波长最短，由eU=h得,λmin=，选项Ｄ对Ｃ错.故正确选项为A、D.答案AD第Ⅱ卷（非选择题共60分）二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11.根据玻尔理论,当原子跃迁时,若E初＞E终,则原子将产生现象.基态氢原子的能量值是-13.6 eV,当一个氢原子由基态跃迁到量子数n=2的定态时需要吸收eV的能量;如果向一个处于基态的氢原子提供8 eV的能量,氢原子的能级将 (填“跃迁”或“不跃迁”).解析：由玻尔理论知,氢原子由高能级向低能级跃迁时,将辐射出光子,产生发光现象;向处于基态的氢原子提供8 eV的能量，因不满足基态到n=2激发态的能量差,基态的氢原子将不吸收、不跃迁.答案发光10.2 不跃迁12.人眼对绿光最敏感,正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时,只要每秒有6个光子射入瞳孔,眼睛就能觉察.普朗克常量为6.63×10-34 J·s,光速为3.0×108 m/s,则能觉察到绿光时眼睛所接收到的最小功率是.解析：一个绿光子的能量:E=hv=,眼睛接收到的最小功率:P最小=6E/（1 s）==W=2.3×10-18 W.答案2.3×10-18 W13.光电管是把光信号转变成电信号的核心器件.用频率为v的光照射光电管，发射的光电子的最大初动能为E，若改用频率为2v的光照射光电管，则发射的光电子的最大初动能为.解析：本题考查光电效应方程.设光电管所用金属材料的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程得：E=hv-W①=2hv-W②解①②组成的方程组得：=hv+E.答案hv+E14.如图所示,给出氢原子最低的四个能级，氢原子在这些能级之间跃迁时所辐射的光子频率最多有种，其中最小的频率等于Hz.(保留两位有效数字)解析：本题考查玻尔氢原子理论.由图知辐射的光子频率最多有6种，由E4-E3=hv得最小频率为v==Hz=1.0×1033 Hz.答案6 1.0×103315.在光电效应实验中,如果实验仪器及线路完好,当光照射到光电管上时,灵敏电流计中没有电流通过,可能的原因是.解析：本题考查光电效应实验.如果入射光的频率太小,不能产生光电效应,电路中无电流.即使产生了光电效应,若反向电压太大,仍然没有电流通过灵敏电流计.答案入射光的频率太小或反向电压太大三、本题共4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.(8分)已知处于基态的氢原子的电子轨道半径r=0.53×10-10 m,基态的能级值为E1=-13.6 eV.(1)有一群氢原子处在量子数n=3的激发态,画一能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出几种光谱线.(2)计算这几条光谱线中最短的波长.解析：(1)氢原子一共发出3种光谱线,如右图所示:(2)从n=3的激发态跃迁到基态时,放出的光子能量最大,波长最短.由E3-E1=得:λ==m=1.65×10-7 m=165 nm.答案(1)如图(2)165 nm17.(8分)用波长λ=5×10-7 m的光照射一金属表面.已知其逸出功W=2 eV，需加怎样的电压才能把从阴极逸出的全部电子挡住而不致飞到阳极?解析：照射光的能量E=hν=h=6.63×10-34×J=2. 5 eV由爱因斯坦光电方程E k=hv-W得E k=h-W=2.5 eV-2 eV=0.5 eV要使光电子被挡住，则电子要克服电场力做功W电，W电＝E k＝0.5 eV所以应在阳极和阴极间加大于0.5 V的反向电压.答案大于0.5 V18.(10分)用波长为4×10-7m的紫光照射某金属，发出的光电子垂直进入3×10-4T的匀强磁场中，光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2 cm.(电子电荷量e＝1.6×10-19 C，质量m＝0.91×10-30 kg)求：(1)光电子的最大初动能；(2)该金属发生光电效应的极限频率.解析：(1)由ev m B=m，得v m=则最大初动能为E=mv m2==1.82×10-19 J.k(2)由E k=h-WW=hv，得极限频率v0=-=4.74×1014 Hz.答案(1)1.82×10-19 J (2)4.74×1014 Hz19.（14分）五氧化二钽薄膜具有相当稳定的化学性质，很低的光学损耗.在硅太阳能表面镀上一层五氧化二钽薄膜（为增透膜，膜的厚度等于入射光在其中波长的），可以减少太阳光的反射，提高硅太阳能电池的效率.请根据表格中所给的数据，计算镀膜后，这种硅太阳能电池比镀膜前每秒多吸收了多少个光子.由表中数据知，镀膜前后电池的最大功率分别如下：P=U1I1=520×10-3×100×10-3W=5.2×10-2 W1P=U2I2=525×10-3×130×10-3W=6.825×10-2 W2镀膜后电池增加的功率：ΔP=P2-P1=1. 625 W设每秒钟多吸收的光子数为N，则：Nhv=N=ΔPn==,λ=nλ=4nd故：N=代入数据得：N=5.09×1017（个）.答案5.09×1017个。

