波和粒子測(cè)試題及答案

1、波與粒子鐵一中 李寶文 王宏第I卷（選擇題共40分）一、本題共10小題，每小題4分，共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分.1. 入射光照射到金屬表面上發(fā)生了光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，但頻率保持不變，那么以下說法正確的是（）A. 從光照射到金屬表面到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔明顯增加B. 逸出的光電子的最大初動(dòng)能減少C. 單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子的數(shù)目減少D. 有可能不再產(chǎn)生光電效應(yīng)2. 愛因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，猜測(cè)光具有粒子性，從而提出光子說.從科學(xué)研究方法來說這不屬于（）A

2、. 等效代替 B.控制變量 C.科學(xué)假說D.數(shù)學(xué)歸納3. 氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道的過程中（）A. 原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增加，原子的電勢(shì)能增加B. 原子要放出光子，電子的動(dòng)能減少，原子的電勢(shì)能減少C. 原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增加，原子的電勢(shì)能減少D. 原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減少，原子的電勢(shì)能增加4. 氫原子從第4能級(jí)躍遷到第2能級(jí)發(fā)出藍(lán)光，那么氫原子從第5能級(jí)躍遷到第2能級(jí)可能發(fā)出（）A.綠光B.紅光 C. 黃光D.紫光5. 某激光器能發(fā)射波長(zhǎng)為入的激光，發(fā)射功率為P, c表示光速，h為普朗克常量.則激光器每秒發(fā)射的光子數(shù)為A.滬hcC.cP入2c6.

3、 一細(xì)束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的三束光,入分別照射到相同的金屬板a、b、c上，如圖所示.已知金屬板b有光電子放出，則可知（）A.板a 一定不放出光電子B. 板a不一定放出光電子C. 板c 一定不放出光電子D. 板c 一定放出光電子7.氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子.已知基態(tài)的氦離子能量為E=eV,氦離子能級(jí)的示意圖如圖所示.在具有下列能量的光子中，能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是（）eV eV eVeV8.對(duì)光電效應(yīng)的解釋正確的是（）A.金屬內(nèi)的每個(gè)電子可以吸收一個(gè)或一個(gè)以上的光子，當(dāng)它積累的動(dòng)能足夠大時(shí)，就能逸出金屬B. 如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克

4、服原子核的引力而逸出時(shí)所需做的最小功，便不能發(fā)生光電效應(yīng)C. 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光子的能量就越大，光電子的最大初動(dòng)能就越大D. 由于不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的最低頻率也不同9.用電子顯微鏡觀察一微生物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，需要把電子的德布羅意波長(zhǎng)設(shè)定為入d,已知普朗克常量為h,電子的質(zhì)量為 m電荷量為e,電子的初速度不計(jì).則顯微鏡工作時(shí)電子的加速電壓應(yīng)是以下哪個(gè)值A(chǔ).八2me dC.2h22me d10.如圖是產(chǎn)生X射線的裝置，叫做 X射線管，圖中的 K是陰極,A是陽(yáng)極.通電時(shí)，由陰極發(fā)出的電子，打在陽(yáng)極上，從陽(yáng)極上激發(fā)出X射線（也稱X 光）.設(shè)其中光子能

5、量的最大值等于電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的動(dòng)能.已知陰極與陽(yáng)極之間的電勢(shì)差U、普朗克常量h,電子電荷量e和光速c,則（設(shè)電子初速度為零）()-hkjwmw *対線射線是從對(duì)陰極 A發(fā)出的 B. 高壓電源的a端為負(fù)極射線管發(fā)出的X光的最長(zhǎng)波長(zhǎng)為-hC射線管發(fā)出的X光的最短波長(zhǎng)為 eUeU第U卷（非選擇題共60分）、本題共5小題，每小題4分，共20分.把答案填在題中的橫線上.現(xiàn)象.基態(tài)氫原子eV（填“躍11. 根據(jù)玻爾理論，當(dāng)原子躍遷時(shí)，若E初E終,則原子將產(chǎn)生的能量值是eV,當(dāng)一個(gè)氫原子由基態(tài)躍遷到量子數(shù)n=2的定態(tài)時(shí)需要吸收的能量；如果向一個(gè)處于基態(tài)的氫原子提供8eV的能量，氫原子的能級(jí)將 遷”或“不躍遷

