波粒二象性單元測試題

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第十七章波粒二象性檢測題

一、選擇題（每題4分，共48分。在每題給出的四個選項中有一個或多個選項正確。全部選對的得

4分，選對但不全的得2分，有選錯的或不答的得0分。）

1．以下對于光電效應(yīng)的說法正確的選項是（）

A．若某資料的逸出功是W，則它的極限頻次v0

B．光電子的初速度和照射光的頻次成正比

C．光電子的最大初動能和照射光的頻次成正比

D．光電子的最大初動能隨照射光頻次的增大而增大

W

h

2．在以下各組所說的兩個現(xiàn)象中，都表現(xiàn)出光擁有粒子性的是（）

A．光的折射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象B．光的反射現(xiàn)象、干預現(xiàn)象

C．光的衍射現(xiàn)象、色散現(xiàn)象D．光電效應(yīng)現(xiàn)象、康普頓效應(yīng)

3．對于光的波粒二象性的理解正確的選項是（）

A．大量光子的奏效經(jīng)常表現(xiàn)出顛簸性，個別光子的行為經(jīng)常表現(xiàn)出粒子性

B．光在流傳時是波，而與物質(zhì)相互作用時就轉(zhuǎn)變成粒子

C．高頻光是粒子，低頻光是波

D．波粒二象性是光的根本屬性，有時它的顛簸性顯著，有時它的粒子性顯著

4．當擁有eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的電子擁有最大的初動能是eV．為

了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最低能量為（）

A．eVB．eVC．eVD．eV5．紫外線光子的動量為hv．一個靜止的O3吸取了一個紫外線光子后（）c

A．仍舊靜止B．沿著光子原來運動的方向運動

C．沿光子運動相反方向運動D．可能向任何方向運動

6．對于光電效應(yīng)，以下說法正確的選項是（）

A．光電子的最大初動能與入射光的頻次成正比

B．光電子的最大初動能越大，形成的光電流越強

C．可否產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量可否大于或等于金屬的逸出功

D．用頻次是v1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻次是v2的黃光照射該金屬必定不發(fā)生光電

效應(yīng)

7．在考證光的波粒二象性的實驗中，以下說法正確的選項是（）

A．使光子一個一個地經(jīng)過單縫，若是時間足夠長，底片上會出現(xiàn)衍射圖樣

B．單個光子經(jīng)過單縫后，底片上會出現(xiàn)圓滿的衍射圖樣

C．光子經(jīng)過單縫的運動路線像水波同樣起伏

D．單個光子經(jīng)過單縫后打在底片的情況表現(xiàn)出隨機性，大量光子經(jīng)過單縫后打在底片上的情況表現(xiàn)出規(guī)律性

8．用波長為λ和λ的單色光A和B分別照射兩種金屬C和D的表面．單色光A照射兩種金屬時都12

能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；單色光B照射時，只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能夠使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象．設(shè)兩種金屬的逸出功分別為WC和WD，則以下選項正確的選項是（）A．λ1＞λ2，WC＞W(wǎng)DB．λ1＞λ2，WC＜WDC．λ＜λ，WC＞W(wǎng)DD．λ＜λ，WC＜WD12129．在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的構(gòu)造，因為熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距周邊，已知中子質(zhì)量m=×10-27kg，普朗克常量h=×10-34J·s，能夠估計出德布羅意波長λ=×10-10m的熱中子的動量的數(shù)量級可能是（）A．10-17kgm/s·B．10-18kgm/s·C．10-20kgm/s·D．10-24kgm/s·10．以以以下列圖為一光電管的工作原理圖，當用波長為λ的光照射陰極K時，電路中有光電流，則（）A．換用波長為λλK時，電路中必定沒有光電流1(1＞λ)的光照射陰極B．換用波長為λ(λ＜λ)的光照射陰極K時，電路中必定有光電流22C．增加電路中電源的路端電壓，電路中的光電流必定增大D．將電路中電源的極性反接，電路中可能還有光電流11．2003年全世界物理學家評比出“十大最美物理實驗”，排名第一的為1961年物理學家利用“托馬斯·楊”雙縫干預實驗裝置，進行電子干預的實驗．從輻射源輻射出的電子束經(jīng)兩湊近的狹縫后在顯微鏡的熒光屏上出現(xiàn)干預條紋，該實驗說明（）A．光擁有顛簸性B．光擁有波粒二象性C．微觀粒子也擁有顛簸性D．微觀粒子也是一種電磁波12．要察看納米級以下的細小構(gòu)造，需要利用分辨率比光學顯微鏡更高的電子顯微鏡．相關(guān)電子顯微鏡的以下說法正確的選項是（）A．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此不簡單發(fā)生明顯衍射