高中物理第5章波与粒子综合检测鲁科版选修35

第5章波与粒子(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1．(2012·龙岩检测)对光电效应做出合理解释的科学家是( )A．普朗克B．爱因斯坦C．康普顿D．麦克斯韦【解析】爱因斯坦提出了光子说成功地解释了光电效应，所以B正确．【答案】 B2．现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C．质量为10－3kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波长约为10－28 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同【解析】说明光具有波动性的是干涉和衍射，而光电效应说明光具有粒子性．故本题应选B、D.【答案】BD3．下列说法正确的是( )A．光是一种电磁波B．光是一种概率波C．光子相当于高速运动的质点D．光的直线传播只是宏观近似规律【解析】光是一种电磁波，是电磁波谱中频率(或波长)很窄的一部分，A正确；光又是概率波，单个光子的运动纯属偶然，而大量光子的运动受波动规律支配，B正确；光子是能量粒子，不能看成高速运动的质点，C错误；因光波长很短，比一般物体的尺寸小得多，所以光的衍射非常不明显，可看成直线传播，它只是一种近似，D正确．【答案】ABD4．下表给出了一些金属材料的逸出功：现用波长为(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s，光速c ＝3.0×108 m/s)( )A ．2种B ．3种C ．4种D ．5种【解析】光子的能量E ＝hν＝hc λ＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9 J≈5.0×10－19J ．由表格可知，入射光子的能量大于铯和钙的逸出功，而小于镁、铍、钛的逸出功，故发生光电效应的金属只有铯和钙．【答案】 A5．利用光电管研究光电效应实验如图1所示，用频率为ν1的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通过，则 ( )图1A ．用紫外光照射，电流表不一定有电流通过B ．用红外光照射，电流表中一定无电流通过C ．用频率为ν1的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头移到A 端，电流表中一定无电流通过D ．用频率为ν1的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头向B 端滑动时，电流表示数可能不变【解析】由紫外线的频率大于可见光的频率，而红外线的频率比可见光的频率小，所以用可见光照射能发生光电效应，那么用紫外线照射时一定能发生光电效应，用红外线则不一定，A 、B 选项都不正确；由于光电管A 与K 间加的是正向电压，即使滑动触头移到A 端，电流表中也有可能有电流，C 选项错误；如果光电管已达到饱和电流，即使正向电压增大，电流也不会变化，D 选项正确．【答案】 D6．由爱因斯坦光电效应方程可以画出逸出电子的最大初动能和入射光的频率ν的关系图象如图2所示．下列说法正确的是( )图2A ．ν0表示极限频率B ．P 的绝对值等于逸出功C ．直线的斜率表示普朗克常量h 的大小D ．说明了电子的最大初动能与入射光的频率成正比【解析】把方程E k ＝12mv 2＝hν－W 与图象对比可判断A 、B 、C 正确．【答案】 ABC7．(2012·南平高二检测)能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10－18J ，已知可见光的平均波长为0.6 μm，普朗克常数h ＝6.63×10－34J·s，恰能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少为( )A ．1个B ．3个C ．30个D ．300个【解析】光子个数n ＝E h c λ＝10－18×0.6×10－66.63×10－34×3×108≈3个，故B 项正确．【答案】 B二、非选择题(本大题共5小题，共58分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)8．(8分)如图3所示，是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．图3(1)示意图中，a端应是电源________极．(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，____________________________________________________________________________【解析】要使电路中有电流，必须使光电子加速运动，故电源a端为正极．光电流与光强有关，光越强，光电流越大；最大初动能与光强无关，与照射光的频率有关，当改用频率更大的光照射时，一定能发生光电效应现象，故有电流．【答案】(1)正(2)有光电流产生，通过放大器放大后，电磁继电器工作，把衔铁N 吸附过来9．(10分)设子弹的质量为0.01 kg，枪口直径为0.5 cm，试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量为________．【解析】枪口直径可以当做子弹射出枪口位置的不确定量Δx，由于Δp x＝mΔv x，由不确定关系式得子弹射出枪口时横向速度的不确定量Δv x≥h 4πmΔx＝5.28×10－350.01 kg×0.5×10－2m/s＝1.06×10－30 m/s.【答案】 1.06×10－30 m/s10．(12分)(2013·农垦检测)已知钠发生光电效应的极限波长为λ0＝5×10－7 m，现用波长为4×10－7 m的光照射用钠作阴极的光电管．求：(1)钠的逸出功W；(2)为使光电管中的光电流为零，在光电管上所加反向电压至少多大？【解析】 (1)逸出功W ＝hν0＝h c λ0＝3.978×10－19J. (2)光电子最大初动能E k ＝hν－W ＝h cλ－W ＝0.99×10－19 JE k ＝eU e ，U e ＝E ke＝0.62 V.【答案】 (1)3.978×10－19J (2)0.62 V11．(14分)爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在一个定量关系：E ＝mc 2，其中c 为光在真空中的速度．则(1)计算频率为ν＝5×1014Hz 的光子具有的动量是多少？(2)若一电子的动量与该光子相同，该电子的运动速度和波长分别是多少？【解析】 (1)根据光子说，光子的能量E ＝hν＝mc 2，故得到动量p ＝mc ＝hνc ＝6.63×10－34×5×10143×108kg·m·s －1＝1.1×10－27kg ·m·s －1.(2)设电子质量为m e ，速度为v e ，动量为p e ，则p e ＝m e v e ，依题意p e ＝p ，则电子的速度大小为v e ＝p e m e ＝p m e ＝1.1×10－279.1×10－31m/s＝1.2×103m/s 该电子物质波的波长为λe ＝h p e ＝6.63×10－341.1×10－27 m ＝6.0×10－7m.【答案】 (1)1.1×10－27kg·m·s －1(2)1.2×103m/s 6.0×10－7m12．(14分)(2012·成都高二检测)如图4所示为伦琴射线管的示意图，K 为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，A 为对阴极(阳极)，当A 、K 间加直流电压U ＝30 kV 时，电子被加速打到对阴极A 上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，试求：图4(1)电子到达对阴极的速度是多大？(2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？(3)若AK 间的电流为10 mA ，那么每秒钟对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子？ (电子电量e ＝－1.6×10－19C ，质量m ＝0.91×10－30kg ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s)【解析】 (1)由动能定理得12mv 2＝eU ，所以v ＝2eU m代入数据得：v ＝1.0×108 m/s.(2)因为12mv 2＝eU ＝hν＝h cλ所以λ＝hc eU＝4.1×10－11m.(3)每个电子与对阴极碰撞后均能产生一个光子，则n ＝It e ＝10×10－3×11.6×10－19个＝6.25×1016个．【答案】 (1)1.0×108m/s (2)4.1×10－11m(3)6.25×1016个。

