2016高中物理 第17章 波粒二象性限时测试题 新人教版选修3-5
人教版高中物理选修3-5 第十七章 波粒二象性 测试
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十七章波粒二象性测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.关于物质波以下说法正确的是()A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B．宏观物体不存在对应的波C．电子在任何条件下都能表现出波动性D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性2.对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是()A．入射光的强度大于某一极限强度B．入射光的波长大于某一极限波长C．入射光的照射时间大于某一极限时间D．入射光的频率不低于某一极限频率3.关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是()A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波B．温度越高，物体辐射的电磁波越强C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色4.光子在介质中和物质微粒相互作用，可使光的传播方向转向任何方向，这种现象叫做光的散射.1922年，美国物理学家家康普顿研究了石墨中的电子对X射线的散射规律，若用λ、λ′表示散射前、后X射线的波长，用λe表示作用后电子的德布罗意波长，则()A．λ′＞λ，碰撞过程动量守恒，能量不守恒B．λ′＜λ，碰撞过程能量守恒，动量不守恒C．λ′＞λ，碰撞过程动量守恒，能量也守恒D．碰后电子动量为，碰撞过程满足＝＋5.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约为60 μm，普朗克常量h：6.63 ×10—34J·s，则进入人眼的光子数至少为( )A． 1个B． 3个C． 30个D． 300个6.现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>λb>λc，用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定()A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小7.某光波射到一逸出功为W0的光电材料表面，所产生的光电子在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r，则该光波的频率为(设电子的质量为m，带电量为e，普朗克常量为h)()A．B．C．＋D．－8.颜色不同的a光和b光由媒质射向空气时，临界角分别为Ca和Cb，且Ca＞Cb，当用a光照射某种金属时发生了光电效应，现改用b光去照射，可以断定()A．不一定能发生光电效应B．光电子数目增大C．光电子的最大初动能增大D．光电子数目减少9.红光和紫光相比()A．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大B．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大C．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小D．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小10.如图所示是定量研究光电效应的实验电路图，则()A．如果断开开关S，电流表示数一定为零B．如果把电源反接，电流表示数一定为零C．如果电压表示数一直增大，电流表示数肯定也一直增大D．如果灵敏电流表读数为零，可能是因为入射光频率过低11.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往表现出粒子性12.有关光的本性，下列说法中正确的是()A．光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性13.如图所示，一个粒子源产生某种粒子，在其正下方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在下方的荧光屏上使荧光屏发光，那么在荧光屏上将看到()A．只有两条亮纹B．有多条明暗相间的条纹C．没有亮纹D．只有一条亮纹14.下列关于不确定关系说法正确的是()A．只对微观粒子适用B．只对宏观粒子适用C．对微观和宏观粒子都适用D．对微观和宏观粒子都不适用15.如图所示，已知用光子能量为2.82 eV的紫光照射光电管中K极板的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为1.00 V，则K极板的金属涂层的逸出功约为()A． 6.1×10－19JB． 4.5×10－19JC． 2.9×10－19JD． 1.6×10－19J第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.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、放大器、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，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则________说法正确．A．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)17.已知金属铯的极限波长为0.66 μm，用0.50 μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳？铯金属的逸出功为多少焦耳？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)18.光具有波粒二象性，光子的能量ɛ＝hν，其中频率ν表示波的特征．若某激光管以PW＝60 W的功率发射波长λ＝663 nm的光束，试根据上述理论计算：该管在1 s内发射出多少个光子？19.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．答案解析1.【答案】D【解析】任何一个运动着的物体，小到电子、质子大到行星、太阳，都有一种波与之对应，这种波称为物质波．所以要物体运动时才有物质波．故A，B选项均错误．电子有波动性，但在一定的条件下才能表现出来．电子的衍射，是把电子束照到晶体上才发生的．晶体的波长很小只有数千埃甚至数百埃，跟电子的物质波波长差不多，这时衍射才表现出来．故C选项错误，D选项正确．2.【答案】D【解析】入射光的频率低于某一极限频率时，金属不会发生光电效应，对应的波长为极限波长，当入射光的波长低于某一极限波长时，金属才能发生光电效应．3.【答案】B【解析】一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；黑体辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，一般物体辐射强度按波长的分布情况除与物体的温度有关外，与材料种类及表面状况也有关，C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误．4.【答案】C【解析】在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝，知波长增大，碰撞过程系统不受外力，动量守恒，光子的能量远大于电子的束缚能时，光子与自由电子或束缚较弱的电子发生弹性碰撞，能量守恒．所以C正确，A、B错误；由碰撞示意图知碰后电子与光子的运动方向不在一条直线上，而动量守恒是矢量式，所以直接写＝＋是错误的，D错误．5.【答案】D【解析】根据ɛ＝hν＝h求出可见光的平均能量，从而求出能引起人的视觉反应时，进入人眼的光子数．进入人眼的光子数至少个数n＝＝300个．6.【答案】A【解析】由a、b、c三束单色光的波长关系λa>λb>λc，及波长、频率的关系知：三束单色光的频率关系为：νa<νb<νc.故当b光恰能使金属发生光电效应时，a光必然不能使该金属发生光电效应，c光必然能使该金属发生光电效应，A对，B、C错；光电子的最大初动能与入射光频率有关，频率越高，最大初动能越大，所以c光照射时释放出的光电子的最大初动能最大，D错，故正确答案为A.7.【答案】C【解析】由光电效应方程：mv2＝hν－W0①由向心力公式：evB＝m②由①②两式可得：ν＝＋8.【答案】C【解析】根据sin C＝，Ca＞Cb.知a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，用a光照射某种金属时发生了光电效应，则b光照射一定能发生光电效应，A错误；光的强度影响单位时间内光电子的数目，而频率的大小与光的强度无关，光的频率与光电子的数目无关，B、D 错误；根据光电效应方程E km＝hν－W0知，b光照射产生的光电子最大初动能大，C正确．9.【答案】B【解析】此题只需比较红光和紫光的区别就行了，红光与紫光相比，红光波长较长、频率较低、光子能量较低、在同种介质中传播速度较快，正确答案为B.10.【答案】D【解析】如果断开开关S，在光照下有电子从K极发射出来，电流表的示数就不为零，A错误；如果把电源反接，在光照下有电子从K极发射出来，当玻璃管中两极的电压较小时，电流表的示数就不为零，B错误；在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，如果电压表示数一直增大，电流表示数也不会再增大，即存在着饱和电流，C错误；如果灵敏电流表读数为零，可能是因为入射光频率过低，频率低于金属的截止频率时，就不会发生光电效应，电流表的示数就会为零，D正确．11.【答案】C【解析】一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子．光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著；光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，其粒子性就很显著，所以C正确．12.【答案】D【解析】光在不同条件下表现出不同的行为，其波动性和粒子性并不矛盾，A错，D对；光的波动性不同于机械波，其粒子性也不同于质点，B错；大量光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性，C错．13.【答案】B【解析】由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动规律支配，对大量粒子运动到达屏上的某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹，所以B 正确．14.【答案】C15.【答案】C【解析】由题述“将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为1.00 V”可知光电子的最大初动能为E k＝1 eV.根据爱因斯坦光电效应方程可知K极板的金属涂层的逸出功为W0＝hν－E＝2.82 eV－1 eV＝1.82 eV＝1.82×1.6×10－19J≈2.9×10－19J，C正确．16.【答案】(1)正(2)阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M磁化，将衔铁N吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M(3)B17.【答案】9.6×10－20J 3×10－19J【解析】金属铯发生光电效应的极限频率ν0＝.金属铯的逸出功W＝hν0＝h＝6.63×10－34×J≈3×10－19J.由光电效应方程E k＝hν－W0＝h－h＝hc(－)＝6.63×10－34×3×108×(－)J≈9.6×10－20J.18.【答案】2.0×1020个【解析】设在时间Δt内发射出的光子数为n，光子的频率为ν，每个光子的能量ɛ＝hν，所以PW＝(Δt＝1 s)．而ν＝，解得n＝＝2.0×1020个．19.【答案】1.06×10－30m/s.【解析】枪口直径可以当作子弹射出枪口位置的不确定量Δx，由于Δpx＝mΔv x，由不确定性关系公式得子弹射出枪口时横向速度的不确定量Δv x≥≈1.06×10－30m/s。
高中物理第十七章波粒二象性单元检测2新人教版选修3-5
第十七章波粒二象性(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。
在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确。
全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分) 1．下列各种说法中正确的有( )。
A．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短C．在光的单缝衍射实验中，狭缝越窄，光子动量的不确定量越大D．任何一个运动物体，无论是大到太阳、地球，还是小到电子、质子，都与一种波相对应，这就是物质波。
物质波是概率波2．下列实验现象中，哪些实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难( )。
A．光的干涉B．光的衍射C．康普顿效应D．光电效应3．(2011·上海单科)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( )。
A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间4．关于物质波的认识，正确的是( )。
A．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的B．物质波也是一种概率波C．任何一物体都有一种波和它对应，这就是物质波D．物质波就是光波5．运动电子束穿过某一薄晶体时能产生明显的衍射现象，那么下列说法中正确的是( )。
A．电子束的运动速度越快，产生的衍射现象越明显B．电子束的运动速度越慢，产生的衍射现象越明显C．产生衍射现象的明显程度与电子束的运动速度无关D．以上说法都不对6．根据爱因斯坦光子说，光子能量ε等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)( )。
A．chλB．hcλC．hλ D.hλ7．用波长为λ1和λ2的单色光A和B分别照射两种金属C和D的表面。
单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象。
设两种金属的逸出功分别为W C和W D，则下列选项正确的是( )。
人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性《波粒二象性》章末检测试题
