高中物理人教版5第十七章波粒二象性單元測試 第十七章過關檢測

第十七章過關檢測(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.在歷史上,最早證明了德布羅意波存在的實驗是()A.弱光衍射實驗B.電子束在晶體上的衍射實驗C.弱光干涉實驗D.以上都不正確解析:最早證明了德布羅意波存在的實驗是電子束在晶體上的衍射實驗。答案:B2.能正確解釋黑體輻射實驗規(guī)律的是()A.能量的連續(xù)經典理論B.普朗克提出的能量量子化理論C.牛頓提出的能量微粒說D.以上說法均不正確解析:黑體輻射規(guī)律認為能量是一份一份的,但不同于牛頓提出的微粒說,只有B符合物理事實,因此選B。答案:B3.關于黑體輻射的強度與波長的關系,如圖正確的是()解析:根據黑體輻射的實驗規(guī)律:隨溫度升高,各種波長的輻射強度都有增加,故圖線不會有交點,選項C、D錯誤。另一方面,輻射強度的極大值會向波長較短方向移動,選項A錯誤,選項B正確。答案:B4.關于光電效應,下列說法正確的是()A.截止頻率越大的金屬材料逸出功越大B.只要光照射的時間足夠長,任何金屬都能產生光電效應C.從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大,這種金屬的逸出功越小D.入射光的光強一定時,頻率越高,單位時間內逸出的光電子數(shù)就越多解析:逸出功W0=hνc,W0∝νc——截止頻率,A正確;只有照射光的頻率ν大于等于金屬截止頻率νc,才能產生光電效應現(xiàn)象,B錯;由光電效應方程Ek=hν-W0知,因ν不確定時,無法確定Ek與W0的關系,C錯;光強E=nhν,ν越大,E一定,則光子數(shù)n越小,單位時間內逸出的光電子數(shù)就越少,D錯。答案:A5.如圖所示,一個粒子源產生某種粒子,在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板,粒子穿過狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光,那么在熒光屏上將會看到()A.只有兩條亮紋B.有許多條明、暗相間的條紋C.沒有亮紋D.只有一條亮紋解析:任何運動的粒子都具有波粒二象性,那么離子源產生的大量粒子透過雙縫就應該表現(xiàn)出波動性,即形成明、暗相間的多條干涉條紋,故B項正確。答案:B6.下列關于微觀粒子波粒二象性的認識,正確的是()A.因實物粒子具有波動性,故其軌跡是波浪線B.由概率波的知識可知,因微觀粒子落在哪個位置不能確定,所以粒子沒有確定的軌跡C.由概率波的知識可知,因微觀粒子落在哪個位置不能確定,再由不確定性關系知粒子動量將完全確定D.大量光子表現(xiàn)出波動性,此時光子仍具有粒子性解析:實物粒子的波動性指實物粒子是概率波,與經典的波不同,選項A錯誤;微觀粒子落點位置不能確定,與經典粒子有確定軌跡不同,選項B正確;單縫衍射中,微觀粒子通過狹縫,其位置的不確定量等于縫寬,其動量也有一定的不確定量,選項C錯誤;波動性和粒子性是微觀粒子的固有特性,無論何時二者都同時存在,選項D正確。答案:BD7.下列關于光電效應的說法中正確的是()A.若某材料的逸出功是W0,則它的極限頻率ν0=B.光電子的初速度和照射光的頻率成正比C.光電子的最大初動能和照射光的頻率成正比D.光電子的最大初動能隨照射光頻率的增大而增大解析:由光電效應方程Ek=hν-W0知,B、C錯誤,D正確。若Ek=0,得極限頻率ν0=,故A正確。答案:AD8.用同一光電管研究a、b兩種單色光產生的光電效應,得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關系如圖所示。則這兩種光()A.照射該光電管時a光使其逸出的光電子最大初動能大B.從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時,a光的臨界角大C.通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰條紋間距大D.通過同一玻璃三棱鏡時,a光的偏折程度大解析:本題考查光電效應及光的全反射、折射、干涉等問題。由圖象可知,用a光照射光電管時的遏止電壓小于用b光照射光電管時的遏止電壓,故a光的頻率要小于b光的頻率。據愛因斯坦光電方程Ek=hν-W0可知,照射該光電管時a光逸出的光電子的最大初動能較b小,故A錯誤;對于同一介質a光的折射率小于b光的折射率,由sinC=可知,a光的臨界角大,所以通過同一玻璃三棱鏡時,a光的偏折程度小,故B正確,D錯誤;由c=λf可知,a光的波長較長,由Δx=λ可知發(fā)生雙縫干涉時,a光的相鄰條紋間距大,故C正確。答案:BC二、填空題(每小題10分,共20分。把答案填在相應的橫線上)9.有一種實驗裝置可以逐個地釋放可見光子。在一次實驗中,釋放的光子頻率為6×1014Hz,光屏每秒鐘接收到的光子能量為5×10-13J,光子釋放處到光屏的距離足夠遠,則根據以上數(shù)據可計算出空氣中相鄰兩個光子間的平均距離約為m。(普朗克常量h=×10-34J·s,保留兩位有效數(shù)字)