B．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此不簡單發(fā)生明顯衍射

C．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此更簡單發(fā)生明顯衍射

D．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此更簡單發(fā)生明顯衍射二、此題共

3小題，共

20分．把答案填在題中的橫線上．

13．（8分）如右圖所示，一驗電器與鋅板相連，在

A

處用一紫外

線燈照射鋅板，關(guān)燈后，指針保持必定偏角．

（1）現(xiàn)用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，則驗電器

指針偏角將

（填“增大”“減小”或“不變”）．（2）使驗電器指針回到零，再用同樣強度的鈉燈發(fā)出

鋅板，驗電器指針無偏轉(zhuǎn)．那么，若改用強度更大的紅外線

板，可察看到驗電器指針（填“有”或“無”）偏轉(zhuǎn)．

（3）實驗室用功率的紫外燈演示光電

的黃光照射

燈照射鋅

效應(yīng)．紫外

線波長λ=253nm，陰極離光源距離d=0．5m，原子半徑取r=0．5×10-10m，則陰極表面每個原子每秒鐘接收到的光子數(shù)為．14．(4分)康普頓效應(yīng)證了然光子不單擁有能量，也有動量，以以下列圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運動方向，則碰后光子可能沿方向運動，并且波長（填“不變”“變小”或“變長”）．15．(8分)以以以下列圖為研究光電效應(yīng)的電路，利用能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的兩種(或多種)已知頻次的光進行實驗，

（1）請簡要寫出實驗步驟以及應(yīng)當測量的物理量

（2）寫出依照本實驗計算普朗克常量的關(guān)系式(用上面的物理量

表示)

三、此題共3小題，共32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

不能夠得分．有數(shù)值計算的題，答案中必定明確寫出數(shù)值和單位．

16．（10分）分別用λ和3λ的單色光照射同一金屬，發(fā)出的光電子的最大初動能之比為1∶2．以4

h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功是多大

17．（10分）納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)寬泛應(yīng)用到社會生產(chǎn)、生活的各個方面．將激光束的寬度聚光到納

米級范圍內(nèi)，能夠精準地修復人體破壞的器官．糖尿病惹起視網(wǎng)膜病變是致使成年人失明的一個重要原因，

利用聚光到納米級的激光束進行治療，90%的患者都能夠防范失明的嚴重結(jié)果．一臺功率為10W氬激光

器，能發(fā)出波長λ=500nm的激光，用它“點焊”視網(wǎng)膜，每次“點焊”需要2×10-3J的能量，則每次“點焊”視網(wǎng)膜的時間是多少在這段時間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量是多少

18．（12分）以以以下列圖，倫琴射線管兩極加上一高壓電源，即可在陽極A上產(chǎn)生X射線．（h=6．63

10-34J·s，電子電荷量e=1．6×10-19C)

1）如高壓電源的電壓為20kV，求X射線的最短波長;

（2）這樣時電流表讀數(shù)為5mA，1s內(nèi)產(chǎn)生5×1013個平均波長為1．0×10-10m的光子，求倫琴射線管的工作效率．

參照答案1．AD分析：由光電效應(yīng)方程Ek=hv-W知，B、C錯誤，D正確．若Ek=0，得極限頻次v0=W，故Ah正確．2．D分析：此題察看光的性質(zhì)．干預、衍射、偏振都是光的顛簸性的表現(xiàn)，只有光電效應(yīng)現(xiàn)象和康普頓效應(yīng)都是光的粒子性的表現(xiàn)，D正確．3．AD分析：依照光的波粒二象性知，A、D正確，B、C錯誤．4．B分析：此題察看光電效應(yīng)方程及逸出功．由EkhvW得W=hv-Ek=eV=eV則入射光的最低能量為hvmin=W=eV故正確選項為B．5．B分析：由動量守恒定律知，吸取了紫外線光子的O3分子與光子原來運動方向同樣．故正確選項