高中物理第5章波与粒子章末综合测评鲁科版选修35

第5章波与粒子(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分．在每小题给出的五个选项中，有三项是符合题目要求的，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分．)1．关于热辐射，下列说法中正确的是( )A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B．黑体只吸收可见光，不辐射可见光，所以黑体一定是黑的C．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长减小的方向移动E．一般物体的热辐射强度与物体的温度、材料、表面状况均有关【解析】一般物体的热辐射强度除与温度有关之外，还与材料、表面状况有关，A错误，E正确；黑体可以辐射可见光，不一定是黑的，B错误；由黑体辐射的实验规律知，C、D均正确．【答案】CDE2．关于光电效应，下列几种表述正确的是( )A．金属的极限频率与入射光的频率成正比B．光电流的强度与入射光的强度无关C．用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能要大D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应E．光电子的最大初动能与入射光的频率存在线性关系【解析】金属的极限频率由该金属决定，与入射光的频率无关，光电流的大小随入射光强度增大而增大，选项A、B错误；不可见光包括能量比可见光大的紫外线、X射线、γ射线，也包括能量比可见光小的红外线、无线电波，选项C正确；任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光波长小于这个波长，才能产生光电效应，选项D正确；由光电效应方程E k＝hν－W可知，光电子的最大初动能与入射光的频率存在一次函数关系，E正确．【答案】CDE3．如图1所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014Hz，则以下判断正确的是( )图1A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C．用λ＝0.5 μm的光照射光电管时，电路中有光电流产生D．增大电源的电压，电路中的光电流可能不变E．光照射时间越长，电路中的光电流越大【解析】在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关．据此可判断A、E错误；波长λ＝0.5 μm的光子的频率ν＝cλ＝3×1080.5×10－6Hz＝6×1014Hz>4.5×1014 Hz，可发生光电效应，所以选项B、C正确；若电路中的电流已达到饱和光电流，此时增大电源的电压，电路中的光电流也不再增大，D正确．【答案】BCD4．下列关于微观粒子波粒二象性的认识，正确的是( )A．因实物粒子具有波动性，故其轨迹是波浪线B．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹C．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，再由不确定性关系知粒子动量将完全确定D．大量光子表现出波动性，此时光子仍具有粒子性E．对于微观粒子来讲，其位置和动量都有一定的不确定性【解析】实物粒子的波动性指实物粒子是概率波，与经典的波不同，选项A错误；微观粒子落点位置不能确定，与经典粒子有确定轨迹不同，选项B正确；单缝衍射中，微观粒子通过狭缝，其位置的不确定量等于缝宽，其动量也有一定的不确定量，选项C错误，E正确；波动性和粒子性是微观粒子的固有特性，无论何时二者都同时存在，选项D正确．【答案】BDE5．用两束频率相同、强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面，均能产生光电效应，那么( )【导学号：18850071】A．两束光的光子能量相同B ．两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同C ．两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D ．强度大的紫外线照射金属的表面时单位时间内逸出的光电子个数多E ．两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同【解析】由ε＝h ν和E k ＝h ν－W 0知两束光的光子能量相同，照射金属得到的光电子最大初动能相同，故A 、C 对，E 错；由于两束光强度不同，逸出光电子个数不同，强度大的紫外线照射金属表面时单位时间内逸出的光电子个数多，B 错误，D 正确．【答案】 ACD6．(2016·安庆一中检测)关于光电效应现象，下列说法中正确的是( ) A ．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大 B ．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成线性关系C ．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能发生光电效应D ．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应E ．