人教版高中物理选修3—5第十七章波粒二象性《波粒二象性》章末检测试题(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(1～7题为单项选择题，8～12题为多项选择题.) 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 ．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，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增大的方向移动2．下列说法正确的是( )A ．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B ．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C ．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性D ．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长3．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4．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是( ) A ．光电效应现象揭示了光的波动性B ．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等5．现有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa ∶λb ∶λc ＝1∶2∶3.当用a 光束照射某金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为E k ，若改用b 光束照射该金属板，飞出的光电子最大初动能为13E k ，当改用c 光束照射该金属板时( )A ．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为16E kB ．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为19E kC ．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为112E kD ．由于c 光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应6．如图甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极K ，发现电流表读数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V 时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V 时，电流表读数为零．把电路改为图乙，当电压表读数为2 V 时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为( ) A ．1.5 eV 0.6 eVB ．1.7 eV 1.9 eVC ．1.9 eV 2.6 eVD ．3.1 eV 4.5 eV7．已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E k 跟入射光的频率ν的关系图象如图中的直线1所示．某种单色光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为E 1.若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E 2，E 2<E 1，关于这种金属的最大初动能E k 跟入射光的频率ν的关系图象应是图中的( ) A ．a B ．bC ．cD ．上述三条图线都不正确8．关于光电效应，以下说法正确的是( ) A ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B ．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C ．能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸出功D ．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应9．用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k －ν图线．已知钨的逸出功是2.84 eV ，锌的逸出功为3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k －ν坐标系中，则正确的图是( )10．下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是()A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性11．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是()A．遏止电压B．饱和光电流C．光电子的最大初动能D．逸出功12．有关经典物理学中的粒子，下列说法正确的是()A．有一定的大小，但没有一定的质量B．有一定的质量，但没有一定的大小C．既有一定的大小，又有一定的质量D．有的粒子还有一定量的电荷13．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是() A．曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点B．单个光子的运动表现出波动性C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才能表现出波动性14．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接．用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转．下列说法正确的是()A．a光的频率一定大于b光的频率B．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应C．电源正极可能与c接线柱连接D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f 15．关于光的波粒二象性，正确的说法是()A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著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．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性16．光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．频率超过极限频率的入射光，光照强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．频率超过极限频率的入射光，频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大17．如图是某金属在光的照射下产生的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EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为ν02时，产生的光电子的最大初动能为E218．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10－3 kg、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二、填空题19.(4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．20．如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U.若此时增加黄光照射的强度，则毫安表____(选填“有”或“无”)示数．若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表________(选填“有”或“无”)示数．三、计算题21．铝的逸出功是4.2 eV，现用波长200 nm的光照射铝的表面．求：(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)铝的截止频率．22．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间电势差U AK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34 J·s.结合图象，求：(结果均保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能．(2)该阴极材料的极限波长．参考答案1C 2A 3C 4B 5B 6C 7A 8C 9A10CD 11ACD 12CD 13CD 14ACD 15ABD 16AD 17ABC 18BD19答案概率概率 20. 答案无有21.解析(1)由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可得：E k＝hcλ－W0＝(6.63×10－34×3×1082×10－7－4.2×1.6×10－19)J＝3.225×10－19 J≈2.02 eV.(2)由eU c＝E k得遏止电压U c＝E ke＝2.02 V.(3)由W0＝hν0得极限频率ν0＝W0h＝4.2×1.6×10－196.63×10－34Hz≈1.01×1015 Hz.22.解析(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n＝I me＝0.64×10－61.6×10－19个＝4.0×1012(个)光电子的最大初动能为：E km＝eU0＝1.6×10－19 C×0.6 V＝9.6×10－20 J.(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程E km＝hcλ－hcλ0代入数据得λ0≈6.6×10－7 m.。
高中物理 第17章 波粒二象性 章末跟踪测评(含解析)新人教版选修3-5.doc
(时间：90分钟满分：110分)题型选择题填空题计算题总分得分一、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，选不全的得2分，错选的或不选的不得分)1．(多选)1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是( )A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应AD解析根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，选项A、D正确；根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，选项B错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，选项C错误．2．(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为0.5)．由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5 eVAC解析图线在横轴上的截距为截止频率，选项A正确，B错误；由光电效应方程E k ＝hν－W0可知图线的斜率为普朗克常量，选项C正确；金属的逸出功为W0＝hνc＝6.63×10－34×4.27×1014eV≈1.77 eV，选项D错误．1.6×10－193．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，该激光器每秒钟发射的光子数为( )A ．λP hcB ．hP λcC ．cPλhD ．λPhcA 解析 每个光量子的能量ε＝hν＝hc λ，每秒钟发射的总能量为P ，则n ＝P ε＝λPhc，选项A 正确．4．某光电管的阴极是用金属钾制成，它的逸出功为2.21 eV ，用波长为2.5×10－7m 的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s ，元电荷为1.6×10－19C ，普朗克常量为 6.63×10－34J·s.求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能应分别是( )A ．5.3×1014 Hz 2.2 JB ．5.3×1014Hz 4.4×10－19JC ．3.3×1033 Hz 2.2 JD ．3.3×1033Hz 4.4×10－19JB 解析 由W 0＝hνc 得，极限频率νc ＝W 0h≈5.3×1014Hz ；由光电效应方程E k ＝hν－W 0得，光电子的最大初动能E k ＝h cλ－W 0≈4.4×10－19 J ，选项B 正确．5．电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm(波长越短，分辨率越高)，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将( )A ．小于0.2 nmB ．大于0.2 nmC ．等于0.2 nmD ．以上说法均不正确A 解析 根据λ＝h p可知，因为质子的质量较大，速度相同，所以它的德布罗意波长较短，又因为波长越短，分辨率越高，故质子显微镜的最高分辨率小于0.2 nm ，选项A 正确．6．(多选)在双缝干涉实验中出现的明暗条纹说明了( ) A ．光具有波动性 B ．光具有粒子性 C ．光波是一种概率波D ．以上全都错误AC 解析 双缝干涉实验中出现的明条纹和暗条纹说明了光子落点具有一定的概率，即符合概率波的规律，又说明光具有波动性，选项A 、C 正确．7．(多选)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10－3 kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波长约为10－23 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BD解析光子照射到锌板上，发生光电效应，说明光有粒子性，选项A错误；白光在肥皂泡上发生薄膜干涉时，会出现彩色条纹，光的干涉现象说明了光具有波动性，选项B 正确；由于实物的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，所以看到小球的轨迹，选项C 错误；用热中子研究晶体结构，其实是通过中子的衍射来“观察”晶体的，是利用中子的波动性，选项D正确．8．(多选)用绿光照射一光电管，能产生电流，则下列一定可以使该光电管产生光电效应的有( )A．红外线B．黄光C．蓝光D．紫外线CD解析按频率从小到大的顺序排列：红外线、红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、靛光、紫光、紫外线，光的能量与光的频率成正比，大于绿光频率的光都可以发生光电效应，选项C、D正确．9．(多选)下列关于康普顿效应的论述正确的是( )A．当γ射线能量较低时，康普顿效应较明显B．康普顿散射光子的能量小于入射光子的能量C．发生康普顿散射后，γ射线改变方向D．康普顿电子的能量与入射光的能量相同BC解析当γ射线能量较高时，康普顿效应较明显；康普顿散射光子的能量小于入射光子的能量；发生康普顿效应，能量、动量都守恒，碰撞时γ射线改变方向，选项B、C 正确．10．研究光电效应规律的实验装置如图所示，用频率为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，当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数为遏止电压U0，在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是( )B 解析 当反向电压U 和入射光频率ν一定时，发生光电效应产生的光电子数与光强成正比，则单位时间到达阳极A 的光电子数与光强也成正比，故光电流i 与光强I 成正比，选项A 正确；由动能定理得－eU 0＝0－E k ，又因为E k ＝hν－W 0，所以U 0＝he ν－W 0e，可知遏止电压U 0与频率ν是线性关系，但不是正比例关系，选项B 错误；当光强与入射光频率一定时，单位时间内逸出的光电子数及其最大初动能是一定的，所形成的光电流强度会随反向电压的增大而减小，选项C 正确；根据光电效应的瞬时性规律，选项D 正确．二、填空题(共2小题，共16分)11．(8分)有一种实验装置可以逐个地释放可见光子，在一次实验中，释放的光子频率为6.0×1014Hz ，光屏接收到的光子能量为5.0×10－13J ，光子释放处到光屏的距离足够远，根据以上数据可计算出空气中相邻两个光子间的平均距离约为________m ．(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s.保留两位有效数字)解析 设每秒释放光子数为n ，有nhν＝E ，则相邻两个光子间的平均距离Δl ＝cn，联立两个方程得Δl ＝chνE≈2.4×102m ． 答案 2.4×10212．(8分)用能量为5 eV 的光照射到某金属表面，从金属表面逸出光电子的最大初动能是2 eV ，为使这种金属能够发生光电效应，入射光的波长不能大于________m ．要使从该金属表面逸出的光电子的最大初动能达到4 eV ，入射光子的能量应为________eV ．解析 当入射光的能量正好等于金属的逸出功时，入射光的频率有最小值，波长有最大值．由hν＝W 0＋E k ，得W 0＝3 eV ，所以入射光的最小能量E ＝W 0＝3 eV ＝h cλ，解得λ≈4.1×10－7 m ．hν′＝W 0＋E ′k ，得hν′＝W 0＋E ′k ＝7 eV ．答案 4.1×10－77三、计算题(本题共5小题，共54分，解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13．