【高中物理】《波粒二象性》测试题

《波粒二象性》测试题

本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100,考试时间60分钟. 第Ⅰ卷(选择题共40分)

一、选择题(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,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分.)

1．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是()

A．光的折射现象、色散现象

B．光的反射现象、干涉现象

C．光的衍射现象、偏振现象

D．光的直线传播现象、光电效应现象

解析：因为色散现象说明的是白光是由各种单色光组成的复色光,故A错；由于反射现象并非波动所独有的性质,故B错；直线传播并非波动所独有,且光电效应说明光具有粒子性,故D错；只有衍射现象和偏振现象为波动所独有的性质,所以C正确.

答案：C

2．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．光的波长越大,光子的能量越大

D．光在真空中的传播速度为3.0×108 m/s

解析：干涉和衍射现象是波的特性,说明光具有波动性,A对；光的频率越大,波长越短,光子能量越大,故B、C错；光真空中的速度为3.0×108 m/s,故D对.

答案：A、D

3．现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近.已知中子质量m＝1.67×10－27 kg,可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10 m 的热中子动能的数量级为()

A．10－17 J B．10－19 J

C．10－21 J D．10－24 J

解析：由p ＝h λ及E k ＝p 22m 得,E k ＝h 2

2mλ2＝ 6.6262×10－682×1.67×10－27×1.822×10－20

J ≈4×10－21 J,C

正确.

答案：C

4．下列关于光电效应的说法中,正确的是( ) A ．金属的逸出功与入射光的频率成正比 B ．光电流的大小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,就不能产生光电效应

解析：逸出功与入射光无关,反映的是金属材料对电子的束缚能力；A 错误；光强越大,单位时间内入射的光子数越多,逸出的电子数也越多,光电流越大,B 错误；红外线的频率比可见光小,紫外线的频率比可见光大,由E k ＝hν－W 0知,C 错误；由产生光电效应的条件知,D 正确.

答案：D

5．下列有关光的说法中正确的是( )

A ．光电效应表明在一定条件下,光子可以转化为电子

B ．大量光子易表现出波动性,少量光子易表现出粒子性

C ．光有时是波,有时是粒子

D ．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量

解析：光电效应中,光子把能量转移给电子,而不是转化为电子,A 错误；由光的性质可知,B 正确；波动性和粒子性是光的两个固有属性,只是在不同情况下一种属性起主要作用,C 错误；康普顿效应表明光具有能量和动量,能量ε＝hν,动量p ＝h

λ

,D 正确.

答案：B 、D

6．一激光器发光功率为P ,发出的激光在折射率为n 的介质中波长为λ,若在真空中速度为c ,普朗克常量为h ,则下列叙述正确的是( )

A ．该激光在真空中的波长为nλ

B ．该激光的频率为c

λ

C ．该激光器在t s 内辐射的能量子数为Ptnλ

hc

D ．该激光器在t s 内辐射的能量子数为Ptλ

hc

解析：激光在介质中的折射率n ＝c v ＝λ0νλν＝λ0

λ,故激光在真空中的波长λ0＝nλ,A 正确；激

光频率ν＝c λ0＝c nλ,B 错误；由能量关系Pt ＝Nε,c ＝λ0ν,λ0＝nλ及ε＝hν得N ＝Ptnλ

hc ,C 正确,D 错

误.

答案：A 、C

7．两种单色光a 和b ,a 光照射某金属时有光电子逸出,b 光照射该金属时没有光电子逸出,则( )

A ．在真空中,a 光的传播速度较大

B ．在水中,a 光的波长较小

C ．在真空中,b 光光子的能量较大

D ．在水中,b 光的折射率较小

解析：由已知可得频率νa ＜νb ,所以λa ＞λb ,B 对；由光子能量E ＝h ν得,a 光光子能量大,C 错；在同种介质中频率大的光折射率大,即n a ＞n b ,D 对；在真空中各种光传播速度相同,都是c ＝3×108 m/s,A 错.

答案：B 、D

8．光通过单缝所发生的现象,用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释,下列说法中正确的是( )

A ．单缝宽,光沿直线传播,这是因为位置不确定量大,动量不确定量小可以忽略

B ．当光能发生衍射现象时,动量不确定量就不能忽略

C ．单缝越窄,中央亮纹越宽,是因为位置不确定量越小,动量不确定量越大

D ．以上解释都不正确

解析：由不确定关系Δx Δp ≥h

4π知,A 、B 、C 正确.

答案：A 、B 、C

9．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz 的无线电波的波长,由表中数据可知( )

A.

B ．无线电波通常情况下只表现出波动性

C ．电子照射到金属晶体上能观察到波动性

D ．只有可见光才有波动性

解析：弹子球的波长相对太小,所以检测其波动性几乎不可能,A 对；无线电波波长较长,所以通常表现为波动性,B 对；电子波长与金属晶体尺度差不多,所以能利用金属晶体观察电子的波动性,C 对；由物质波理论知,D 错.

答案：A 、B 、C

10．研究光电效应规律的实验装置如图(十七)－1所示,以频率为ν的光照射光电管阴极K 时,有光电子产生.由于光电管K 、A 间加的是反向电压,光电子从阴极K 发射后将向阳极A 做减速运动.光电流i 由图中电流计G 测出,反向电压U 由电压表V 测出.当电流计的示数为零时,电压表的示数称为反向截止电压U 0.在下列表示光电效应实验规律的图象中,错误的是( )

图(十七)－1

解析：由光电效应方程E k ＝h ν－W,若加反向截止电压,则e U 0＝E k 时无光电流,则U 0＝

E k

e ＝h νe －W

e ,则U 0与ν的关系图线不过原点,故B 错；根据光电效应规律,当反向电压U 和频率ν一定时,光电流i 与光强I(光子个数)成正比,故A 正确；由于光强I 与入射光的光子个数成正比,所以当光强I 和频率ν一定时,光电流i 与反向电压U 的关系为C,C 正确；根据光电效