粤教版高中物理选修3-5 第二章 波粒二象性 单元检测

粤教版高中物理选修3-5 第二章波粒二象性单元检测
一、单选题
1.下列五幅图的有关说法中正确的是（）
① ②③ ④⑤
A. 若两球质量相等，碰后的速度一定为v
B. 射线甲是α粒子流，具有很强的穿透能力
C. 在光的颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越小
D. 链式反应属于重核的聚变
E. 中央亮条的宽度代表粒子动量的不确定范围
2.对于光电效应的研究结果，下列叙述中的是（）
A. 光电子的发射几乎是瞬时的
B. 入射光的频率必须大于极限频率时才能产生光电效应
C. 发生光电效应时，单位时间里照射到金属表面的光子数目越多，则单位时间内从金属表面逸出的光电子数会越多
D. 发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子的速度大小均相等
3.如图为一光电管电路，滑动变阻器滑动触头P位于AB上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有（）
A. 加大照射光强度
B. 换用波长短的光照射
C. 将P向B滑动
D. 将电源正负极对调
4.下列说法正确的是（）
A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B. 天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构
C. 一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短
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
5.下列说法正确的是（）
A. 光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性
B. 微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小
C. 爱因斯坦在对黑体辐射的研究中提出了能量子的观点
D. 康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有波动性
6.下表给出了一些金属材料的逸出功．
现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种？（普朗克常量h=6.6×10﹣34J•s，光速c=3.0×108m/s）（）
A. 2种
B. 3种
C. 4种
D. 5种
7.用某种频率的光照射锌板，使其发射出光电子．为了增大光电子的最大初动能，下列措施可行的是（）
A. 增大入射光的强度
B. 增加入射光的照射时间
C. 换用频率更高的入射光照射锌板
D. 换用波长更长的入射光照射锌板
8.下列表述正确的是（）
A. 天然放射现象说明原子具有核式结构
B. β衰变的实质是原子核内某个中子转化成了质子和电子
C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，改用波长更长的其他光来照射该金属就可能发生光电效应
D. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径更大的轨道时，电子的动能增大，电势能增大，总能量增大
9.下列说法中正确的是（）
A. 光电效应说明光具有波动性
B. 光纤通信利用了光的折射现象
C. 泊松亮斑说明了光沿直线传播
D. 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性
10.下列关于近代物理知识说法，你认为正确的是（）
A. 汤姆生发现了电子，表明原子核有复杂结构
B. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长
D. 按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量减小
11.如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，则（）
A. 若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变
B. 若将滑动触头P向A端移动时，电流表读数一定增大
C. 若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过
D. 若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变
12.如图所示，下列说法正确的是（）
A. 由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光子波长最长
B. 由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小
C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
13.关于光的波粒二象性，错误的说法是( )
A. 光的频率愈高，光子的能量愈大，粒子性愈显著
B. 光的波长愈长，光子的能量愈小，波动性愈明显
C. 频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性
D. 光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性
二、多选题
14.如图是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，由图象可知（）
A. 该金属的逸出功等于E
B. 该金属的逸出功等于hν0
C. 入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E
D. 该图线的斜率表示普朗克常量
15.关于近代物理，下列说法正确的是（）
A. 用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率
B. 核聚变反应方程H+ H→ He+ n中，n表示质子
C. α射线是高速运动的氦原子
D. 由玻尔的原子模型可推知，处于激发态的氢原子，量子数越大，核外电子动能越小
16.如图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发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发射的光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，能放出3种不同频率的光
C. 一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eV
D. 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
E. 用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
17.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为v0，则下列说法正确的是（）
A. 当用频率为v＜v0的单色光照射该金属时，只要照射时间足够长，就能产生光电子
B. 当用频率为2v0的单色光照射该金属时，所产生光电子的最大初动能为hv0
C. 当照射光的频率v＞v0时，虽然v增大，但逸出功不变
D. 当照射光的频率v＞v0时，如果v增大一倍，光电子的最大初动能也增大一倍
三、填空题
18.宏观物体的物质波波长非常小，极不易观察到它的________.
19.在如图所示的光电效应现象中，光电管阴极K的极限频率为ν0．现用频率为2ν0的光照射在阴极上，已知普朗克常量为h，则光电子的最大初动能为________；若此时电路中的电流为I，则单位时间内到达阳极的电子数为________（电子的电荷量用e表示）；若增大照射光的强度，则电路中的光电流将________（填“增大”“减小”或“不变”）．
20.如图1所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示．则光电子的最大初动能为________J ，金属的逸出功为________J ．
四、解答题
21.真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示，光照前两板都不带电，以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。

