人教版高中物理選修35第十七章《波粒二象性》單元檢測題（解析版）

/?波粒二象性?單元檢測題一、單項選擇題1.某單色光照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng),那么下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是()A．延長光照時間B．增大光的強(qiáng)度C．換用波長較短的光照射D．換用頻率較低的光照射2.關(guān)于光的波粒二象性,以下理解正確的選項是()A．當(dāng)光子靜止時有粒子性,光子傳播時有波動性B．光是一種宏觀粒子,但它按波的方式傳播C．光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大小(概率)可以用波動規(guī)律來描述D．大量光子出現(xiàn)的時候表現(xiàn)為粒子性,個別光子出現(xiàn)的時候表現(xiàn)為波動性3.用綠光照射一光電管,能產(chǎn)生光電效應(yīng),欲使光電子從陰極逸出時的最大初動能增大,應(yīng)()A．改用紅光照射B．增大綠光強(qiáng)度C．增大光電管上的加速電壓D．改用紫外線照射4.以下各組現(xiàn)象能說明光具有波粒二象性的是()A．光的色散和光的干預(yù)B．光的干預(yù)和光的衍射C．泊松亮斑和光電效應(yīng)D．光的反射和光電效應(yīng)5.利用光子說對光電效應(yīng)的解釋,以下說法正確的選項是()A．金屬外表的一個電子只能吸收一個光子B．電子吸收光子后一定能從金屬外表逸出,成為光電子C．金屬外表的一個電子吸收假設(shè)干個光子,積累了足夠的能量才能從金屬外表逸出D．無論光子能量大小如何,電子吸收光子并積累了能量后,總能逸出成為光電子6.如下圖,弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后,在鋅板上形成亮暗相間的條紋,與鋅板相連的驗電器的鋁箔有張角,那么該實驗不能證明()A．光具有波動性B．從鋅板上逸出帶正電的粒子C．光能發(fā)生衍射D．光具有波粒二象性7.研究光電效應(yīng)時,用不同頻率的紫外線照射金屬鋅,得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率變化的Ek－ν圖象,應(yīng)是以下四個圖中的()A．B．C．D．8.在光電效應(yīng)的實驗結(jié)果中,與光的波動理論不矛盾的是()A．光電效應(yīng)是瞬時發(fā)生的B．所有金屬都存在極限頗率C．光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大D．入射光頻率越大,光電子最大初動能越大9.如果以下四種粒子具有相同的速率,那么德布羅意波長最大的是()A．電子B．中子C．質(zhì)子D．α粒子10.用a、b兩種單色光先后兩次照射同一金屬板,均可發(fā)生光電效應(yīng),但兩種色光波長關(guān)系為λa＞λb,那么()A．兩種光子的頻率關(guān)系是νa＞νbB．兩種光子的頻率都大于極限頻率C．兩次逸出的光電子的動能一定Ekb＞EkaD．兩次逸出的光電子的最大初動能一定相等11.用某單色光照射金屬外表,金屬外表有光電子飛出．如果照射光的頻率增大,強(qiáng)度減弱．那么光子的能量和單位時間內(nèi)飛出金屬外表的光電子數(shù)的變化是()A．光子的能量增大,光電子數(shù)減小B．光子的能量增大,光電子數(shù)增多C．光子的能量減小,光電子數(shù)減少D．光子的能量減小,光電子數(shù)增多12.光電效應(yīng)實驗中,以下結(jié)果正確的選項是()A．光照時間增大為原來的2倍時,光電流也增大為原來的2倍B．當(dāng)入射光的頻率增大為原來的2倍時,光電子的最大初動能也增為原來的2倍C．入射光波長增大為原來的2倍,有可能不發(fā)生光電效應(yīng)D．入射光強(qiáng)增大為原來的2倍時,單位時間發(fā)出的光電子數(shù)量有可能變?yōu)樵瓉淼?倍二、多項選擇題13.黑體輻射的實驗規(guī)律如下圖,由圖可知()A．隨溫度升高,各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加B．隨溫度降低,各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加C．隨溫度升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動D．隨溫度降低,輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長的方向移動14.關(guān)于普朗克“能量量子化〞的假設(shè),以下說法正確的選項是()A．