(10分)紫光的波长为4×10－7m ，金属钠的逸出功为3.5×10－19J(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c ＝3×108m/s)，求：(1)每个紫光光子的能量为多大？(2)若用该紫光照射金属钠时，产生的光电子的最大初动能是多大？ 解析 (1)由ε＝hν，ν＝c λ得ε＝hc λ≈5.0×10－19J ． (2)由爱因斯坦的光电效应方程得hν＝W 0＋E kmax ，E kmax ＝hν－W 0＝1.5×10－19 J ．答案 (1)5.0×10－19J (2)1.5×10－19J14．(10分)德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有着一种波与它对应，波长是λ＝hp，式中p 是运动着的物体的动量，h 是普朗克常量．已知某种紫光的波长是440 nm ，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10－4倍，求：(1)电子的动量的大小；(2)试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小．电子质量m ＝9.1×10－31kg ，电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字．解析 (1)由λ＝hp 知电子的动量p ＝h λ＝1.5×10－23kg·m/s．(2)电子在电场中加速，有eU ＝12mv 2，又12mv 2＝p 22m ，解得U ＝mv 22e ＝h 22meλ2≈8×102 V ． 答案 (1)1.5×10－23kg·m/s (2)8×102V15．(12分)如图所示表示黑体辐射强度随波长的变化图线．根据热辐射理论，辐射强度的极大值所对应的波长λm 与热力学温度之间存在如下关系(h ＝6.626×10－34J·s)：λm T＝2.90×10－3m·K．(1)求T ＝15 000 K 所对应的波长；(2)用T ＝15 000 K 所对应波长的光照射逸出功为W 0＝4.54 eV 的金属钨，能否发生光电效应？若能，逸出光电子的最大初动能是多少？解析 (1)由公式λm T ＝2.90×10－3m·K 得λm ＝2.90×10－3m·K T ＝2.90×10－315 000 m≈1.93×10－7m ．(2)波长λm ＝1.93×10－7m 的光子能量ε＝hν＝h c λm ＝ 6.626×10－34×3×1081.93×10－7×1.6×10－19eV≈6.44 eV，因ε＞W 0， 故能发生光电效应． 由光电效应方程E k ＝hν－W 0，得E k ＝(6.44－4.54)eV ＝1.90 eV ． 答案 (1)1.93×10－7m (2)能 1.90 eV16．(12分)如图所示，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 0，电子质量为m ，电荷量为e .求：(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得E k ＝hν－W 0， 光子的频率为ν＝cλ，所以光电子的最大初动能为E k ＝hc λ－W 0，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 0．(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 ，解得t ＝d2m Ue ．答案 (1)eU ＋hc λ－W 0 (2)d2m Ue17．(10分)如图所示为证实电子波存在的实验装置，从F 上漂出来的热电子可认为初速度为零，所加的加速电压U ＝104V ，电子质量为m ＝9.1×10－31kg.电子被加速后通过小孔K 1和K 2后入射到薄的金箔上，发生衍射现象，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹．试计算电子的德布罗意波长．解析 将eU ＝E k ＝12mv 2，p ＝2mE k ，λ＝hp ，联立解得λ＝h2meU， 代入数据可得λ≈1.23×10－11m ．答案 1.23×10－11m。
人教版高中物理选修3-5第17章《波粒二象性》检测题(包含答案解析版)
第17章《波粒二象性》检测题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.用蓝光照射一光电管，能产生光电流，则下列一定可以使光电管发生光电效应的有( )A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光2.当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( )A．锌板带负电 B．有正离子从锌板逸出C．有电子从锌板逸出 D．锌板会吸附空气中的正离子3.下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是( )A．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，不能统一B．在衍射现象中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C．大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强D．频率低的光子表现出的粒子性强，频率高的光子表现出的波动性强4.关于电子云，下列说法正确的是( )A．电子云是真实存在的实体B．电子云周围的小黑点就是电子的真实位置C．电子云上的小黑点表示的是电子的概率分布D．电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道5.关于对黑体的认识，下列说法正确的是( )A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体6.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．甲电子的速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍7.现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>λb>λc，用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定( )A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小8.关于光的本性，下列说法中正确的是( )A．关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C．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D．光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来9.在做双缝干涉实验时，在观察屏的某处是亮纹，则对某一光子到达观察屏的位置，下列说法正确的是( )A．一定到达亮纹位置 B．一定到达暗纹位置C．该光子可能到达观察屏的任意位置 D．以上说法均不可能10.以下宏观概念中，哪些是“量子化”的 ( )A．物体的长度 B．物体所受的重力 C．物体的动能 D．人的个数11.如图所示，用波长为λ1和λ2的单色光A和B分别照射两种金属C和D的表面．单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象．设两种金属的逸出功分别为W C和WD，则下列选项正确的是( )A．λ1＞λ2，WC＞WD B．λ1＞λ2，WC＜WDC．λ1＜λ2，WC＞WD D．λ1＜λ2，WC＜WD12.研究光电效应时，用不同频率的紫外线照射金属锌，得到光电子最大初动能E k随入射光频率变化的E k－ν图象，应是下列四个图中的( )A．B． C． D．二、多选题(每小题至少有两个正确答案)13.已知能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hνcC．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14.关于光的本性，下列说法中正确的是( )A．光子的能量由光的强度所决定B．光的本性是：光既具有波动性，又具有粒子性C．光子的能量与光的频率成正比D．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面15.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 km，则( )A．若改用频率为2ν的光照射，该金属产生光电子的最大初动能为2E kmB．若改用频率为2ν的光照射，该金属产生光电子的最大初动能为E km＋hνC．若改用频率为ν的光照射，该金属产生光电子的最大初动能为E km＋hνD．若改用频率为ν的光照射，该金属可能不发生光电效应三、实验题16.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、放大器、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，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则________说法正确．A．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大四、计算题17.如图所示为证实电子波存在的实验装置，从F上漂出来的热电子可认为初速度为零，所加的加速电压U＝104V，电子质量为m＝9.1×10－31kg.电子被加速后通过小孔K1和K2后入射到薄的金箔上，发生衍射现象，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹．试计算电子的德布罗意波长．18.对应于3.4×10—19J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？它是什么颜色？答案解析1.【答案】D【解析】紫光的频率大于蓝光的频率，一定能够使光电管发生光电效应，红光的频率、黄光的频率、绿光的频率都小于蓝光的频率，不一定能使光电管发生光电效应．2.【答案】C【解析】当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C 正确，A、B、D错误．3.【答案】C【解析】光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，所以A 错误；在衍射现象中，暗条纹是指振动减弱的地方，并非光子不能到达的地方， B错误；光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显， C正确；光的粒子性和波动性与光子频率高低无关， D错误．4.【答案】C【解析】由电子云的定义我们知道，电子云不是一种稳定的概率分布，人们常用小黑点表示这种概率，小黑点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小，故只有C正确．5.【答案】C【解析】黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故A错误；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，故B错，C对；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误．6.【答案】A【解析】由λ＝可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，A正确；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系p＝可知，电子的动量小，波长长，B错误；动量相等的电子和中子，其波长应相等，C错误；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的3倍，甲的动量也是乙的3倍，则甲的波长应是乙的，D错误．7.【答案】A【解析】由a、b、c三束单色光的波长关系λa>λb>λc，及波长、频率的关系知：三束单色光的频率关系为：νa<νb<νc.故当b光恰能使金属发生光电效应时，a光必然不能使该金属发生光电效应，c 光必然能使该金属发生光电效应，A对，B、C错；光电子的最大初动能与入射光频率有关，频率越高，最大初动能越大，所以c光照射时释放出的光电子的最大初动能最大，D错，故正确答案为A.8.【答案】C【解析】光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波．光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象．某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象．要区分题中说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．C正确，A、B、D错误．9.【答案】C【解析】光波是一种概率波，大量光子将到达亮纹位置，但也有极少数光子到达暗纹位置，因此对某一光子到达屏上的位置不确定，故A、B、D均错误，C正确．10.【答案】D【解析】所谓量子化是指数据是分立的、不连续的，根据量子的定义可做出选择，人的个数只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．其它三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，故只有D正确．11.【答案】D【解析】单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象，单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，根据光电效应条件知，单色光A的频率大于单色光B的频率，则λ1＜λ2，单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象．知金属C的逸出功小于金属D的逸出功，即WC＜WD.故D正确，A，B，C错误．12.【答案】C【解析】根据光电效应方程有：E k＝hν－W，其中W为金属的逸出功：W＝hν0.由此可知E k－ν图象是一条直线，横截距大于零，故C正确．13.【答案】AB【解析】因入射光的频率大于或等于极限频率时会产生光电效应，所以A正确；因为金属的极限频率为νc，所以逸出功W0＝hνc，再由E k＝hν－W0得，E k＝2hνc－hνc＝hνc，B正确；因为逸出功是光电子恰好逸出时需要做的功，对于同种金属是恒定的，故C错误；由E k＝hν－W0＝hν－hνc＝h(ν－νc)可得，当ν增大一倍时：＝≠2，故D错误．14.【答案】BCD【解析】根据E＝hν，可知：光子的能量与光的频率成正比，A错误，C正确；光既具有波动性，又具有粒子性，B正确，光电效应和康普顿效应反映光的粒子性，D正确．15.【答案】BD【解析】频率为ν(频率)的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km，根据光电效应方程知，逸出功W0＝hν－E km.改用频率为2ν的光照射，则最大初动能E km′＝h2ν－W0＝hν＋E km，即A错误，B正确．若改用频率为ν的光照射，若能发生光电效应，则最大初动能E km′′＝h－W0＝E km－hν，C 错误．若改用频率为ν的光照射，可能光的频率小于金属的截止频率，不能发生光电效应，D正确．16.【答案】(1)正 (2)阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M磁化，将衔铁N吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M(3)B【解析】17.【答案】1.23×10－11m【解析】将eU＝E k＝mv2，p＝，λ＝联立，得λ＝，代入数据可得λ≈1.23×10－11m.18.【答案】5.13×10－14Hz 5.85×10－7m 黄色【解析】根据公式ɛ＝hν和ν＝得ν＝5.13×1014Hzλ＝5.85×10－7m频率属于黄光的频率范围，它是黄光，其波长为5.85×10－7m。
人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒二象性》考试测试卷