6、”）.12. 人眼對(duì)綠光最敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530 nm的綠光時(shí)，只要每秒有6個(gè)光 子射入瞳孔，眼睛就能覺察.普朗克常量為x 10-34 J s,光速為x 108 m/s,則能覺察到綠光時(shí) 眼睛所接收到的最小功率是13. 光電管是把光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的核心器件.用頻率為v的光照射光電管，發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能為 E,若改用頻率為2v的光照射光電管，則發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能 為14. 如圖所示，給出氫原子最低的四個(gè)能級(jí)，氫原子在這些能級(jí)之間躍遷時(shí)所輻射的光子頻率最多有種，其中最小的頻率等于 Hz.（保留兩位有效數(shù)字）15. 在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，如果實(shí)驗(yàn)儀器及線路完好 ，當(dāng)光照射到光

7、電管上時(shí)，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過，可能的原因是.三、本題共4小題，共40分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出 數(shù)值和單位.16. （8分）已知處于基態(tài)的氫原子的電子軌道半徑r=x 10-10 m,基態(tài)的能級(jí)值為 Ei= eV.（1）有一群氫原子處在量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)，畫一能級(jí)圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出幾種光譜線.（2）計(jì)算這幾條光譜線中最短的波長(zhǎng).17. （8分）用波長(zhǎng)入=5X 10-7 m的光照射一金屬表面.已知其逸出功 W=2 eV，需加怎樣的電壓才能把從陰極逸出的全部電子擋住而不致飛到陽(yáng)極？18. （

8、10分）用波長(zhǎng)為4X 10-7 m的紫光照射某金屬，發(fā)出的光電子垂直進(jìn)入3X 10-4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，光電子所形成的圓軌道的最大半徑為1.2 cm.（電子電荷量e=x 10-19 C，質(zhì)量-30、m=x 10 kg）求：（1）光電子的最大初動(dòng)能；（2）該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率.19. （14分）五氧化二鉭薄膜具有相當(dāng)穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，很低的光學(xué)損耗.在硅太陽(yáng)能1表面鍍上一層五氧化二鉭薄膜（為增透膜，膜的厚度等于入射光在其中波長(zhǎng)的1 ），可以減4少太陽(yáng)光的反射，提高硅太陽(yáng)能電池的效率.請(qǐng)根據(jù)表格中所給的數(shù)據(jù)，計(jì)算鍍膜后，這種硅太陽(yáng)能電池比鍍膜前每秒多吸收了多少個(gè)光子鍍膜前鍍膜后開路電壓U （

9、mV短路電流11 （mA膜厚d（口 m）折射率n開路電壓U （mV短路電流12 （mA520100525130波與粒子單元測(cè)試1 解析： 本題考查光電效應(yīng)的基本規(guī)律 .由光電效應(yīng)的基本規(guī)律知 , 光的頻率不變 , 逸出的光電子的最大初動(dòng)能不變; 入射光的強(qiáng)度減弱 ,單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬上的光子數(shù)減少 , 因而單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子 的數(shù)目減少 ; 只要入射光的頻率大于金屬的極限頻率 , 就能產(chǎn)生光電效應(yīng) , 并且是瞬時(shí)的 , 不 會(huì)因入射光的強(qiáng)度減弱而延長(zhǎng)時(shí)間.ABD錯(cuò),C對(duì).答案 C2 解析： 本題考查科學(xué)研究方法 . 愛因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出光子說 , 屬于科學(xué) 假說 .

10、 光子說圓滿地解釋了光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 , 后來的康普頓效應(yīng)又無可辯駁地證明了光 是一種粒子 , 光子說得到了驗(yàn)證 , 由假說上升為一種正確理論 .答案 ABD3 解析： 本題考查氫原子玻爾理論 . 電子從離核較近軌道躍遷到較遠(yuǎn)軌道， 能量增加 . 由 能量守恒知，原子要吸收光子， 該過程中電子要克服庫(kù)侖力做功， 動(dòng)能減少，原子的電勢(shì)能 增加. 故正確選項(xiàng)為 D.答案 D4解析：本題考查玻爾理論.由于E5-E2 E4- E2,所以該光子的能量比藍(lán)光光子的能量大，放出的可能是紫光，D正確.答案 D5 解析： 本題考查光子論及能量守恒由P 仁n h C得n= 一入 hc故正確選項(xiàng)為A.答案A6解析