認(rèn)為帶電微粒輻射或吸收能量時,是一份一份的B．認(rèn)為能量值是連續(xù)的C．認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化的、連續(xù)的D．認(rèn)為微觀粒子的能量是分立的15.以下現(xiàn)象說明光具有波粒二象性的是()A．光的直線傳播和干預(yù)B．光的衍射和干預(yù)C．光的干預(yù)和光電效應(yīng)D．泊松亮斑和光電效應(yīng)16.如下圖,把一塊不帶電的鋅板接在驗電器上,用紫外線燈照射鋅板,驗電器金屬箔張開．以下說法正確的選項是()A．紫外線是不連續(xù)的B．驗電器金屬箔帶正電C．從鋅板逸出電子的動能都相等D．改用紅外燈照射,驗電器金屬箔一定張開17.電子衍射實驗證明電子具有波動性,這種波可稱為()A．電磁波B．幾率波C．德布羅意波D．物質(zhì)波三、實驗題18.如下圖,這是工業(yè)生產(chǎn)中大局部光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖,它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾局部組成．(1)示意圖中,a端應(yīng)是電源________極．(2)光控繼電器的原理是：當(dāng)光照射光電管時,________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)當(dāng)用綠光照射光電管陰極K時,可以發(fā)生光電效應(yīng),那么________說法正確．A．增大綠光照射強(qiáng)度,光電子的最大初動能增大B．增大綠光照射強(qiáng)度,電路中光電流增大四、計算題19.某光源能發(fā)出波長為0.60μm的可見光,用它照射某金屬可發(fā)生光電效應(yīng),產(chǎn)生光電子的最大初動能為4.0×10－20J．普朗克常量h＝6.63×10－34J·s,光速c＝3.0×108m/s.求(計算時保存兩位有效數(shù)字)：①該可見光中每個光子的能量；②該金屬的逸出功．20.如圖為通過某光電管的光電流與兩極間電壓的關(guān)系,當(dāng)用光子能量為4.5eV的藍(lán)光照射光電管的陰極K時,對應(yīng)圖線與橫軸的交點U1＝－2.37V．(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s,電子電量e＝1.6×10－19C)(以下計算結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)(1)求陰極K發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率．(2)當(dāng)用光子能量為7.0eV的紫外線持續(xù)照射光電管的陰極K時,測得飽和電流為0.32μA,求陰極K單位時間發(fā)射的光電子數(shù)．21.自然界中的物體由于具有一定的溫度,會不斷地向外輻射電磁波,這種輻射因與溫度有關(guān),稱為熱輻射．熱輻射具有如下特點：(1)輻射的能量中包含各種波長的電磁波；(2)物體溫度越高,單位時間內(nèi)從物體外表單位面積上輻射的能量越大；(3)在輻射的總能量中,各種波長所占的百分比不同．處在一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時,也要吸收由其他物體輻射的電磁能量,如果它處在平衡狀態(tài),那么能量保持不變．假設(shè)不考慮物體外表性質(zhì)對輻射與吸收的影響,我們定義一種理想的物體,它能100%地吸收入射到其外表的電磁輻射,這樣的物體稱為黑體．單位時間內(nèi)從黑體外表單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對溫度的四次方成正比,即P0＝σT4,其中常量σ＝5.67×10－8W/(m·K4)在下面的問題中,把研究對象都簡單地看作黑體．有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式：太陽半徑Rs＝696000km,太陽外表溫度Ts＝5770K,火星半徑r＝3395km.球面積S＝4πR2,其中R為球半徑．(1)太陽熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長為2×10－7～1×10－5m范圍內(nèi),求相應(yīng)的頻率范圍．(2)每小時從太陽外表輻射的總能量為多少？(3)火星受到來自太陽的輻射可認(rèn)為垂直到面積為πr2(r為火星半徑)的圓盤上．太陽到火星的距離約為太陽半徑的400倍,忽略其他天體及宇宙空間的輻射,試估算火星的平均溫度．答案解析1.