第十七章《波粒二象性》测试卷一、单选题(共15小题)1.光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程，对此下列说法正确的是()A．两种效应中电子与光子组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律B．两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程C．两种效应都属于吸收光子的过程D．光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应相当于光子和电子弹性碰撞的过程2.关于光电效应有以下几种陈述，其中正确的是()A．金属的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流强度与入射光强度无关C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大D．对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3.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带负电D．锌板带负电，指针带正电4.以下宏观概念中，哪些是“量子化”的 ()A．物体的长度B．物体所受的重力C．物体的动能D．人的个数5.利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则()A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B．用红光照射，电流表一定无电流通过C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过D．用频率为ν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6.对于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子和电子是同种粒子，光波和机械波是同种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用形成的D．光子说中光子的能量E＝hν表明光子具有波的特征7.分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以h 表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为()A．B．C．D．8.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9.一个电子被加速后，以极高的速度在空间运动，关于它的运动，下列说法中正确的是()A．电子在空间中做匀速直线运动B．电子上下左右颤动着前进C．电子运动轨迹是正弦曲线D．无法预言它的路径10.用同一束单色光，在同一条件下，分别照射锌片和银片，都能产生光电效应，对于这两个过程，下列所列四个物理量中一定相同的是()A．入射光子的能量B．逸出功C．光电子的动能D．光电子的最大初动能11.利用金属晶格(大小约10－10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是()A．该实验说明了电子具有波动性B．实验中电子束的德布罗意波长为λ＝C．加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显12.假如一个光子与一个静止的不受任何外力作用的电子发生碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，电子被碰撞后也因此获得了一定的动量p，关于在这个碰撞的过程中，以下说法中正确的是()A．该碰撞过程中动量不守恒，能量守恒B．碰撞前、后的光子在同一种介质中传播时，碰撞前的光子的速度更大C．碰撞前、后光子的频率不变D．电子被碰撞后，它的德布罗意波长为(h为普朗克常量)13.所谓黑体是指能全部吸收入射的电磁波的物体．显然，自然界不存在真正的黑体，但许多物体在某些波段上可近似地看成黑体．如图所示，用不透明的材料制成的带小孔的空腔，可近似地看作黑体．这是利用了()．A．控制变量法B．比值法C．类比法D．理想化方法14.在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()A．光电效应是瞬时发生的B．所有金属都存在极限颇率C．光电流随着入射光增强而变大D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大15.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正比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，才能产生光电效应D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应二、实验题(共1小题)16.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、放大器、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，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则________说法正确．A．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大三、计算题(共3小题)17.一个带电荷量为元电荷的粒子，经206 V的加速电压由静止加速后，它的德布罗意波长为0.002 nm，试求这个粒子的质量．18.钨的逸出功是4.54 eV，现用波长200 nm的光照射钨的表面．求：(结果均保留三位有效数字)(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)钨的截止频率．19.人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律．请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34 eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106m/s，求该紫外线的波长λ.(电子质量m＝9.11×10－31kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s,1 eV＝1.60×10－19J)四、简答题(共3小题)20.由能量的量子化假说可知，能量是一份一份的而不是连续的，但我们平时见到的宏观物体的温度升高或降低，为什么不是一段一段的而是连续的，试解释其原因．21.几种金属的逸出功W0见下表：用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长范围为4.0×10－7～7.6×10－7m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.22.如图所示，绝缘固定擦得很亮的锌板A水平放置，其下方水平放置接地的铜板B.两板间距为d，两板面积均为S，正对面积为S′，且S′＜S.当用弧光灯照射锌板上表面后，A、B间一带电液滴恰好处于静止状态．试分析：(1)液滴带何种电荷？(2)用弧光灯再照射A，液滴做何种运动？(3)若使液滴向下运动，应采取什么措施？答案解析1.【答案】D【解析】光电效应吸收光子放出电子，其过程能量守恒，但动量不守恒，康普顿效应相当于光子与电子弹性碰撞的过程，并且遵守动量守恒定律和能量守恒定律，两种效应都说明光具有粒子性，故D正确．2.【答案】D【解析】对于一种确定的金属，其逸出功是固定的，与入射光频率无关，A错；发生光电效应时，光电流强度随入射光强度的增大而增大，B错；同一次光电效应实验中，由于光电子逸出的路程不同，初动能也是不同的，因而是不可比的，C错；由光电效应的规律知D正确．3.【答案】B【解析】锌板在弧光灯照射下，发生光电效应，有光电子逸出，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，指针也带正电，B正确．4.【答案】D【解析】所谓量子化是指数据是分立的、不连续的，根据量子的定义可做出选择，人的个数只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．其它三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，故只有D正确．5.【答案】D【解析】因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，A 错误；因不知阴极K的截止频率，所以用红光照射时，也可能发生光电效应，B错误；光电子具有一定的初速度，所以即使U AK＝0，电流表中也可能有电流通过，C错误；当滑动触头向B端滑动时，U AK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流达到最大，即饱和电流．若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大U AK，光电流也不会增大，D正确．6.【答案】D【解析】光的波粒二象性的说法指的是：频率较大的光粒子性较强，频率小的光波动性较强；大量光子往往表现为波动性，少量光子表现为粒子性．光子和电子不是同种粒子，光波和机械波也是不同种波；光子说中光子的能量E＝hν，光子的能量与频率有关，表明光子具有波的特征，选项D正确．7.【答案】A【解析】光子能量为：ɛ＝hν＝根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为：E k＝hν－W根据题意：λ1＝λ，λ2＝λE k1∶E k2＝1∶2联立可得逸出功W＝.8.【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．9.【答案】D【解析】根据概率波的知识可知，某个电子在空间中运动的路径我们无法确定，只能根据统计规律确定大量电子的运动区域，D正确．10.【答案】A【解析】同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出功不同，根据光电效应方程E km＝hν－W0知，最大初动能不同，但是光电子的动能可能相同．11.【答案】D【解析】实验得到了电子的衍射图样，说明电子这种实物粒子发生了衍射，说明电子具有波动性，故A正确；由动能定理可得，eU＝mv2－0，电子加速后的速度v＝，电子德布罗意波的波长λ＝＝＝＝，故B正确；由电子的德布罗意波的波长公式λ＝可知，加速电压U越大，电子德布罗意波的波长越短，衍射现象越不明显，故C正确；物体动能与动量的关系是p ＝，由于质子的质量远大于电子的质量，所以动能相同的质子的动量远大于电子的动量，由λ＝可知，相同动能的质子的德布罗意波的波长远小于电子德布罗意波的波长，波长越小，衍射现象越不明显，因此相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加不明显，故D错误．12.【答案】B【解析】光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，A错误；光子与电子碰撞后，电子能量增加，光子能量减小，根据E＝hf，光子的频率减小，光的波长λ＝不变；故光的波速v＝λf减小，故B正确，C错误；碰撞过程光子和电子的总动量守恒，光子速度反向，故动量变化量大小为2p，故电子的动量改变量也为2p，初动量为零，末动量为2p，故德布罗意波的波长为λ＝，故D错误．13.【答案】D【解析】黑体实际上是一种物理模型，把实际物体近似看作黑体，用到的自然是理想化方法．14.【答案】C【解析】光电效应证实了光的粒子性，因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B项错误；光强增大时，光子数量和能量都增大，所以光电流会增大，这与波动性无关，C项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D项错误．15.【答案】C【解析】由光电效应方程E km＝hν－W0知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，不是成正比，A、B错；根据光电效应方程E km＝hν－W0＝h－h，入射光的波长必须小于极限波长，才能发生光电效应，能否发生光电效应与入射光的强度无关，C正确，D错误．16.【答案】(1)正(2)阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M磁化，将衔铁N吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M(3)B【解析】17.【答案】1.67×10－27kg【解析】粒子加速后获得的动能为E k＝mv2＝eU粒子的物质波的波长λ＝粒子的动量p＝mv以上各式联立得m＝＝1.67×10－27kg.18.【答案】(1)1.68 eV(2)1.68 V(3)1.10×1015Hz【解析】(1)由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可得：E k＝h－W0＝(－4.54×1.6×10－19)J＝2.681×10－19J≈1.68 eV.(2)由eU c＝E k得遏止电压U c＝＝1.68 V.(3)由W0＝hνc得截止频率νc＝＝Hz≈1.10×1015Hz.19.【答案】0.2 μm【解析】爱因斯坦于1905年提出的光子说成功地解释了光电效应现象：m e v2＝hν－Wλ＝，解得λ＝0.2 μm.20.【答案】由于宏观物质是由大量微粒组成的，每一个粒子的能量是一份一份的，这符合能量量子化假说，而大量粒子则显示出了能量的连续性，故我们平时看到的物体的温度升高或降低不是一段一段的，而是连续的．【解析】21.【答案】钠、钾、铷能发生光电效应【解析】光子的能量E＝，取λ＝4.0×10－7m，则E≈5.0×10－19J，根据E＞W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．22.【答案】(1)液滴带负电(2)液滴向上加速运动(3)增加极板的正对面积【解析】(1)用弧光灯照射锌板上表面，发生光电效应，使上极板带正电，所以极板间的电场是向下的，液滴受力平衡，重力向下，所以电场力一定向上，所以液滴带负电．(2)用弧光灯再照射A，上极板失去的电子更多，电荷量增加，电场增强，液滴受到的向上的电场力变大，合力向上，所以此时的液滴会向上加速运动．(3)使液滴向下运动，应该减小电场的强度，由于极板的带电量不变，根据电容器的公式C＝＝，电场强度E＝，当极板的正对面积增大时，电容增大，两极板之间的电压减小，电场强度减小，液滴受到的电场力减小，此时液滴将向下运动．。
人教版高中物理选修3-5第17章波粒二象性章末检测试题.docx
高中物理学习材料桑水制作第十七章波粒二象性检测试题一、选择题1．对所有的机械波和电磁波，下列说法正确的是( ) A．都能产生干涉、衍射现象 B．在同一介质中传播速度相同C．都能在真空中传播 D．传播都不依靠别的介质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．甲、乙两种单色光分别垂直进入一块厚玻璃砖，已知它们通过玻璃中的时间t甲>t乙，那么，甲乙两种单色光光子的能量关系是( ) A．E甲＞E乙 B．E甲＜E乙 C．E甲＝E乙 D．不能确定4．一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b 两束平行单色光，如图所示，对于两束单色光来说( ) A．玻璃对a的折射率较大B．a光在玻璃中传播的速度较大C．b光每个光子的能量较大D．b光的粒子性更明显5．按红外线、紫外线、X射线、γ射线的顺序进行比较( )A．穿透能力由大到小 B．衍射能力由小到大C．粒子性由明显到不明显 D．波动性由明显到不明显6．下列各组电磁波，按粒子性增强的顺序排列的是( ) A．γ射线、红外线、紫外线、可见光B．红外线、可见光、紫外线、γ射线C．可见光、红外线、紫外线、γ射线D．紫外线、可见光、红外线、γ射线7．早上太阳从东方升起时，人们看到太阳是红色的，这是因为( ) A．光的散射B．红光的波长长，衍射现象明显C．红光的折射率小，传播速度大D．红光更容易引起人眼的视觉8．发生光电效应时，若保持入射光强度不变，而增大入射光的波长，则( ) A．光电流强度减小，光电子的最大初动能不变B．光电流强度不变，光电子的最大初动能减小C．光电流强度减小，光电子的最大初动能减小D．光的波长增大到一定程度后，就不能发生光电效应9．下面关于光的波粒二象性的说法中，正确的说法是( ) A．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性B．频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著C．光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性D．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性10．下列关于光电效应的陈述中，正确的是( ) A．金属的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流强度与入射光强度无关C．用不可见光照射金属一定比用可见光照同种金属产生的光电子的初动能大D．对任何一种金属，都有一个“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弧光灯11．用图示装置研究光电效应现象，光阴极K 与滑动变阻器的中心抽头c 相连，当滑动头P从a 移到c 的过程中，光电流始终为零。
