2019-2020学年物理人教版选修3-5第十七章波粒二象性单元测试题(一)(附答案解析)

波粒二象性 单元测试题

一、选择题（每小题6分，共60分）

1．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图1中，符合黑体辐射规律的是（ ）

2．已知某单色光的波长为λ，在真空中的传播速度为c ，普朗克常量为h ，则该电磁波辐射的能量子的值为（ ） A ．

λ

hc

B ．

c h λ C ．λ

h

D ．hc λ 3．下列说法正确的是（ ） A ．概率波就是机械波 B ．物质波是一种概率波

C ．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象

D ．在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上

4．用频率是1ν的光照射某金属的表面时，正好发生光电效应。如果改用强度相同，但频率是2ν的另一种光（已知12νν<）照射这一种金属表面，则（ ）

Ａ.光电子的最大初动能不变 Ｂ.光电子的最大初动能增大 Ｃ.光电子的最大初动能减小 Ｄ.单位时间发射的光电子数增多。

5．经150V 电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则（ ） A ．所有电子的运动轨迹均相同 B ．所有电子到达屏上的位置坐标均相同

C .电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定

D ．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置

6. 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图2所示。则可判断出（ ）

图1

A ．甲光的频率大于乙光的频率

B ．乙光的波长大于丙光的波长

C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的

光电子最大初动能

7．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内能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，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图3。用频率为υ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 ．

B ．

C ．

D ．

8. 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 ．7.0×10-48W

D ．1.2×10-48W

9．（多选）对不确定性关系4h

x P π

∆∆

≥有以下几种理解，其中正确的是（

） A ．微观粒子的动量不可能确定 B ．微观粒子的坐标不可能确定

C ．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定

D ．不确定关系常用于电子和光子等微观粒子

10. （多选）波粒二象性时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

二、填空题(每小题8分，共16分)

11. 如图4所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零。用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带______电（选填写“正”或“负”）；若改用红外线重复上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率_________红外线的频率（选填“大

于”或“小于”）。

12．在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为0λ，该金属的逸出功为______。若用波长为λ（λ<λ0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e ，c

和h 。

三、计算题（共24分）

13．（12分）一颗质量为5kg 的炮弹以200m/s 的速度运动时： （1）求它的德布罗意波波长；

（2）假设它以光速运动，求它的德布罗意波波长

（3）若要使它的德布罗意波波长为400nm ，求它的速度。

14．（12分）分别用λ和

4

3

λ的单色光照射同一金属，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是多大？

图4

参考答案

1．A 解析 温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，这是热辐射的特点，故只有A 图对。 2．A 解析 c

h h

εγλ

==。

3．B 解析 概率波与机械波是两个概念，本质不同；物质波是一种概率波，符合概率波的特点；光的双缝干涉实验中，若有一个光子，这个光子的落点是不确定的，但有概率较大的位置。

4．B 解析 根据光电效应方程，照射光的频率增大，光电子的最大初动能变大，故Ｂ项正确，A 、C 项错误；因为照射光的强度相同，而2ν的光频率大，光子能量大，故它单位时间发射的光子数就少，产生的光电子数也就少，选项D 错误。

5．D 解析 电子被加速后其德布罗意波长h

P

λ=

=1×10－10m ，穿过铝箔时发生衍射。微观粒子的运动不能用“轨迹”来描述，不能用宏观物体的规律来研究或预测，在某位置出现的机会只能用概率来反映。

6.B 解析 光电流刚好零时，有k c E eU -=-，又据图知甲、乙光的遏制电压C U 相同且都是2C U ，小于丙光的

1C U ，故甲、乙光对应的光电子最大初动能都小于丙光的光电子最大初动能，D 项错；同一光电管的逸出功和截止

频率相同，故C 项错；又0k h E W γ=+，故甲、乙光的频率相同且都小于丙光的频率，故A 项错；再根据/c λγ=，知甲、乙光的波长相等且都大于丙光的波长，B 项对。

7．B 解析 由题意可知，用强激光照射发生光电效应时有k E nh W υ=-（n=2,3,4,5,6------），在kA 之间逐渐增大U ，当光电流恰好减小到零时，由动能定理可得0k eU E -=-，联立可得nh W

U e e

υ=-（n=2,3,4,5,6------）

，对比各选项可知选B 。

8.A 解析 绿光光子能量E=h υ=

每秒钟最少由6个绿光的光子射入瞳孔，所以

，故选A

9．CD 解析 不确定性关系4h

x P π

∆∆≥

表示确定位置、动量的精确度互相制约，此长彼消，当粒子位置的不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；当粒子位置的不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小，故不能同时准确确定粒子的动量和坐标。不确定性关系也适用于其他宏观物体，不过这些不确定性微乎其微。

10.AB 解析 光电效应说明光具有粒子性，选项A 正确；衍射现象说明光具有波动性，选项B 正确；黑体辐射

的实验规律说明光具有粒子性，选项C 错误；动能相等的质子和电子，根据P =

h

P

λ=

知德布罗意波长不相等，选项D 错误。 11．正 大于