為B．

6．C分析：此題察看光電效應(yīng)．由光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動能隨入射光頻次的增大而增

大，但不是正比關(guān)系，A錯．光電流的強度與入射光的強度成正比，與光電子的最大初動能沒關(guān)，B錯．用頻次是v1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻次是v2的黃光照射該金屬不用然不發(fā)生光電效應(yīng)，D錯、C對．7．AD分析：依照光的波粒二象性知，A、D正確，B、C錯誤．8．D分析：由題意知，A光光子的能量大于B光光子，依照c，得λλE=hv=h2λ只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能夠使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，因此WC＜WD，故正確選項是D．9．D分析：此題察看德布羅意波．依照德布羅意波長公式λ=h得：ph1034-24p==10kg·m/s=×10kgm/s·10

可見，熱中子的動量的數(shù)量級是10-24kg·m/s．

10．BD分析：用波長為λ的光照射陰極K，電路中有光電流，表示λ小于該金屬的極限波長λ0，換用波長為λ照射，誠然λ＞λ，可是λ不用然大于λ，因此用波長為λ的光照射時，可能仍有光電流，11101故A錯誤．用波長為λ(λ＜λ)的光照射陰極K時，因λ＜λ＜λ，故電路中必定有光電流，B對．如2220果電源的端電壓已經(jīng)足夠大，陰極K逸出的光電子都能全部被吸引到陽極形成光電流，此時再增大路端電壓，電路中的光電流也不再增大，C錯．將電路中電源的極性反接，擁有最大初動能的光電子有可能能夠戰(zhàn)勝電場阻力抵達陽極A，進而形成光電流，因此D正確．11．C分析：此題察看電子能產(chǎn)生干預現(xiàn)象，表示電子擁有顛簸性．干預現(xiàn)象是波的特點，電子是微

觀粒子，它能產(chǎn)生干預現(xiàn)象，表示電子等微觀粒子擁有顛簸性．但此實驗不能夠說明電子等微觀粒子的波就

是電磁波．

12．A分析：電子顯微鏡的分辨率比光學顯微鏡更高，是因為電子物質(zhì)波的波長比可見光短，和可見

光比較，電子物質(zhì)波更不簡單發(fā)生明顯衍射，因此分辨率更高，A正確．

13．分析：（1）當用紫外光照射鋅板時，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，放出光電子而帶上了正電，此時與鋅板連在一同的驗電器也帶上了正電，進而指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．當帶負電的小球與鋅板接觸后，中和了一部分

正電荷，進而使驗電器的指針偏轉(zhuǎn)減?。?/p>

2）使驗電器指針回到零，用鈉燈黃光照射，驗電器指針無偏轉(zhuǎn)，說明鈉燈黃光的頻次小于極限頻次，紅外光比鈉燈黃光的頻次還要低，更不能夠能發(fā)生光電效應(yīng)．可否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強度沒關(guān)．

3）以紫外燈為圓心，作半徑為d的球面，則每個原子每秒鐘接收到的光能量為

E=Pπr2=×10-20J24ππ因此每個原子每秒鐘接收到的光子數(shù)為

EEλn==5個．hvhc

答案5個

14．分析：因光子與電子碰撞過程動量守恒，因此碰撞此后光子和電子的總動量的方向與光子碰前

的方向一致，可見碰后光子的方向可能沿1方向，不能夠能沿2或3方向；經(jīng)過碰撞，光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，能量減少，由E=hv知，頻次變小，再依照c=λv知，波長變長．答案1變長15．分析：在此電路的光電管上施加反向電壓，用已知頻次為1的光照射陰極，調(diào)治電壓大小，直到光電管恰好無電流經(jīng)過，測出此時的制止電壓Uc1，用另一已知頻次為2的光照射，測出此時的制止電壓Uc2．利用光電效應(yīng)方程hW0Ekm和EkmeUc可得（）h1W0eUc1h2W0eUc2由以上兩式可得出eUc1Uh1216．分析：設(shè)此金屬的逸出功為W，依照光電效應(yīng)方程得以下兩式：當用波長為λ的光照射時：Ek1hcW①λ當用波長為34λ的光照射時：Ek24hcW②3λEk11③又2EK2解①②③組成的方程組得：W2hc．④3λE210317．分析：（1）依照E=Pt，因