人教版选修3-5第17章波粒二象性单元检测
第十七章波粒二象性（时间：90分钟满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）1 •普朗克能量子假说是为解释（）A .光电效应实验规律提出的B.康普顿效应实验规律提出的C .光的波粒二象性提出的D .黑体辐射的实验规律提出的2.对于光的波粒二象性的理解正确的是（）A •大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B •光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C.高频光是粒子，低频光是波D .波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著3•硅光电池是利用光电效应原理制成的器件•下列表述正确的是（）A .硅光电池是把光能转化为电能的一种装置B •硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C •逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D .任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应4.以下说法正确的是（）A •若用红光照射金属时发生光电效应，则用其他可见光照射该金属均能产生光电效应B •一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光的照射时间太短C •光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性D •物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动5 .频率为V的光子的动量和波长的关系是入=p，能量为E,A. e /hB. p £C. £ /p6.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而发生光电效应，能E k随入射光频率V变化的E k—v图象.已知钨的逸出功是eV，若将二者的图线画在同一个E k—V坐标图中，用实线表示钨，虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是下图中的（）7.2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化.他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点.下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是（）A .微波是指波长在10 —3m到10m之间的电磁波B .微波和声波一样都只能在介质中传播C .黑体的热辐射实际上是电磁辐射D .普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说则光的速度为（）D . h2/（ e • p可得到光电子最大初动3.28eV，锌的逸出功是3.348.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图1所示•则这两种光（）A •照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B •从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C •通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D .通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大38.分别用波长为入和4入的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为某同学采用如图2所示的实验装置来研究光电效应现象.极K时，会发生光电效应现象•闭合开关S,在阳极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，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能v和v的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为为e,则下列关系式中正确的是（）B.阴极K金属的逸出功W o= hv —eU i U i v— U 2 vC •阴极K金属的极限频率v= Ui— U2________ ;假设它以光速运动，它的德布罗意波长为 _____________ ;若要使它的德布罗意波长为400nm,则它的速度为_________________________________________ .12. （15分）一电子具有200m/s的速率，动量的不确定范围是0.01%，我们确定该电子位置时，有多大的不确定范围？（电子质量为9.1 x 10 31kg）题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案D .普朗克常数h =e U i — 5i、非选择题（本题共4小题，共60分）11. （12分）一颗质量为5kg的炮弹以200m/s的速度运动时，它的德布罗意波长为1 : 2，以he10.h表示普朗克常量,2heB.3入c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（）3 4h入D E当用某单色光照射光电管的阴A和阴极K之间加上反向电压，通E km.现分别用频率为U i和U2,设电子质量为m，电荷量A•用频率为v的光照射时，光电子的最大初速度2eU i13. （15分）铝的逸出功是4.2eV,现在用波长200nm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；⑶求铝的极限频率.4.（18分）已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4 X 103J，其中可见光部分约占45%.假设可见光的波长为0.55 ym,太阳光向各个方向的辐射是均匀的，日地之间距离R= 1.5X 1011m，普朗克常量h= 6.63X 10「34J s,由此可估算出太阳每秒钟辐射的可见光的光子数约为多少个（保留两位有效数字）.第十七章波粒二象性1 . D 2.AD3.A [光电效应是光（包括不可见光）照射金属使其逸出电子的现象，因此硅光电池是把光能转化为电能的一种装置，选项A正确；根据光电效应规律知，大于一定频率的光才能被电子吸收而发生光电效应，电子的最大初动能与入射光的频率有关. ]4. A [其他可见光频率均大于红光频率故均可发生光电效应，所以A正确；光照射到金属上，不能发生光电效应，说明入射光的频率太低，低于极限频率，所以B错；光电效应，康普顿效应都反映了光的粒子性，所以C错；物质波是一种概率波，粒子到达什么位置是随机的，是预先不确定的，因此不能用轨迹”描述粒子的运动，所以D错.]h c h £5.AC [由波速公式c=入，德布罗意波波长入=",光能量子£= hv,可得c=卡=p£ =£'，故选项A、C正确.]P6. A [由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能E<= h v -W o,瓦一v图象中，钨、锌直线的斜率应相同，故C、D错误；又因为钨的逸出功小于锌的逸出功，所以钨的截止频率应小于锌的截止频率，综上可知A项正确.]7.ACD [微波的波长范围是1 mm到10 m A正确.微波能在真空中传播，B不正确.黑体热辐射实际上是电磁辐射，C正确.普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，D正确.]8.BC [由E= h v知，光的频率是光电子最大初动能的决定因素，a光的频率小，折射率小，临界角大，在光的干涉实验中，若保持双缝间距离、缝与屏间距离都不变，用b光和a光分别做实验得出的干涉条纹，可以看出b光的条纹间距比a光的小，B、C正确.]chc9. B [由光电效应方程得 h \— W 0= E k1 , - — W 0 = E k2,并且 E k1 : E k2= 1 : 2,可得 W 。
高中物理选修3-5人教版单元素养检测第十七章波粒二象性
单元素养检测(二)(第十七章)(90分钟100分)一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。
其中1～6题为单选，7～12题为多选)1.在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×10-7 m，每个激光脉冲的能量E=1.5×102J。
则每个脉冲中的光子数目为(已知普朗克常量h=6.63×1034 J·s，光速c=3×108 m/s) ( )A.5×1015B.5×1016C.5×1017D.5×1018【解析】选B。
每个光子的能量为E0=hν=h，每个激光脉冲的能量为E，所以每个脉冲中的光子个数为：N=，联立且代入数据解得：N=5×1016个。
2.如表给出了一些金属材料的逸出功。
材料铯钙镁铍钛逸出功(1019 J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有(普朗克常量h=6.63×1034 J·s，光速c=3.0×108 m/s) ( ) A.2种B.3种C.4种D.5种【解析】选A。
当单色光的频率大于金属的极限频率时便能产生光电效应，即照射光子的能量大于金属的逸出功。
由ε=hν及c=λν得，ε=h=6.63×1034×J=4.97×1019 J。
照射光光子的能量大于铯、钙的逸出功，能产生光电效应的材料有2种，故A项正确。
3.在中子衍射技术中，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相近。
已知中子质量m=1.67×10-27kg，可以估算德布罗意波长λ=1.82×10-10 m的热中子的动能的数量级为( )A.1017 JB.1019 JC.1021 JD.1024 J【解析】选C。
德布罗意波理论中子动量p=，中子动能E k==，代入数据可估算出数量级1021 J。
人教版选修(3-5)第十七章《波粒二象性》同步测试
第十七章波粒二象性单元测试【说明】本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。
请将第Ⅰ卷的答案填入答题栏内，第Ⅱ卷可在各题的相应位置直接作答。
第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60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5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)图11．黑体辐射的实验规律如图1所示，由图可知()A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动2．(2018·广州测试)用绿光照射一光电管，能产生光电流，则下列一定可以使该光电管产生光电效应的有()A．红外线B．黄光C．蓝光D．紫外线3．对不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，其中正确的是()A．微观粒子的动量不可确定B．微观粒子的位置不可确定C．微观粒子的动量和位置不可同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体4．电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm(波长越短，分辨率越高)，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将() A．小于0.2 nm B．大于0.2 nmC．等于0.2 nm D．以上说法均不正确5．近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为() A．光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C．大量光子表现光具有粒子性D．光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性6．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而发生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k－ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个E k－ν坐标图中，用实线表示钨，虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是图2中的()图27．(2007·江苏高考)2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是( )A ．微波是指波长在10－3 m 到10 m 之间的电磁波 B ．微波和声波一样都只能在介质中传播 C ．黑体的热辐射实际上是电磁辐射D ．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说8．某单色光在真空中的波长为λ，速度为c ，普朗克常量为h ，光以入射角θ1由真空射入水中，折射角为θ2，则( )A ．θ2＞θ1B ．光在水中的波长为sin θ2sin θ1λC ．每个光子在水中的能量为ch sin θ2λsin θ1D ．每个光子在水中的能量为chλ9．某光波射到一逸出功为W 的光电材料表面，所产生的光电子在垂直于磁感应强度为B 的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r ，则该光波的频率为(设电子的质量为m ，带电量为e ，普朗克常量为h )( )A.W hB.e 2B 2r 22mhC.W h ＋e 2B 2r 22mhD.W h －e 2B 2r 22mh10．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构．为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为dn，其中n ＞1.已知普朗克常量为h 、电子质量为m 和电子电荷量为e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )A.n 2h 2med 2 B ．(md 2h 2n 2e 3)13 C.d 2h 22men 2 D.n 2h 22med 211．方向性很好的某一单色激光源，发射功率为P ，发出的激光波长为λ，当激光束射到折射率为n 的介质中时，由于反射其能量减少了10%，激光束的直径为d ，那么在介质中与激光束垂直的截面上单位时间内通过单位面积上的光子数为( )A.3.6Pλπd 2hcB.3.6Pλn πd 2hcC.0.9PλhcD.3.6Pλhc12．在绿色植物的光合作用中，每放出1个氧分子要吸收8个波长为6.88×10－7m 的光量子．每放出1 mol的氧气，同时植物储存469 kJ的能量，绿色植物能量转换效率为(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)()A．9% B．34%C．56% D．79%第Ⅱ卷(非选择题，共40分)二、计算题(本题包括4小题，共40分．解答题应写出必要的文字说明、主要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，答案中必须写出数值和单位) 13．