20192020學(xué)年新人教版高中物理選修第17章波粒二象性基礎(chǔ)練習(xí)題

第十七章第一、二節(jié)基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～5題為單項(xiàng)選擇題，6、7題為多項(xiàng)選擇題)1．(2019·京市昌平區(qū)高二下學(xué)期期末北)以下宏觀觀點(diǎn)中，屬于“量子化”的是

(

D

)A．物體的長(zhǎng)度B．物體所受的重力C．物體的動(dòng)能D．人的個(gè)數(shù)分析：人數(shù)的數(shù)值只好取正整數(shù)，不可以取分?jǐn)?shù)或小數(shù)，因此是不連續(xù)的，是量子化的。其余三個(gè)物理量的數(shù)值都能夠取小數(shù)或分?jǐn)?shù)，

甚至取無(wú)理數(shù)也能夠，

因此是連續(xù)的，非量子化的。故只有

D正確。2．最近幾年來(lái)軍事行動(dòng)中，士兵都配帶“紅外夜視儀”，在夜間也能清楚地看清目標(biāo)，主假如因?yàn)?B)．“紅外夜視儀”發(fā)射出強(qiáng)盛的紅外線，照耀被視物體B．全部物體均在不斷地輻射紅外線C．全部高溫物體均在不斷地輻射紅外線D．“紅外夜視儀”發(fā)射出X射線，被照耀物體遇到激發(fā)而發(fā)出紅外線分析：全部物體都在不斷地向外輻射紅外線，不一樣物體輻射出來(lái)的紅外線不一樣，采納“紅外夜視儀”能夠清楚地分辨出物體的形狀、大小和地點(diǎn)，不受白日和夜晚的影響，即可確認(rèn)出目標(biāo)進(jìn)而采納有效的行動(dòng)。故只有

B項(xiàng)正確。3．(2019·龍江省哈爾濱六中高二下學(xué)期期中黑)某光源發(fā)出的光由不一樣波長(zhǎng)的光構(gòu)成，不一樣波長(zhǎng)的光的強(qiáng)度如下圖。表中給出了一些資料的極限波長(zhǎng)，用該光源發(fā)出的光照耀表中資料

(

D

)資料

鈉銅

鉑極限波長(zhǎng)

(nm)

541268

196A．僅鈉能產(chǎn)生光電子

B．僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C．僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子

D．都能產(chǎn)生光電子分析：由題圖可知，該光源發(fā)出的光的波長(zhǎng)大概在

25nm

到

440nm之間，而三種資料中，極限波長(zhǎng)最小的鉑的極限波長(zhǎng)是196nm，大于25nm，所以該光源能使三種資料都產(chǎn)生光電效應(yīng)。應(yīng)選

D。4．白日的天空各處都是亮的，是大氣分子對(duì)太陽(yáng)光散射的結(jié)果。假定一個(gè)運(yùn)動(dòng)的光子和一個(gè)靜止的自由電子碰撞此后，電子向某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，光子沿另一方向散射出去，則這個(gè)散射光子跟本來(lái)的光子對(duì)比(D)A．頻次變大B．頻次不變C．光子能量變大D．波長(zhǎng)變長(zhǎng)分析：運(yùn)動(dòng)的光子和一個(gè)靜止的自由電子碰撞時(shí)，既恪守能量守恒，又恪守動(dòng)量守恒。碰撞中光子將能量hν的一部分傳達(dá)給了電子，光子的能量減少，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，頻次減小，D選項(xiàng)正確。5．愛(ài)因斯坦提出了光量子觀點(diǎn)并成功地解說(shuō)光電效應(yīng)的規(guī)律而獲取1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻次ν的關(guān)系如下圖，此中ν0為極限頻次。從圖中能夠確立的是(D)A．逸出功與ν相關(guān)B．Ekm與入射光強(qiáng)度成正比C．ν＜ν0時(shí)，會(huì)逸出光電子D．圖中直線的斜率與普朗克常量相關(guān)分析：金屬的逸出功是由金屬自己決定的，與入射光頻次沒(méi)關(guān)，其大小

W＝hν，故0

A錯(cuò)誤；依據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程

Ekm＝hν－W，可知光電子的最大初動(dòng)能

Ekm與入射光的強(qiáng)度沒(méi)關(guān)，但入射光越強(qiáng)，光電流越大，只需入射光的頻次不變，則光電子的最大初動(dòng)能不變，故

B錯(cuò)誤；要有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能

Ekm＞0，即只有入射光的頻次大于金屬的極限頻次即

ν＞ν時(shí)才會(huì)有光電子逸出。故0

C錯(cuò)誤；依據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程EkmEkm＝hν－W，可知Δν＝h，故D正確。6．在實(shí)驗(yàn)室或工廠的高溫爐子上開(kāi)一個(gè)小孔，小孔可看做黑體，由小孔的熱輻射特點(diǎn)，就能夠確立爐內(nèi)的溫度，如下圖，這是黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波波長(zhǎng)的關(guān)系圖象，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是