11、：介質(zhì)對(duì)不同頻率的色光折射率不同，頻率越高折射率越大，通過三棱鏡后偏折得越厲害由題圖可知，經(jīng)玻璃三棱鏡分別射向金屬板a、b、c的三束光，頻率依次升高.a、b、c是相同的金屬板，發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率是相同的，b板有光電子放出時(shí)，說明金屬的極限頻率低于射向 b板的光的頻率，但不能確定其值是否也低于射向a板的光的頻率，故c板一定有光電子放出，a板不一定有光電子放出.故正確選項(xiàng)為 B D.答案BD7解析：本題考查玻爾理論.(1) 由玻爾理論知，基態(tài)的氦離子要實(shí)現(xiàn)躍遷，入射光子的能量應(yīng)該等于氦離子在某激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差.(2) 氦離子在圖示的各激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差： Ei=Ec- Ei=0- eV)

12、= eV Ea=E4- E= eV- eV)= eV E3=E3- E= eV- eV)= eV E4=E2- E= eV- eV)= eV可見，eV、eV、eV都能被基態(tài)氦離子吸收.答案ACD8解析：按照愛因斯坦的光子說，光子的能量是由光的頻率決定的，與光強(qiáng)無關(guān)，入射光的頻率越大，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大.但要使電子離開金屬，須使電子具有足夠的動(dòng)能，而電子增加的動(dòng)能只能來源于照射光的光子能量.但電子只能吸收一個(gè)光子，不能同時(shí)吸收多個(gè)光子，否則當(dāng)光的頻率低而照射時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，也會(huì)發(fā)生光電效應(yīng).電子從金屬中逸出時(shí)，處在金屬表面的電子向外逸出時(shí)克服原子核的引力所做的功最 小，這個(gè)

13、功稱為逸出功.不同金屬的逸出功不同.答案BD9解析：根據(jù)動(dòng)能定理：eU=1 mV= (mv)J2 2m2m所以p=-,2meU ,由德布羅意波長(zhǎng)公式:、h h , h-入 d= .,U2 ,A 正確.p 2meU 2me d答案A10解析：X射線是從對(duì)陰極 A發(fā)出的,A選項(xiàng)對(duì)高壓電源的a端是正極,B錯(cuò)當(dāng)電子的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為 X光的能量時(shí)，其波長(zhǎng)最短，由eU=hJ得，入min=C，選項(xiàng)D對(duì)C錯(cuò)AmineU故正確選項(xiàng)為A、D.答案AD11解析：由玻爾理論知，氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí) ，將輻射出光子，產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象 向處于基態(tài)的氫原子提供 8 eV的能量，因不滿足基態(tài)到n=2激發(fā)態(tài)的能量差，基態(tài)的

14、氫原子 將不吸收、不躍遷.不躍遷答案發(fā)光12解析：一個(gè)綠光子的能量hc:E=hv=一，眼睛接收到的最小功率入P 最小=6日(1 s ) =6hc入348-18WX10 W.6 6.63 103 105.3 10 7答案X 10-18 W13解析：本題考查光電效應(yīng)方程.E=hv-W設(shè)光電管所用金屬材料的逸出功為W根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得:E =2hv-W解組成的方程組得：E =hv+E.答案hv+E14解析：本題考查玻爾氫原子理論.由圖知輻射的光子頻率最多有6種，由ErEhv得最小頻率為E4E30.851.5133Hz=X 10 Hz.v=346.63 10答案6 x 1033,電路中無15解

15、析：本題考查光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn).如果入射光的頻率太小，不能產(chǎn)生光電效應(yīng) 電流.即使產(chǎn)生了光電效應(yīng)，若反向電壓太大，仍然沒有電流通過靈敏電流計(jì)答案入射光的頻率太小或反向電壓太大16解析：(1)氫原子一共發(fā)出3種光譜線,如右圖所示由 E3-El= hC 得:348hcE3 E16.63 103 101.51 ( 13.6) 10-7=x 10 m=165 nm.答案(1)如圖(2)165 nm17解析：照射光的能量E=h v =h 入=x 10-34 x3.0 1085 10 7J= eV由愛因斯坦光電方程 Ek=hv-W得 Ek=hC-V= eV-2 eV= eV入要使光電子被擋住，則電子要克服電場(chǎng)力做功Wfe, Wfe= Ek= eV所以應(yīng)在陽(yáng)極和陰極間加大于V的反向電壓.答案大于V新課標(biāo)第一網(wǎng)2B18 解析：(1)由 evnB=mV，得rmm則最大初動(dòng)能為2 2 2氐1 m/m=x 10-19 J.22m(2)由 E=h C - W入c EW=hvo，得極限頻率 vo=- =x 1014 Hz.入h答案(1) X 10-19 J (2) X 10