(9分)质量为10 g、速度为300 m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波波长是多少？为什么我们无法观察到其波动性？如果能够用特殊的方法观察子弹的波动性，我们是否能够看到子弹上下或左右颤动着前进，在空间中描绘出正弦曲线或其他周期性曲线？为什么？14．(9分)图3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3(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＝0.91×10－30 kg，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)15．(11分)波长λ＝0.71A°的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知rB＝1.88×10－4m·T.试求：(1)光电子的最大初动能；(2)金属的逸出功；(3)该电子的物质波的波长是多少？图416．(11分)如图4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e，求：(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．详解答案章末检测(二) 波粒二象性1．选ACD 由题图可知，随温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化相反．故正确答案为A 、C 、D.2．选CD 按频率从小到大的顺序排列：红外、红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、紫外．光的能量与光的频率成正比，大于绿光频率的光都可以发生光电效应，选项C 、D 正确．3．选CD 本题主要考查对不确定性关系Δx Δp ≥h4π的理解．不确定性关系表示确定位置、动量的精度相互制约，此长彼消，当粒子的位置不确定性小时，粒子动量的不确定性更大；反之亦然，故不能同时准确确定粒子的位置和动量．不确定性关系是自然界中的普遍规律，对微观世界的影响显著，对宏观世界的影响可忽略，故C 、D 正确．4．选A 根据λ＝hp可知，因为质子的质量较大，速度相同，所以它的德布罗意波长较短，又因为波长越短，分辨率越高，故选A 正确．5．选D 由题意知像素越高形成照片的光子数越多，表现的波动性越强，照片越清晰，D 项正确．6．选A 由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能E k ＝hν－W 0，E k －ν图象中，钨、锌直线的斜率应相同，故C 、D 错误；又因为钨的逸出功小于锌的逸出功，所以钨的极限频率应小于锌的截止频率，综上可知A 项正确．7．选ACD 微波的波长范围是1 mm 到10 m ，A 正确．微波能在真空中传播，B 不正确．黑体热辐射实际上是电磁辐射，C 正确．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，D 正确．8．选BD 单色光由光疏介质进入光密介质，入射角θ1大于折射角θ2，A 错；光的频率不变，故c λ＝v λ′……①，又n ＝c v ＝sin θ1sin θ2……②，解①②得λ′＝sin θ2sin θ1λ，B 对；由ε＝hν，得ε＝hcλ，D 对．9．选C 由光电效应方程：hν－W ＝12m v 2 ①由向心力公式：e v B ＝m v2r②由①②两式可得：ν＝W h ＋e 2B 2r 22mh10．选D 由德布罗意波长λ＝h p 知，p 是电子的动量，则p ＝m v ＝2meU ＝h λ，而λ＝dn，代入得U ＝n 2h22med 2.11．选A 与激光束垂直的截面上单位时间内通过单位面积的光能为E ＝0.9P 14πd 2＝3.6P2，光子的能量ε＝hc λ，则光子数N ＝E ε＝3.6Pλπd 2hc.12．选B 植物储存的能量与它储存这些能量所需要吸收的总光能的比值就是绿色植物的能量转换效率．现已知每放出1 mol 氧气储存469 kJ 的能量，只要再求出所需的光能就行了．设阿伏加德罗常数为N A .因每放出一个氧分子需要吸收8个光量子，故每放出1 mol 的氧气需要吸收的光量子数为8N A .其总能量为E ＝8N A ·hcλ＝8×6.02×1023×6.63×10－34×3×1086.88×10－7J ≈1.392×106 J.绿色植物的能量转化效率为η＝469×1031.392×106×100%≈34%.13．解析：根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一种波和它对应，飞行的子弹必有一种波与之对应．由波长公式可得λ＝h p ＝ 6.63×10－3410×10－3×3×102 m ＝2.21×10－34m ．由于子弹的德布罗意波波长极短，即使采用特殊方法观察，我们也不能观察到其运动轨迹为正弦曲线或其他周期性曲线．不会看到这种现象，因德布罗意波是一种概率波，粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非宏观的机械波，更不是粒子做曲线运动．答案：见解析14．解析：(1)由动能定理得12m v 2＝eU ，所以v ＝2eUm代入数据得：v ≈1.0×108 m/s(2)因为12m v 2＝eU ＝hν＝h cλ所以λ＝hc eU≈4.1×10－11 m(3)n ＝It e ＝10×10－3×11.6×10－19个＝6.25×1016个 答案：(1)1.0×108 m/s (2)4.1×10－11 m (3)6.25×1016个15.解析：(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力m v 2r＝e v B所以v ＝erBm电子的最大初动能E k ＝12m v 2＝e 2r 2B 22m＝(1.6×10－19)2×(1.88×10－4)22×9.1×1031J ≈4.97×10－16 J ≈3.1×103 eV (2)入射光子的能量ε＝hν＝h c λ＝6.63×10－34×3×1087.1×10－11×1.6×10－19 eV ≈1.75×104eV 根据爱因斯坦光电效应方程得金属的逸出功为 W 0＝hν－E k ＝1.44×104 eV (3)物质波的波长为λ＝h m v ＝h erB ＝ 6.63×10－341.6×10－19×1.88×10－4 m ≈2.2×10－11m 答案：(1)3.1×103 eV (2)1.44×104 eV (3)2.2×10－11 m16．解析：(1)根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－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 ＝d 2m Ue.答案：(1)eU ＋hc λ－W (2)d 2mUe。
高中物理第17章波粒二象性第3节粒子的波动性课时作业新人教版选修3_5
第3节粒子的波动性基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1．对于光的波粒二象性的说法中，正确的是导学号 96140166( )A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光波与机械波是同样的一种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性答案：D解析：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性。
粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说。
2．下列说法中正确的是导学号 96140167( )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，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性答案：C解析：物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显而已，故只有C对。
3．有关光的本性，下列说法中正确的是导学号 96140168( )A．光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案：D解析：光在不同条件下表现出不同的行为，其波动性和粒子性并不矛盾，A错、D对；光的波动性不同于机械波，其粒子性也不同于质点，B错；大量光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性，C错。
4．频率为ν的光子，德布罗意波长为λ＝hp，能量为E ，则光的速度为导学号 96140169( )A ．E λhB ．pEC ．EpD ．h 2Ep答案：AC解析：根据c ＝λν，E ＝h ν，λ＝h p ，即可解得光的速度为E λh 或E p。
2016-2017学年高中物理人教版选修3-5习题：第17章 波粒二象性 第1、2节 Word版含解析
第十七章第一、二节基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的导学号96140144()A．木棒的长度B．物体的质量C．物体的动量D．学生的个数答案：D解析：所谓“量子化”应该是不连续的，一份一份的，故选项D正确。
2．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是导学号96140145()答案：B解析：根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C、D错误。
另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A错误，B正确。
3．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。
假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比导学号96140146()A．频率变大B．频率不变C．光子能量变大D．波长变长答案：D解析：运动的光子和一个静止的自由电子碰撞时，既遵守能量守恒，又遵守动量守恒。
碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子，光子的能量减少，波长变长，频率减小，D 选项正确。
4．(黑龙江大庆一中2015～2016学年高二下学期检测)关于光电效应现象，下列说法正确的是导学号 96140147( )A ．只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B ．在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比C ．产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D ．在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比答案：D解析：根据光电效应方程E km ＝h c λ－h c λ0。
入射光的波长必须小于极限波长，才能发生光电效应，故A 错误；从光电效应方程知，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，不是成正比，故B 错误。
根据光电效应方程E km ＝hν－W 0，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关，故C 错误。
人教版高中物理选修3-5第十七章 波粒二象性单元测试含答案
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性单元测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱．在加速电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显微镜的分辨本领，下列判定正确的是()A．电子显微镜分辨本领较强B．质子显微镜分辨本领较强C．两种显微镜分辨本领相同D．两种显微镜分辨本领无法比较2.假如一个光子与一个静止的不受任何外力作用的电子发生碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，电子被碰撞后也因此获得了一定的动量p，关于在这个碰撞的过程中，以下说法中正确的是()A．该碰撞过程中动量不守恒，能量守恒B．碰撞前、后的光子在同一种介质中传播时，碰撞前的光子的速度更大C．碰撞前、后光子的频率不变D．电子被碰撞后，它的德布罗意波长为(h为普朗克常量)3.光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应，这一现象说明()A．光是机械波，且可以携带信息B．光具有波动性，且可以携带信息C．光具有粒子性，但不可携带信息D．光具有波粒二象性，但不可携带信息4.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率v变化的E k－ν图象，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将两者的图象分别用实线与虚线画在同一个E k－ν图上，则下图中正确的是()A．B．C．D．5.对“光的波粒二象性”理解正确的是()A．光既是一种波，又是一种粒子B．个别光子是粒子，大量光子是波C．光直线传播时表现为粒子性，发生干涉时表现为波动性D．在光的干涉条纹中，明条纹是光子能够到达的地方，暗条纹是光子不能到达的地方6.关于对黑体的认识，下列说法正确的是()A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体7.下列说法正确的是()A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长8.已知金属甲发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系如直线1所示．现用某单色光照射金属甲的表面，产生光电子的最大初动能为E1，若用同样的单色光照射金属乙表面，产生的光电子的最大初动能如图所示．则金属乙发生光电效应时产生光电子的最大初动能跟入射光的频率关系图线应是()A．aB．bC．cD．上述三条图线都有可能9.用波长为2.0×10－7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，结果取两位有效数字)()A． 5.5×1014HzB． 7.9×1014HzC． 9.8×1014HzD． 1.2×1015Hz10.如图所示，四个示意图所表示的实验中，能说明光具有粒子性的是()A．B．C．D．二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大．下列说法中正确的是()A．有些X射线的能量传给了电子，因此X射线的能量减小了B．有些X射线吸收了电子的能量，因此X射线的能量增大了C． X射线的光子与电子碰撞时，动量守恒，能量也守恒D． X射线的光子与电子碰撞时，动量不守恒，能量守恒12.(多选)对光的认识，以下说法中正确的是()A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B．高频光是粒子，低频光是波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，就不再具有波动性了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得明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显13.(多选)研究光电效应实验电路图如图a所示，其光电流与电压的关系如图b所示．则下列说法中正确的是()A．若把滑动变阻器的滑动触头向右滑动，光电流一定增大B．图线甲与乙是同一种入射光，且入射光甲的强度大于乙光的强度C．由图可知，乙光的频率小于丙光的频率D．若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小14.(多选)在单缝衍射实验中，()A．缝越窄，粒子位置的不确定性越大B．缝越宽，粒子位置的不确定性越大C．缝越窄，粒子动量的不确定性越大D．缝越宽，粒子动量的不确定性越大分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.已知某种紫光的波长为440nm，要使电子的德布罗意波长为这种紫光波长的万分之一，电子的速度应该为多大？要把电子从静止加速到这样的速度，加速电压是多大？(已知电子质量m＝9.1×10－31kg，电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)16.