(

AD

)A．T1>T2B．T1<T2C．跟著溫度的高升，黑體的輻射強(qiáng)度都有所降低D．跟著溫度的高升，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向挪動(dòng)分析：一般資料的物體輻射能的多少?zèng)Q定于物體的溫度(T)、輻射波的波長(zhǎng)、時(shí)間的長(zhǎng)短和發(fā)射的面積，而黑體是指在任何溫度下，所有汲取任何波長(zhǎng)的輻射的物體，黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的散布只與溫度相關(guān)。實(shí)驗(yàn)表示，跟著溫度的高升，各樣波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有所增添，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向挪動(dòng)。從題圖中可看出，λ，則T。此題1<λ21>T2正確選項(xiàng)為A、D。7．(2018寧·波諾丁漢大學(xué)隸屬中學(xué)高二下學(xué)期期中)如下圖，兩平行金屬板A、B板間電壓恒為U，一束波長(zhǎng)為λ的入射光射到金屬板B上，使B板發(fā)生了光電效應(yīng)，已知該金屬板的逸出功為W，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是(ABD)cA．入射光子的能量為hλB．抵達(dá)A板的光電子的最大動(dòng)能為ch－W＋eUλC．若增大兩板間電壓，B板沒(méi)有光電子逸出D．若減小入射光的波長(zhǎng)必定會(huì)有光電子逸出cc分析：依據(jù)E＝hν，而ν＝，則光子的能量為h，故A正確；光電子的逸出最大動(dòng)能λλEkm＝hc－W，依據(jù)動(dòng)能定理，Ekm′－Ekm＝eU，則抵達(dá)A板的光電子的最大動(dòng)能為hc－Wλλ＋eU，故B正確；若減小入射光的波長(zhǎng)，那么頻次增大，必定會(huì)有光電子逸出，故D正確；金屬板的逸出功與極限頻次相關(guān)，與板間電壓沒(méi)關(guān)，故C錯(cuò)誤。二、非選擇題8．有一個(gè)成語(yǔ)叫做“出神入化”，原意說(shuō)的是道士煉丹時(shí)候的溫度控制，溫度高低主假如靠看火焰的顏色，溫度低的時(shí)候，是偏紅的，溫度最高的時(shí)候，才體現(xiàn)青色，所以出神入化表示溫度已經(jīng)足夠高了。如何用熱輻射來(lái)解說(shuō)溫度與顏色的關(guān)系？分析：黑體輻射與溫度之間有著親密的關(guān)系，熱輻射的光譜是連續(xù)光譜，輻射光譜的性質(zhì)與溫度相關(guān)，在室溫下，大部分物體輻射不行見(jiàn)的紅外光。但當(dāng)物體被加熱到500℃左右時(shí)，開(kāi)始發(fā)出暗紅色的可見(jiàn)光，跟著溫度的不斷上漲，輝光漸漸亮起來(lái)，并且波長(zhǎng)較短的輻射愈來(lái)愈多，大概在1500℃時(shí)就會(huì)變?yōu)楣饬恋陌谉牍?。這說(shuō)明同一物體在必定溫度下所輻射的能量，在不一樣光譜地區(qū)的散布是不平均的，并且溫度越高，光譜中與能量最大的輻射相對(duì)應(yīng)的頻次也越高。所以，火焰顏色也隨之而改變。能力提高一、選擇題(1～3題為單項(xiàng)選擇題，4、5題為多項(xiàng)選擇題)1．(2019·京北101中學(xué)高二下學(xué)期期末)2017年年初，我國(guó)研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100nm(1nm＝10－9m)鄰近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所擁有的能量能夠電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打壞。據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h＝－34)6.6×10Js·，真空光速c＝3×108m/s)(B－21J－18A．10B．10J－15JD．10－12C．10J分析：一個(gè)處于極紫外波段的光子的能量約為E＝hc＝2×10－18J，由題意可知，光子λ的能量應(yīng)比電離一個(gè)分子的能量稍大，所以數(shù)目級(jí)應(yīng)同樣，應(yīng)選B。2．在自然界生態(tài)系統(tǒng)中，蛇與老鼠和其余生物經(jīng)過(guò)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系構(gòu)成食品鏈，在保持生態(tài)均衡方面發(fā)揮重要的作用。蛇是老鼠的天敵，它是經(jīng)過(guò)接收熱輻射來(lái)發(fā)現(xiàn)老鼠的。假定老鼠的體溫約37℃，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為λ。依據(jù)熱輻射理論，λ與輻射源的絕對(duì)mm－3溫度T的關(guān)系近似為T(mén)λ＝2.90×10m·K。m(1)老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為(B)－5B．9.4×10A．7.8×10m－4mD．9.7×10C．1.16×10(2)老鼠發(fā)生的最強(qiáng)的熱輻射屬于(C)