解析:設每秒釋放光子數(shù)為n,有nhν=E,則相鄰兩個光子間的平均距離Δl=,聯(lián)立解得Δl=×102m。答案:×10210.如圖所示為對光電管產生的光電子進行比荷測定的原理圖,兩塊平行金屬板間距離為d,其中N為鋅板,受紫外光照射后將激發(fā)出沿不同方向運動的光電子,開關S閉合,電流表A有讀數(shù),若調節(jié)滑動變阻器R,逐漸增大極板間的電壓,A表讀數(shù)逐漸減小,當電壓表示數(shù)為U時,A表讀數(shù)恰為零;斷開S,在MN間加上垂直紙面的勻強磁場,當磁感應強度為B時,A表讀數(shù)也為零。(1)光電子的比荷的表達式為。

(2)光電管的陰極常用活潑的堿金屬制成,原因是這些金屬。

A.導電性好B.逸出功小C.發(fā)射電子多 D.電子動能大解析:(1)A表讀數(shù)為零,表明這時具有最大初動能逸出的光電子也不能達到M板,有eU=。斷開S,在MN間加勻強磁場,若以最大速度運動的光電子做半徑為d的圓周運動,則A表的讀數(shù)也恰為0,故得半徑R=d=,得。(2)根據題意可知,光電管的陰極常用活潑的堿金屬制成,原因是發(fā)生光電效應時,使其克服引力做功少,即逸出功小,選項B正確。答案:(1)(2)B三、計算題(每小題16分,共32分)11.如圖所示,當開關S斷開時,用光子能量為eV的一束光照射陰極P,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上開關,調節(jié)滑動變阻器,發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于V時,電流表讀數(shù)仍不為零;當電壓表讀數(shù)大于或等于V時,電流表讀數(shù)為零。(1)求此時光電子的最大初動能的大小;(2)求該陰極材料的逸出功。解析:設用光子能量為eV的光照射陰極P時,光電子的最大初動能為Ek,陰極材料逸出功為W0,當反向電壓達到U=V以后,具有最大初動能的光電子也達不到陽極,因此eU=Ek,光電效應方程:Ek=hν-W0。由以上兩式解得Ek=eV,W0=eV。所以此時最大初動能為eV,該陰極材料的逸出功為eV。答案:(1)eV(2)eV12.德布羅意認為:任何一個運動著的物體,都有著一種波與它對應,波長是λ=,式中p是運動著的物體的動量,h是普朗克常量。已知某種紫光的波長是440nm,若將電子加速,使它的德布羅意波波長是這種紫光波長的10-4倍,求:(1)電子的動量的大小;(2)試計算加速電壓的大小。(電子質量m=×10-