已知＝5.3×10－35J·s.试求下列情况中子弹和电子的位置的不确定量的大小．(1)一颗质量为10 g的子弹，具有200 m/s的速率，其动量的不确定量为动量的0.01%；(2)一电子具有200 m/s的速率，其动量的不确定量为动量的0.01%(电子质量为9.1×10－31kg)．17.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)18.太阳的辐射功率(太阳每秒辐射的能量)为38.6×1025J/s，已知射到大气层的太阳能只有45%到达地面，另有55%被大气层吸收和反射，而未到达地面．若射到地球上的太阳光可视为垂直于地球表面，把太阳光看成是频率为5×1014Hz的单色光，求地球表面上1 cm2的面积每秒接收到多少个光子？已知太阳到地球的距离为R＝1.5×1011m．(最后结果保留两位有效数字)答案1.【答案】B【解析】在电场中加速eU＝mv2＝，又由物质波公式λ＝得λ＝，所以经相同电压加速后的质子与电子相比，质子的物质波波长短，波动性弱，从而质子显微镜分辨本领较强，即B选项正确．2.【答案】B【解析】光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，A错误；光子与电子碰撞后，电子能量增加，光子能量减小，根据E＝hf，光子的频率减小，光的波长λ＝不变；故光的波速v＝λf减小，故B正确，C错误；碰撞过程光子和电子的总动量守恒，光子速度反向，故动量变化量大小为2p，故电子的动量改变量也为2p，初动量为零，末动量为2p，故德布罗意波的波长为λ＝，故D错误．3.【答案】B【解析】光是电磁波，不是机械波，A错误；光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，该现象说明光具有波动性，没有涉及粒子性，且电磁波可以携带信息，B正确，C、D错误．4.【答案】A【解析】根据光电效应方程有：E k＝hν－W，由此可知在E k－ν图象中，斜率表示普朗克常数h，横轴截距大小表示该金属极限频率的大小，由题意可知锌的逸出功大于钨的逸出功，故由ν0＝可知锌的极限频率大于钨的极限频率，故B、C、D错误，A正确．5.【答案】C【解析】波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量，A错误；少量的粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性．不是个别光子是粒子，大量光子是波，B错误；光直线传播时表现为粒子性，发生干涉时表现为波动性，C正确；在光的干涉条纹中，明条纹是光子到达几率比较高的地方，暗条纹是光子到达几率比较小的地方，D错误．6.【答案】C【解析】黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故A错误；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，故B错，C对；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误．7.【答案】A8.【答案】A【解析】E k与ν关系图线的横轴截距表示截止频率．a图线的截止频率比1图线大，根据E k＝hν－hν0，所以用同样的光照射，在金属乙上产生光电子最大初动能比照射到金属甲上小，A正确；b 图线的截止频率与1图线相同，根据E k＝hν－hν0，所以用同样的光照射，在金属乙上产生光电子最大初动能与照射到金属甲上的相同，B错误；c图线的截止频率比1图线小，根据E k＝hν－hν0，用同样的光照射，在金属乙上产生光电子最大初动能比照射到金属甲上大，故C错误．9.【答案】B【解析】由爱因斯坦的光电效应方程＝E km＋W0，而金属的逸出功W0＝hν0，由以上两式得，钨的极限频率为：ν0＝－＝7.9×1014Hz，B项正确．10.【答案】C11.【答案】AC【解析】在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，能量减小，根据λ＝，知波长增大，碰撞过程系统不受外力，故动量守恒，光子的能量远大于电子的束缚能时，光子与自由电子或束缚较弱的电子发生弹性碰撞，故能量守恒，A、C正确．12.【答案】AD【解析】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；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，频率高的光粒子性强，频率低的光波动性强，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，所以正确选项为A、D.13.【答案】BC【解析】滑动变阻器向右移时，光电流可能增大，也可能已达到饱和值而不变，A错误；截止电压相同，说明最大初动能相同，说明甲与乙是同一种入射光；饱和光电流不同，说明入射光甲的强度大于乙光的强度，B正确；截止电压越大，说明入射光频率越大，C正确；逸出功只与金属本身性质有关，D错误．14.【答案】BC【解析】由不确定性关系ΔxΔp≥知，缝越宽，粒子位置的不确定性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，因此选项B、C正确．15.【答案】 1.66×107m/s7.8×102V【解析】若电子的波长λ＝＝4.4×10－11m，电子的速度应为v＝＝＝m/s≈1.66×107m/s.若加速电压为U，则有E＝mv2＝eU，则U＝＝V≈7.8×102V.16.【答案】(1)2.65×10－31m(2)2.91×10－3m【解析】(1)子弹的动量p＝mv＝0.01×200 kg·m/s＝2.0 kg·m/s动量的不确定量Δp＝0.01%×p＝2.0×10－4kg·m/s由不确定关系ΔxΔp≥，得子弹位置的不确定量Δx≥＝2.65×10－31m.(2)同理，电子动量的不确定量Δp′＝9.1×10－31×200×0.01%＝1.8×10－32kg·m/s电子位置的不确定量Δx≥≈2.91×10－3m.17.【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．18.【答案】1.9×1017个【解析】设想有一个以太阳中心为圆心，以太阳到地球表面距离(近似等于太阳到地球的距离R)为半径的大球，这个大球面上单位面积每秒接收到辐射的功率为P0′＝(式中P为太阳的辐射功率)，则地球表面上1 cm2的面积每秒接收到的能量P0＝P0′×45%×10－4＝38.6×1025×J＝6.15×10－2J.设地球表面上1 cm2的面积每秒接收到的光子数为n，由于光子的能量E＝hν，则n＝＝个≈1.9×1017个．。
2016-2017学年高中物理 第17章 波粒二象性本章测评A 新人教版选修3-5
第17章波粒二象性(基础过关)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
第1~5题为单选题,第6~8题为多选题。
全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)1()A.能量的连续经典理论B.普朗克提出的能量量子化理论C.以上两种理论体系任何一种都能解释D.牛顿提出的能量微粒说解析:根据黑体辐射的实验规律,随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都增加;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释,故选项B正确。
答案:B2.关于光效应的规律,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解析:由E=hν=h知,当入射光波长小于金属的极限波长时,发生光电效应,故A错误;由E k=hν-W0知,最大初动能由入射光频率决定,与入射光强度无关,故B错误;发生光电效应的时间一般不超过10-9 s,故C错误;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的强度是成正比的,D正确。
答案:D3.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.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,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增大的方向移动解析:一般物体的热辐射强度除与温度有关之外,还与材料、表面状态有关,A错误;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正确,D错误。
答案:C4.关于光电效应,下列说法中正确的是()A.光电流随入射频率的增大而增大B.光电子的初动能越大,光电流就越大C.光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率D.用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应,则改用频率是ν2的红光照射该金属就一定不发生光电效应解析:光的频率高,光子能量大,但光不一定强,入射光子数目不确定,产生的光电流也不一定强,故选项A错误。
2016-2017学年高中物理第17章波粒二象性本章测评B新人教版选修3-5
第17章波粒二象性（高考体验）一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确；全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1. （2015 •江苏单科）波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有（）A. 光电效应现象揭示了光的粒子性B. 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D. 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等解析：光具有波粒二象性，光电效应揭示了光的粒子性，选项A正确;干涉和衍射是波所具有的特征，选项B正确；黑体辐射的实验规律可利用普朗克提出的能量子观点来解释，选项C错误;根据动量和动能的关系卩=知，质子和电子的动能相等时，质子的动量大，由入=知，质子的德布罗意波的波长小，选项D错误。
答案:AB2. （2014 •上海单科）在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是（）A. 光电效应是瞬时发生的B. 所有金属都存在极限频率C. 光电流随着入射光增强而变大D. 入射光频率越大，光电子最大初动能越大解析:光的波动理论认为只要光照射的时间足够长、足够强就能发生光电效应，且光电子的初动能就大，但实验中金属表面溢出电子的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，发生是瞬时的，且入射光频率越大，光电子最大初动能越大，这与光的波动理论相矛盾，故A、B、D三项错误。
波动理论认为光强度越大，光电流越大；光电效应中认为光强度越大，光子越多，金属表面溢出的光电子越多，即光电流越大，所以该实验结果与波动理论不矛盾，故C项正确。
答案：C3. |导学号9728006i］（2O12 •北京理综）“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。
若在结两端加恒定电压U则它会辐射频率为V的电磁波，且V与U成正比，即V =kU。
已知比例系数k仅与元电荷e 的2倍和普朗克常量h有关。
你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为（）A. B. C.2he D.解析:根据物理单位知识，表达式及变形式两侧单位是一致的，由本题中涉及的物理量：V、Ue、h及与其有联系的能量表达式E=hv①，E=U②,由①②得h的单位与的单位相同，即h单位可用4.V- C-S表示，题中V =kU即k=3,单位可用表示，选项B中单位等效于，故选项B正确,A、C、D错误。
高中物理第十七章波粒二象性章末过关检测卷新人教版选修3-5
章末过关检测卷(二)第十七章 波粒二象性(测试时间：50分钟 评价分值：100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～9题有多项符合题目要求．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．普朗克能量子假说是为了解释(D )A ．光电效应的实验规律而提出的B ．康普顿效应而提出的C ．光的波粒二象性而提出的D ．黑体辐射的实验规律而提出的解析：普朗克能量子假说完美解决了经典物理学在黑体辐射问题上遇到的困难，并且为爱因斯坦光子理论、玻尔原子理论奠定了基础．2．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产生光电效应的是(C )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：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 选项正确．3．用绿光照射一光电管，产生了光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，下列做法可取的是(D )A ．改用红光照射B ．增大绿光的强度C ．增大光电管上的加速电压D ．改用紫光照射解析：由爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0，在逸出功一定时，只有增大光的频率，才能增加最大初动能，与光的强度无关，D 对．4．实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中不能突出体现波动性的是(B )A ．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C ．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D ．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 解析：电子通过双缝实验后可以形成干涉图样，说明电子是一种波，故A 正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，说明β射线是一种粒子，故B 错误；人们利慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C 正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用电子的干涉现象，说明电子是一种波，故D 正确．所以选B.5．关于物质波，下列说法正确的是(A )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：由λ＝h p 可知，动量大的波长短．电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长．电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式：p ＝2mE k 可知，电子的动量小，波长长．动量相等的电子和中子，其波长应相等．如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲的波长应是乙的13. 6. 下列有关光的说法正确的是(BD )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：在光电效应中，光子将能量传递给电子，不是光子转化为电子．故A 错误；大量的光子显示波动性，少量的光子显示粒子性．故B 正确；光有时是波，有时是粒子，但在确定的某时刻可以确定是波还是粒子．故C 错误；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．故D 正确．故选BD.7．下图是某金属在光的照射下产生的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(AB )A ．该金属的逸出功等于EB ．该金属的逸出功等于h ν0C ．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为3ED ．入射光的频率为ν02时，产生的光电子的最大初动能为E 2解析：根据光电效应方程有：E k ＝h ν－W 0，其中W 0为金属的逸出功：W 0＝h ν.