在光电效应现象中，入射光的强度越大，饱和光电流越大【解析】由E k ＝h ν－W 可知光电子的最大初动能与入射光的频率、材料的逸出功有关，与入射光的强度无关，E k 只是随ν线性增大，A 错误，B 正确．要发生光电效应，光电子的最大初动能E k >0，则由E k ＝h ν－W ，h ν＝h c λ＝E k ＋W >W 有ν>W h 或λ<hcW ，与入射光的强度无关，但饱和光电流强度与入射光的强度呈正比关系，C 、E 正确，D 错误．【答案】 BCE二、非选择题(本题共5小题，共64分．按题目要求作答)7．(8分)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108K 时，可以发生“氦燃烧”．(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：42He ＋________→84Be ＋γ. (2)84Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16s.一定质量的84Be ，经7.8×10－16s后所剩84Be 占开始时的________．【解析】 (1)根据电荷数的守恒和质量数守恒有：42He ＋42He→84Be ＋γ.(2)根据半衰期的意义有m ＝m 02t Tt ＝7.8×10－16 s ，T ＝2.6×10－16 s 得m m 0＝18.【答案】 (1)42He(或α) (2)18(或12.5%)8．(8分)已知钠发生光电效应的极限波长为λ0＝5×10－7m ，现用波长为4×10－7m 的光照射用钠作阴极的光电管．则金属钠的逸出功W ＝________J ．为使光电管中的光电流为零，在光电管两端需加上电压U c ＝________V 的反向电压．【解析】逸出功W ＝h ν0＝h cλ0＝3.978×10－19J.光电子最大初动能E k ＝h ν－W ＝h cλ－W ＝0.99×10－19 JE k ＝eU c ，U c ＝E ke＝0.62 V.【答案】 3.978×10－19J 0.62 V9．(12分)已知：功率为100 W 灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c ＝3.0×108m/s ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，假定所发出的可见光的波长都是560 nm ，计算灯泡每秒内发出的光子数．【解析】波长为λ的光子能量为：E ＝hc λ，设灯泡每秒内发出的光子数为n ，灯泡电功率为P ，则n ＝kP E，式中，k ＝5%是灯泡的发光效率．得：光子数n ＝kP λhc，代入题给数据得：n ＝1.4×1019(个)．【答案】 1.4×1019个10．(18分)如图2所示，相距为d 的两平行金属板A 、B 足够大，板间电压恒为U ，有一波长为λ的细激光束照射到B 板中央，使B 板发生光电效应，已知普朗克常量为h ，金属板B 的逸出功为W ，电子质量为m ，电荷量为e .求：图2(1)从B 板运动到A 板所需时间最短的光电子，到达A 板时的动能； (2)光电子从B 板运动到A 板时所需的最长时间．【解析】 (1)根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W ，光子的频率为ν＝cλ.所以，光电子的最大初动能为E k ＝hcλ－W .能以最短时间到达A 板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B 板的电子，设到达A 板的动能为E k1，由动能定理，得eU ＝E k1－E k ，所以E k1＝eU ＋hcλ－W .(2)能以最长时间到达A 板的光电子，是离开B 板时的初速度为零或运动方向平行于B 板的光电子．则d ＝12at 2＝Uet 22dm ，得t ＝d2mUe.【答案】 (1)eU ＋hcλ－W (2)d2m Ue11．(18分)如图所示，有界的匀强磁场磁感应强度为B ＝0.05 T ，磁场方向垂直于纸面向里，MN 是磁场的左边界，在磁场中A 处放一个放射源，内装22688Ra(镭)，22688Ra 放出某种放射线后衰变成22286Rn(氡)．试写出22688Ra 衰变的方程．若A 距磁场的左边界MN 的距离OA ＝1.0 m 时，放在MN 左侧的粒子接收器收到垂直于边界MN 方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA 的直线1.0 m ，则此时可以推断出一静止镭核22688Ra 衰变时放出的能量是多少？(保留两位有效数字，取1 u ＝1.6×10－27kg ，电子电量e ＝1.6×10－19C)图一【解析】22688Ra ―→22286Rn ＋42He.镭衰变放出α粒子和氡核，在磁场中做匀速圆周运动，α粒子垂直于MN 边界射出被接收器接收，α粒子在磁场中的轨迹为1/4圆周，得圆半径为R ＝1.0 mα粒子的动量m αv ＝qBR ＝1.6×10－20kg·m/sα粒子的动能为E 1＝12m αv 2＝p 22m α＝2.0×10－14J衰变过程中动量守恒，有m αv ＝M Rn v 1 氡核反冲的动能为E 2＝12M Rn v 21＝m αE 1M Rn衰变过程释放出的能量为E 1＋E 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋m αM Rn E 1≈2.04×10－14 J【答案】 226 88Ra ―→222 86Rn ＋42He 2.04×10－14J。