假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用，保持光照条件不变，a和b为接线柱。

已知单位时间内从A板逸出的电子数为N，电子逸出时的最大动能为,元电荷为e。

（1）求A板和B板之间的最大电势差，以及将a,b短接时回路中的电流。

（2）图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r.
（3）在a和b之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为U，外电阻上消耗的电功率设为P;单位时间内到达B板的电子，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为，请推导证明：。

( 注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明)
22.在某次光电效应实验中，用波长为λ1的单色光照射金属板，能使金属板发出光电子，测得光电子的最大初动能为E1，改用波长为λ2的单色光照射金属板，也能使金属板发出光电子，测得光电子的最大初动能为E2，求该金属板的逸出功W o和普朗克常量h．（已知真空中的光速为c）
五、实验探究题
23.如图所示，静电计与锌板相连，现用紫外灯照射锌板，关灯后，指针保持一定的偏角．
（1）现用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计指计偏角将________（填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外灯照射锌板，可观察到静电计指针________（填“有”或“无”）偏转．
六、综合题
24.某种金属光电效应过程中的极限频率8×1014Hz，已知h=6.63×10﹣34Js，求：
（1）该金属的逸出功多大？
（2）当照射光的频率1×1015Hz时，从该金属表面逸出的光电子的最大初动能多大？
25.（2017•江苏）[选修3-5]
（1）原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正的有（）
A. He核的结合能约为14MeV
B. He核比Li核更稳定
C. 两个H核结合成He核时释放能量
D. U核中核子的平均结合能比Kr核中的大
（2）（2017•江苏）质子（H）和α粒子（He）被加速到相同动能时，质子的动量________（选填“大于”、“小于”或“等于”）α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为________．
（3）甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s．求甲、乙两运动员的质量之比．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】E
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】B
5.【答案】A
6.【答案】A
7.【答案】C
8.【答案】B
9.【答案】D
10.【答案】C
11.【答案】A
12.【答案】D
13.【答案】C
二、多选题
14.【答案】A,B,D
15.【答案】A,D
16.【答案】B,C,E
17.【答案】B,C
三、填空题
18.【答案】波动性
19.【答案】hν0；；增大
20.【答案】3.2×10﹣19；4.8×10﹣19
四、解答题
21.【答案】（1），短=Ne （2），（3）
22.【答案】解：由爱因斯坦光电效应方程E k=hv﹣W0和γ= 可得：
解得：h=
W0=
答：该金属板的逸出功，和普朗克常量．
五、实验探究题
23.【答案】（1）减小
（2）无
六、综合题
24.【答案】（1）解：由W A=hγ0即得：W A=6.63×10﹣34×8×1014=5.304×10﹣19 J 答：该金属的逸出功5.304×10﹣19 J；
（2）解：由E Km=hγ﹣W A得：E Km=6.63×10﹣34×1×1015﹣5.304×10﹣19 J=1.326×10﹣19 J
答：当照射光的频率1×1015Hz时，从该金属表面逸出的光电子的最大初动能1.326×10﹣19 J．
25.【答案】（1）B,C
（2）小于；2：1
（3）解：甲、乙相遇时用力推对方的过程系统动量守恒，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′，
代入得：m甲×1+m乙×（﹣1）=m甲×（﹣1）+m乙×2，
解得：m甲：m乙=3：2．
答：甲、乙两运动员的质量之比是3：2．。