所以有：E k ＝h ν－h ν0，由此结合图象可知，该金属的逸出功为E ，或者W 0＝h ν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E ，故A 、B 正确，C 错误；若入射光的频率为ν02时，小于极限频率，不能发生光电效应，故D 错误．故选AB.8．(2015·江苏卷)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有(AB )A ．光电效应现象揭示了光的粒子性B ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C ．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等解析：光电效应说明光的粒子性，所以A 正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B 正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C 错误；根据德布罗意波长公式，λ＝h p，p 2＝2mE k ，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D 错误．9．光电效应实验中，下列表述正确的是(CD )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解析：光电流的大小只与到达阳极的光电子个数有关，A错．由hν＝W0＋E k和qU＝E k知，CD正确．二、非选择题(本大题3小题，共46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．由数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)10．(1)(6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．(2)(3分)射线管中阳极与阴极间所加电压为3× 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________．(电子电荷量e＝1.6×C，电子初速度为零)(3)(9分)① 研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是________．②钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”), 原因是________________________________________________________________________．答案：(1)概率概率(2)解析：X 射线光子最大能量h ν＝eU ，即h c λ＝eU ，λ＝hc eU ＝4.1× m.答案：4.1×m(3)解析：①用频率相同的光照射金属，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能相等，根据＝eUC ，知遏止电压相等，光越强，饱和电流越大．故C 正确，A 、B 、D 错误．故选C.② 钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出的过程中，由于要克服金属束缚做功，速度减小，则动量减小．答案：①C ②减小 克服金属束缚做功(或光电子受到金属表面层中力的阻碍作用)11．(8分)在某次光电效应实验中，得到的遏制电压U 0与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．解析：光电效应中，入射光子能量h ν，克服逸出功W 0后多余的能量转换为电子动能，反向遏制电压eU ＝h ν－W 0；整理得U ＝h e ν－W 0e ，即斜率h e＝k ，所以普朗克常量h ＝ek ，截距为b ，即eb ＝－W 0，所以逸出功W 0＝－eb .答案：ek －eb .12．(10分)某真空光电管的金属阴极的逸出功是 J ，某种单色光的能量恰好等于这种金属的逸出功，试求：(1) 这种单色光的频率多大？(2) 在光电管的阳极和阴极间加30 V 的加速电压，用这种单色光照射光电管的阴极，光电子到达阳极时的动能有多大？解析：(1) 该单色光的频率即为光电管阴极金属的极限频率．该单色光光子能量ε＝h ν，所以ν＝εh ＝(2) 到达阳极时电子的动能即为加速电压所做的功：13．(10分)用波长为200 nm 的紫外线照射镍的表面，释放出来的光电子最大的动能是2.94 eV ，用波长为160 nm 的紫外线照射镍的表面，释放出来的光电子最大动能是多少？解析：设镍的逸出功为W ，根据爱因斯坦光电效应方程，有： 第一次照射：E k1＝h cλ1－W ，①第二次照射：E k2＝h cλ2－W ，②由①②两式相减，得E k2－E k1＝hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ2－1λ1，即E k2＝E k1＋hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ2－1λ1＝ 2.94eV ＋eV ＝4.49 eV.答案：4.49eV。
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2016高中物理第17章波粒二象性限时测试题新人教版选修3-5 本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，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．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )答案：A解析：由黑体实验规律知温度越高，辐射越强，且最大强度向波长小的方向移动，A对，B、C、D错。
2．(河北承德一中2014～2015学年高二下学期检测)下列各种说法中错误的有( ) A．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短C．在光的单缝衍射实验中，狭缝越窄，光子动量的不确定量越大D．任何一个运动物体，无论是大到太阳、地球，还是小到电子、质子，都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波答案：B解析：普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说，故A正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率小于极限频率，故B错误；光的单缝衍射实验中，狭缝越窄，光子动量的不确定量越大，故C正确；任何一个运动物体，都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波，故D正确。
3．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时()A ．锌板带正电，指针带负电B ．锌板带正电，指针带正电C ．锌板带负电，指针带负电D ．锌板带负电，指针带正电 答案：B解析：发生光电效应时有电子从锌板上跑出来，使锌板及验电器的指针都带正电，B 正确。
4．一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U )，该粒子的德布罗意波长为( )A.h2mqU B ．h2mqU C.h2mqU2mqU D ．h mqU答案：C解析：设加速后的速度为v ，由动能定理得：qU ＝12mv 2所以v ＝2qU m由德布罗意波长公式： λ＝h p＝h m2qU m＝h2mqU2mqU 5．(宁波效实中学2013～2014学年高二下学期期末)人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm 的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3.0×108m /s ，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )A ．2.3×10－18W B ．3.8×10－19W C ．7.0×10－10WD ．1.2×10－18W答案：A解析：每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收到最小功率为P ＝6hcλt ＝6×6.63×10－34×3×108530×10－91W ＝ 2.3×10－18W 。
6.(北京东城区2013～2014学年高二下学期期末)实验得到金属钙的光电子的最大初动能E km 与入射光频率ν的关系如图所示。
下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是( )A.km B ．如用金属钠做实验得到的E km －ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大 C ．如用金属钠做实验得到的E km －ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，－E k2)，则E k2<E k1D ．如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，可能会有光电子逸出 答案：C解析：由光电效应方程E km ＝h ν－W 可知E km －ν图线是直线，且斜率相同，A 、B 错，由表中所列的截止频率和逸出功数据可知C 正确，D 错误。
7．(诸城一中2014～2015学年高二下学期期中)2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。
他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。
下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是( )A ．微波是指波长在10－3m 到10m 之间的电磁波 B ．微波和声波一样都只能在介质中传播 C ．黑体的热辐射实际上是电磁辐射D ．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 答案：ACD解析：微波是电磁波，其波长范围为10－3m 到10m 之间，微波能在真空中传播，故A 对，B 错；普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，他认为能量是一份一份的，每一份是一个能量子，黑体辐射本质上是电磁辐射，故C 、D 正确。
8.用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图。
则这两种光( )A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大C ．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大D ．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大 答案：BC解析：由题图知，E km a <E km b ，故选项A 错误；对同一光电管，由光电效应方程E km ＝h ν－W ，知νa <νb ，由sin C ＝1n 知，C a >C b ，故选项B 正确；由Δx ＝L d λ及λ＝cν知，频率越小波长越长，间距越大，即Δx a >Δx b ，故选项C 正确；因νa <νb ，所以通过三棱镜时，b 的偏折程度大，故选项D 错误。
9.如图所示，一束复合光束c ，从玻璃射向空气，经折射后形成光a 、b 两束光线，则下列说法正确的是( )A ．a 光光子的能量比b 光光子的能量小B ．从玻璃射向空气时，a 光的临界角小于b 光的临界角C ．若a 光能发生光电效应，b 光也一定能发生光电效应D ．经同一双缝干涉装置得到干涉条纹，a 光干涉条纹间距小 答案：AC解析：由光的折射定律知a 光的折射率小于b 光的折射率，a 光的频率小于b 光的频率所以A 对B 错误，C 正确；a 光的波长大于b 光的波长，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距，D 错。
10．(北京市昌平区2013～2014学年高二下学期期末)以 往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只吸收到一个光子而从金属表面逸出。
强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。
用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应，换同样频率为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 ＝h νe －W e B ．U ＝2h νe －W eC ．U ＝3h νe－WeD ．U ＝2h ν－W答案：BC解析：本题考查光电效应方程。
解题的关键是要明确，电子可能要吸收多个光子。
由光电效应方程可知E K ＝n ·h ν－W 而eU ＝E K ，所以U ＝nh νe －We(n ＝2、3、4…)，故B 、C 选项正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，共18分。
把答案直接填在横线上)11．(5分)二氧化碳能很好吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1.43×10－3～1.6×10－3m ，相应的光子能量的范围是________，“温室效应”使大气全年的平均温度升高，空气温度升高，从微观上看就是空气中分子的________。
(已知普朗克常量h ＝6.6×10－34J·s，真空中的光速c ＝3.0×108m/s ，结果取两位有效数字) 答案：1.2×10－22～1.4×10－22J 无规则运动(或热运动)更剧烈或无规则运动(或热运动)的平均动能增大解析：由c ＝λν，得ν＝cλ，代入数据得频率范围为1.88×1011～2.1×1011Hz ，又由ε＝h ν得能量范围为1.2×10－22～1.4×10－22J 。
由分子动理论可知，温度升高，物体分子无规则运动更剧烈，因此分子平均动能增大。
12．(6分)(襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中2013～2014学年高二下学期期中联考)如图所示是使用光电管的原理图，当频率为ν的可见光照射到阴极K 上时，电流表中有电流通过。
(1)当变阻器的滑动端P 向________滑动时(填“左”或”右”)，通过电流表的电流将会增大。
(2)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U ，则光电子的最大初动能为________(已知电子电荷量为e )。
(3)如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将________(填“增加”、“减小”或“不变”)。
答案：左 eU 不变解析：(1)当变阻器的滑动端P 向左移动，反向电压减小，光电子到达右端的速度变大，则通过电流表的电流变大；(2)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U ，根据动能定理得，eU ＝12mv 2m ，则光电子的最大初动能为eU ；(3)根据光电效应方程知，E km ＝h ν－W 0，知入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变。
13．(7分)深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道，如图所示是一个航标灯自动控制电路的示意图。
电路中的光电管阴极K 涂有可发生光电效应的金属。
下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长，又知可见光的波长在400～770nm(1nm ＝10－9m)。
各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：(1)光电管阴极K 上应涂有金属________；(2)控制电路中的开关S 应和________(填“a”和“b”)接触；(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤事故。
如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机，这时电路中开关S 应和________接触，这样，当工人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即动作，使机床停止工作，避免事故发生。