物理鲁科选修35单元测试：第5章波与粒子含解析

本章测试(时间90分钟，满分100分)一、选择题（每小题4分，共48分）1.下列光学现象中，不能用波动理论解释的是()A.光电效应现象B.光的衍射现象C.光的偏振现象D.光的反射现象2.爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于()A.等效替代B.控制变量C.科学假说D.数学归纳3.关于光电效应，下列说法中正确的是()A.金属的逸出功与入射光的频率成正比B.光电流的强度与入射光的强度无关C.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大D.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长大于此波长时，就不产生光电效应4.对光的认识，以下说法正确的是()A.个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B.光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C.光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不具有波动性了D.光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显5.以下说法正确的是()A.物体都具有波动性B.抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C.通常情况下，质子比电子的波长长D.核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道6.下列说法中正确的是()A.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B.光的频率越大，波长越长C.光的波长越长，光子的能量越大D.光在真空中的传播速度为3.00×108 m/s7.用两束频率相同、强度不同的紫外线分别照射两种金属的表面，均能产生光电效应，那么()A.两束光的光子能量相同B.两种情况下逸出的光电子个数相同C.两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D.两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同8.某金属的逸出功为2.3 eV，这意味着()A.这种金属内部的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离表面B.这种金属表层的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离表面C.要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量必须大于2.3 eVD.这种金属受到光照时若有电子逸出，则电子离开金属表面时的动能至少等于2.3 eV9.(2008年5月北京东城二模)如下图所示，一验电器与锌板用导线相连，现用一紫外线灯照射锌板，关灯之后，验电器指针保持一定的偏角()A.将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大B.将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将不变C.使验电器指针回到零，改用强度更大的紫外线灯照射锌板，验电器的指针偏角将增大D.使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针一定偏转10.关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（）A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C.发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 sD.发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比 11.（2009重庆理综，21）用a 、b 、c 、d 表示4种单色光，若 ①a 、b 从同种玻璃射向空气，a 的临界角小于b 的临界角；②用b 、c 和d 在相同条件下分别做双缝干涉实验，c 的条纹间距最大； ③用b 、d 照射某金属表面，只有b 能使其发射电子。

