人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒二象性》单元检测题(解析版).doc

波粒二象性单元检测题一、单选题 1.一束波长为7105cm的光波，每秒钟有31015个光子通过一个与光线垂直的平面另有一束光，它传输相同的能量，但波长为4105cm.那么这束光每秒钟通过这垂直平面的光子数目为()A 0.581015个 B 31015个 C 1.711015个 D 5.251015个2.质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大为2v，则描述该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)()A 保持不变B 变为原来波长的两倍C 变为原来波长的一半D 变为原来波长的四倍3.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4.真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为1和2)制成，极板面积为S，间距为d.现用波长为(12)的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量Q正比于()A() B() C() D()5.近年来军事行动中，士兵都配带“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为()A “红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B 一切物体均在不停地辐射红外线C 一切高温物体均在不停地辐射红外线D “红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线6.下列有关黑体辐射的说法中，正确的是()A 温度越高，黑体辐射的强度越大B 温度越高，黑体辐射的强度越小C 黑体辐射的强度与温度无关D 随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动7.下列说法中正确的是()A 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B 只要增大入射光强度，就一定能发生光电效应C 如果能发生光电效应，只增大入射光强度，单位时间内逸出的光电子数目不变D 光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方8.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9.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10.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11.1924年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长为，p为物体运动的动量，h是普朗克常量同样光也有具有粒子性，光子的动量为p.根据上述观点可以证明一个静止的自由电子如果完全吸收一个光子，会发生下列情况：设光子频率为，则光子能量Eh，光子动量p，被电子吸收后有hmv2，mv，由以上两式可解得：v2c，电子的速度为两倍光速，显然这是不可能的对此，下列分析、判断正确的是()A 因为在微观世界动量守恒定律不适用，上述推理错误，所以电子可能完全吸收一个光子B 因为在微观世界能量守恒定律不适用，上述推理错误，所以电子可能完全吸收一个光子C 动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用的规律，所以唯一结论是电子不可能完全吸收一个光子D 以上分析、判断都不对12.下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是()A 光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子B 由光电效应现象可知光子与电子是同一种粒子C 在一束光中，光子间的相互作用使光表现出波的性质D 光是一种波，同时也是一种粒子，在光子能量h中，频率仍表示的是波的特性二、多选题 13. 用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射到两种不同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中正确的是()A 两束紫外线光子总能量相同B 从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能相同C 在单位时间内从不同的金属表面逸出的光电子数相同D 从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能不同14.在光电效应实验中，采用极限频率为c5.51014Hz钠阴极，已知普朗克常量h6.61034Js，电子质量m9.11031kg.用频率7.51014Hz的紫光照射钠阴极产生光电子的()A 动能的数量级为1019JB 速率的数量级为108m/sC 动量的数量级为1027kgm/sD 德布罗意波长的数量级为109m15.在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如图甲，并记录相关数据对于这两组实验，下列判断正确的是()A 饱和光电流一定不同B 因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同C 光电子的最大初动能不同D 分别用不同频率的光照射之后绘制Uc图象(为照射光频率，图乙为其中一小组绘制的图象)，图象的斜率可能不同16.以下说法正确的是()A 从光的概念上看，光波是一种概率波B 电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子的粒子性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 每一个粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波后来称为物质波17.