－6－8

mmA．可見(jiàn)光波段B．紫外波段C．紅外波段D．X射線波段分析：(1)老鼠的體溫T＝(273＋37)K＝310K由題設(shè)條件λ與T的近似關(guān)系式：λ－3m·KmmT＝2.90×10得λ＝2.90×10－3＝2.90×10－3m≈9.4×10－6m，B正確。mT310(2)可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍4.0×10－7～7.0×10－7m，λm大于此范圍，所以屬于紅外線，C正確。也可依據(jù)老鼠的體溫不高，不可以輻射可見(jiàn)光進(jìn)行判斷。3．(2019·建省福州市八縣福(市)一中高二下學(xué)期期末聯(lián)考)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)按如圖

a方式連結(jié)電路，利用該裝置在不一樣實(shí)驗(yàn)條件下獲取了三條光電流與

A、K

兩極之間電壓

UAK的關(guān)系曲線

(甲光、乙光、丙光

)如圖

b所示，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是

(

B

)．甲、乙兩光的光照強(qiáng)度同樣B．甲、乙兩光的頻次同樣C．丙光照耀陰極時(shí)，極板的逸出功最小D．乙光的波長(zhǎng)小于丙光的波長(zhǎng)分析：依據(jù)eUc＝Ek＝hν－W0，入射光的頻次越高，對(duì)應(yīng)的制止電壓Uc越大。甲光、乙光的制止電壓相等，所以甲光、乙光的頻次相等，故B正確；甲光、乙光的頻次相等，由圖可知，甲光飽和光電流大于乙光，所以甲光的光強(qiáng)盛于乙光的光強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；極板的逸出功只與極板金屬的資料相關(guān)，與入射光沒(méi)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；丙光的制止電壓大于乙光的制止電壓，所以丙光的頻次大于乙光的頻次，則乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤。4．如下圖是用光照耀某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻次的變化圖線，普朗克常量h＝6.63×10－34Js·，由圖可知(AC)A．該金屬的極限頻次為144.3×10HzB．該金屬的極限頻次為145.5×10HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功為0.5eV分析：由光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W知圖線與橫軸交點(diǎn)為金屬的極限頻次，即ν0＝4.3×1014Hz，A正確，B錯(cuò)誤；該圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功W＝hν06.63×10－34×4.3×1014/1.6×10－19eV≈1.8eV，D錯(cuò)誤。5．用如下圖的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)用光子能量為

2.75eV的光照耀到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表G的示數(shù)不為零；挪動(dòng)變阻器的觸頭大于或等于1.7V時(shí)，電流表示數(shù)為0，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(BD

c，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù))A．光電子的最大初動(dòng)能一直為1.05eVB．光電管陰極的逸出功為1.05eVC．當(dāng)滑動(dòng)觸頭向a端滑動(dòng)時(shí)，反向電壓增大，電流增大D．改用能量為2.5eV的光子照耀，挪動(dòng)變阻器的觸頭c，電流表G中也可能有電流分析：由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，同種金屬的逸出功同樣，所以光電子逸出后的初動(dòng)能取決于獲取的能量，A錯(cuò)誤；當(dāng)電壓表示數(shù)大于或等于1.7V時(shí)，電流表1.7V，由eU＝121.05eV，B正確；無(wú)示數(shù)，說(shuō)明制止電壓為2mv，可求得光電管的逸出功為若光的頻次不變，反向電壓大于制止電壓后電路中就不再有電流，C錯(cuò)誤；當(dāng)入射光頻次超過(guò)截止頻次，且反向電壓小于制止電壓，電路中就會(huì)有電流，D正確。二、非選擇題6．(2019北·京市昌平區(qū)高二下學(xué)期期末)關(guān)于同一物理問(wèn)題，經(jīng)常能夠從宏觀與微觀兩個(gè)不一樣角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)而更為深刻地理解其物理實(shí)質(zhì)。光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入地揭露了光的粒子性的一面。前者表示光子擁有能量，后者表示光子除了擁有能量以外還擁有動(dòng)量。我們知道光子的能量E＝hν，動(dòng)量p＝h，此中ν為光的頻次，h為普朗λ克常量，λ為光的波長(zhǎng)。因?yàn)楣庾訐碛袆?dòng)量，當(dāng)光照耀到物體表面時(shí)，會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生持續(xù)平均的壓力，這類壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，用

I表示。一臺(tái)發(fā)光功率為

P的激光器發(fā)出一束頻次為0

ν的激光，光束的橫截面積為0

S。當(dāng)該激光束垂直照耀到某物體表面時(shí)，假定