新鲁科版物理选修3-5单元测试：波与粒子

阶段验收评估（五）波与粒子（时间：60分钟满分：100分）一、选择题（共8小题，每小题6分，共48分） 1.已知钙和钾的截止频率分别为7.73X 1014 Hz 和5.44X 1014 Hz ,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（）A .波长B .频率C .能量D .动量解析：选A 金属的逸出功 W = h v,根据爱因斯坦光电效应方程E k = h v — W 可知，从金属钾表面飞出的光电子的最大初动能较金属钙的大，金属钙表面飞出的光电子最大初动2. 用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明（）A .光的本质是波 B. 光的本质是粒子C.光的能量在胶片上分布不均匀D .光到达胶片上不同位置的概率相同解析：选C 用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，根据在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A 、B 错误；说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C 正确，D 错误。

3. 某光子动量为 p ,能量为E ，则光子的速度为（）h 2 D. Ep能量公式 E = h v 可得：v =号=h E = E 。

h ph p2 14.中子内有一个电荷量为+ ；e 的上夸克和两个电荷量为一寸e 的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为 r 的同一圆周上。

下面给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的能小，因X=誓，所以从钙表面逸出的光电子具有较大的波长，选项A 正确。

A. E Xh B . pEE c.— P解析：选c 由波速和频率的关系式v =入，德布罗意波波长公式&P ，以及光子的时冋较短时间稍长时创较怏是（）解析：选B 依据平行四边形定则和对称性，上夸克受到合力方向竖直向下，下夸克受到合力方向竖直向上，故选B。

[高二教学资料]2012高二物理单元测试第5章波与粒子 4鲁科版选修3-5

第5章《波与粒子》单元测试1．关于光的本性，以下说法中正确的是（ A ）A．光既具有波动性，又具有粒子性B．光的波长越大，光子的能量越大C．光的颜色与光的频率无关D．某些物体是不辐射红外线的2．关于光电效应，下列说法中错误的是（ D ）A．光电效应说明光具有粒子性B．发生光电效应时，如果增大入射光的频率可以增大从锌板发射的光电子的最大动能C ．若红光照射某种材料能发生光电效应，那么紫光一定能使这种材料发生光电效应D．若紫光可以使某种材料发生光电效应，那么红光一定不能使这种材料发生光电效应3．对爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W，下面的理解错误的有（ D ）A．用同种频率的光照射同一种金属，从金属中逸出的光电子可能具有不同的的初动能B．式中的W表示使电子脱离金属过程克服正电荷引力所做功的最小值C．逸出功W和极限频率ν0之间应满足W= hν0D．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比4．关于光电效应的下列说法中正确的是（ C ）A．光电子的最大初动能随入射光强度的增大而增大B．只要入射光的强度足够大或照射时间足够长，就一定能产生光电效应C．任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光就不能发生光电效应D．在光电效应中，照射光的强度越弱，产生光电子所需的时间就越长5．关于光的波动性和粒子性，下列说法中正确的是（ D ）A．爱因斯坦的光子说彻底否定了光的波动学说，建立起全新的现代光学理论B．大量光子作用的效果容易显示粒子性，个别光子作用的效果容易显示出波动性C．所有电磁波中红外线最容易发生明显衍射现象D．由于γ射线的波长非常短，要想观察到它的干涉现象非常困难6．频率为ν的光，在真空中波长是λ。

这束光射入折射率为n的介质中，关于它的频率、波长、波速和光子能量，正确的表述是（ D ）A．ν、nλ、c/n、hνB．ν/n、λ、c、hν/nC．ν、λ/n、c/n、n hνD．ν、λ/n、c/n、hν7．设λ1、λ2是两种单色可见光15.2在真空中的波长，且λ1>λ2，则两种单色光相比（ C ）A．单色光1的频率较高B．玻璃对单色光1的折射率较大C．在玻璃中，单色光1的传播速度较大D．在真空中，单色光1的传播速度较大8．如图所示，一细束复色光被玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的红、黄、蓝三色光，分别照射到相同的三块金属板上，已知金属板b恰有光电子逸出，则可知（ D ）A.照射到板c上的光是蓝色光B.照射到板c上的光在棱镜中传播速度最小C.照射到板a上的光波长最长D.板a上一定能使该金属发生光电效应b c9．验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器上的遥控器发出的“光”用来控制电视机、空调器等。

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