如图所示，与锌板相连的验电器的铝箔原来是张开的，现在让弧光灯发出的光照射到锌板，发现与锌板相连的验电器的铝箔张角变大，此实验事实说明()A 光具有波动性B 光具有粒子性C 若改用激光器发出的红光照射锌板，观察到验电器的铝箔张角则一定会变得更大D 验电器的铝箔原来带正电三、实验题 18.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 19.红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道的闪光，每道闪光称为一个脉冲现有一红宝石激光器，发射功率为P1.0106W，所发射的光脉冲持续时间t1.01011s，波长为693.4 nm (1 nm109m)，求：(1)每个光脉冲的长度(2)每个光脉冲含有的光子数(已知h6.631034Js)20.质量为m6.641027kg的粒子通过宽度为a0.1 mm的狭缝后，其速度的不确定量约为多少？若其速度v3107m/s，它能否看成经典粒子？21.波长为的单色光照射某金属M表面发生光电效应，发射的光电子(电荷量绝对值为e，质量为m)经狭缝S后垂直进入磁感应强度为B的均匀磁场，如图所示，今已测出电子在该磁场中做圆周运动的最大半径为R，求：(1)金属材料的逸出功；(2)反向遏止电压 答案解析1.【答案】C【解析】由题意得n1n2，代入数据得n21.711015个，2.【答案】C【解析】质量为m的粒子运动速度为v，其动量pmv，所以对应的物质波的波长为，现将粒子的速度增大为2v，则描述该粒子的物质波的波长将变为原来波长的一半3.【答案】A【解析】4.【答案】D【解析】由C可知，QCUU，从金属板钾中打出的光电子的最大初动能Ekmhh，当eUEkm时极板上带电荷量最多，联立可知D项正确5.【答案】B【解析】一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标从而采取有效的行动，故只有B正确6.【答案】A【解析】黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，A正确7.【答案】D【解析】概率波是物质波，传播不需要介质，而机械波传播需要介质，故概率波和机械波的本质是不一样的，但是都能发生干涉和衍射现象，A错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关，B错误；如果能发生光电效应，只增大入射光强度，则光子的密集程度增加，故单位时间内逸出的光电子数目增加，C错误；光波是概率波，故光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方，D正确8.【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9.【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10.【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11.【答案】C【解析】动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用的规律，故选项C正确，选项A、B、D错误12.【答案】D【解析】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，A错误；光子是电磁波，而电子是实物粒子，B错误；在一束光中，光子间的相互作用不影响光的波动性与粒子性，C错误；光是一种波，同时也是一种粒子，在光子能量h中，频率仍表示的是波的特性，它体现了光的波动性与粒子性的统一，D正确13.【答案】ACD【解析】它们的频率相同，则两束紫外线光子总能量相同，A正确；根据光电效应方程EkhW，入射光的频率相同，因两种金属的逸出功不同，所以光电子的最大初动能不同，B错误，D正确；单位时间内产生的光电子数目与入射光的强度有关，故强度相同的紫外线照射的金属，单位时间内产生的光电子数目相同，C正确14.【答案】AD【解析】15.【答案】BC【解析】虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流不一定相同，A错误；根据光电效应方程EkmhW0和eUcEkm得出，相同频率，不同逸出功，光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，B、C正确；因为Uc，知图线的斜率等于，从图象上可以得出斜率的大小，已知电子电量，可以求出斜率与普朗克常量有关， D错误16.【答案】AD【解析】光波是一种概率波，A正确；电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，B错误；光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性，C错误；与实物粒子相联系的波称为物质波，故D正确17.【答案】BD【解析】光电效应说明光具有粒子性，A错误，B正确若改用激光器发出的红光照射锌板，不一定能使锌板发生光电效应，故其夹角不一定会变得更大，C错误弧光灯照射锌板发生光电效应现象，电子从锌板逸出，锌板带上正电，铝箔张角变大，说明其原来带正电，D正确18.【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】19.【答案】(1)3.0103m(2)0.341014个【解析】(1)光脉冲的长度即光在一个脉冲时间内传播的距离，根据sct可知每个光脉冲的长度sct31081.010113.0103m(2)根据EPt可知每个光脉冲含有的能量为E1.01061.01011J 105J而每个光子的能量hh故每个光脉冲含有的光子数n0.341014个20.【答案】8105m/s能【解析】粒子位置不确定量xa，由不确定性关系xp及pmv，得v8105m/s，因为vv，所以能看成经典粒子处理21.【答案】(1)(2)【解析】(1)电子在磁场中半径最大时对应的初动能最大，由洛伦兹力提供向心力，则有：Bevm再由爱因斯坦的光电效应方程可得：EkhW0mv且解得：W0Ek(2)依据mveUc，则有：Uc