2022年高中物理第十七章波粒二象性章末检测新人教版.doc

2022年高中物理第十七章波粒二象性章末检测新人教版一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～10题为单选题，11～12题为多选题)1．近年来，数码相机几乎家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，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【解析】　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．【答案】　D2．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WC和WD，则下列选项正确的是(　　)A．λ1>λ2，WC>WDB．λ1>λ2，WCWDD．λ1<λ2，WCfb>fd>fc，则A选项对．【答案】　A8．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.hcλ D.【解析】　根据爱因斯坦光电效应方程得：＝.解得：W0＝.【答案】　B9．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波长设定为，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. B.C. D.【解析】　由德布罗意波波长λ＝知，p是电子的动量，则p＝mv＝＝，而λ＝，代入得U＝.【答案】　D10．在自然生态系统中，蛇与老鼠等生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它通过接收热辐射来发现老鼠的存在．假设老鼠的体温约为37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmax，根据热辐射理论，λmax与辐射源的绝对温度T的关系近似为λmaxT＝2.90×10－3 m·K.则老鼠发出的最强的热辐射的波长为(　　)A．7.8×10－5m B．9.4×10－6 mC．1.16×10－4 m D．9.7×10－8 m【解析】　体温为37 ℃时，热力学温度T＝310 K，根据λmaxT＝2.90×10－3 m·K，得λmax＝ m＝9.4×10－6 m.【答案】　B11．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【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．【答案】　BC12.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．通过同一玻璃棱镜时，a光的偏折程度大【解析】　由爱因斯坦光电效应方程可知|eUc|＝mv2＝hν－W0，由图象可知|Uc2|>|Uc1|，两种光的频率νa<νb，选项A错误；由两种光的频率关系得λa>λb，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝·λ可知，a光的相邻条纹间距大，选项C正确；同理可知naCb，选项B正确．【答案】　BC第Ⅱ卷(非选择题　共52分)二、实验题(本题有2小题，共15分，请将答案写在题中的横线上)13.(9分)如图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角．(1)现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________(填“增大”、“减小”或“不变”)．(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转．(3)实验室用功率P＝1 500 W的紫外灯演示光电效应．紫外线波长λ＝253 nm，阴极离光源距离d＝0.5 m，原子半径取r＝0.5×10－10 m，则阴极表面每个原子每秒钟接收到的光子数为________．(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)【解析】　(1)当用紫外光照射锌板时，锌板发生光电效应，放出光电子而带上了正电，此时与锌板连在一起的验电器也带上了正电，从而指针发生了偏转．当带负电的小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏转减小．(2)使验电器指针回到零，用钠灯黄光照射，验电器指针无偏转，说明钠灯黄光的频率小于极限频率，红外光比钠灯黄光的频率还要低，更不可能发生光电效应．能否发生光电效应与入射光的强度无关．(3)以紫外灯为圆心，作半径为d的球面，则每个原子每秒钟接收到的光能量为E＝×πr2＝3.75×10－18 J，因此每个原子每秒钟接收到的光子数为n＝＝＝5个．【答案】　(1)增大　(2)无　(3)5个14.(6分)如图所示是做光电效应实验的装置简图．在抽成真空的玻璃管内，K为阴极(用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9 eV)，A为阳极．在a、b间不接任何电源，用频率为ν(高于铯的极限频率)的单色光照射阴极K，会发现电流表指针有偏转．这时，若在a、b间接入直流电源，a接正极，b接负极，并使a、b间电压从零开始逐渐增大，发现当电压表的示数增大到2.1 V时，电流表的示数刚好减小到零．则a、b间未接直流电源时，通过电流表的电流方向为________；从阴极K发出的光电子的最大初动能Ek＝________J；入射单色光的频率ν＝________Hz.【解析】　(1)光电子由K向A定向移动，光电流由A向K，因此通过电流表的电流从下向上．(2)具有最大初动能的电子刚好不能到达A板，对该电子用动能定理Ek＝Ue得，最大初动能为2.1 eV＝3.36×10－19 J.(3)由光电效应方程：Ek＝hν－W，得ν＝9.65×1014Hz.【答案】　从下向上　3.36×10－19 J　9.65×1014 Hz三、计算题(本题有3小题，共37分，解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤，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)15．(12分)德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长是λ＝，式中p是运动物体的动量，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1 0－4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＝9.1×10－31 kg，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字)【解析】　(1)λ＝，λ1＝10－4λ，电子的动量p＝＝ kg·m/s＝1.5×10－23kg·m/s(2)电子在电场中加速，有eU＝mv2，U＝＝＝8×102 V.【答案】　(1)1.5×10－23 kg·m/s　(2)8×102 V16．(12分)如图所示， 阴极K用极限波长λ0＝0.66 μm的金属铯制成，用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，调整两个极板间的电压，当A板电压比阴极高出2.5 V时，光电流达到饱和，电流表示数为0.64 μA，求：(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．(2)如果把照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极的最大初动能．【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＝＝个＝4.0×1012个．根据爱因斯坦光电。