【答案】C【解析】光照射金屬時能否產(chǎn)生光電效應(yīng),取決于入射光的頻率是否大于等于金屬的極限頻率,與入射光的強(qiáng)度和照射時間無關(guān),應(yīng)選項A、B、D均錯誤；又因ν＝,所以選項C正確．2.【答案】C【解析】大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動性,個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性,A錯誤；光是不是宏觀粒子,光在傳播時有時看成粒子有時可看成波,B錯誤；光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大小(概率)可以用波動規(guī)律來描述,C正確；大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動性,個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性,D錯誤．3.【答案】D【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān),頻率越高,光電子的最大初動能越大,與入射光的強(qiáng)度以及加速電壓無關(guān),故D正確．4.【答案】C【解析】光的干預(yù)、衍射、泊松亮斑是光的波動性的證據(jù),光電效應(yīng)說明光具有粒子性,光的反射和色散不能說明光具有波動性或粒子性,應(yīng)選項C正確．5.【答案】A【解析】根據(jù)光子說,金屬中的一個電子一次只能吸收一個光子,假設(shè)所吸收的光子頻率大于金屬的極限頻率,電子才能逃離金屬外表,成為光電子,且光子的吸收是瞬時的,不需時間的積累,應(yīng)選項A正確．6.【答案】B【解析】衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性,光電效應(yīng)現(xiàn)象說明了光具有粒子性,故該實驗說明了光具有波粒二象性,A、C、D正確；光照射鋅板后,與鋅板相連的驗電器的鋁箔有張角,說明鋅板帶電,但不能確定帶什么電,B錯誤．7.【答案】C【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程有：Ek＝hν－W,其中W為金屬的逸出功：W＝hν0.由此可知Ek－ν圖象是一條直線,橫截距大于零,故C正確．8.【答案】C【解析】光電效應(yīng)證實了光的粒子性,因為光子的能量是一份一份的,不能積累,所以光電效應(yīng)具有瞬時性,這與光的波動性矛盾,A項錯誤；同理,因為光子的能量不能積累,所以只有當(dāng)光子的頻率大于金屬的極限頻率時,才會發(fā)生光電效應(yīng),B項錯誤；光強(qiáng)增大時,光子數(shù)量和能量都增大,所以光電流會增大,這與波動性無關(guān),C項正確；一個光電子只能吸收一個光子,所以入射光的頻率增大,光電子吸收的能量變大,所以最大初動能變大,D項錯誤．9.【答案】A【解析】德布羅意波長為λ＝又p＝mv解得：λ＝速度大小相同,電子的質(zhì)量m最小,那么電子的德布羅意波長最大．10.【答案】B【解析】根據(jù)公式c＝λν可知,波長越長的,頻率越低,那么有νa<νb,A錯誤；再根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知,光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān),所以b光的光電子的最大初動能大于a光的光電子的最大初動能,而光電子的動能可能相等,C、D錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生條件可知,兩種光子的頻率都大于極限頻率,B正確.11.【答案】A【解析】根據(jù)E＝hν知,照射光的頻率增大,那么光子能量增大,光的強(qiáng)度減弱,單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目減少．故A正確．12.【答案】C【解析】光電效應(yīng)的發(fā)生是瞬時的,A錯誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知,頻率增大為原來的2倍時,光電子的最大初動能不是原來的2倍,B錯誤；入射光波長增大為原來的2倍,頻率變?yōu)樵瓉淼?有可能不發(fā)生光電效應(yīng),C正確；入射光強(qiáng)增大為原來的2倍時,單位時間發(fā)出的光電子數(shù)量有可能變?yōu)樵瓉淼?倍,D錯誤．13.【答案】ACD【解析】溫度升高,各種波長的輻射強(qiáng)度都會增加,隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向較短波長方向移動．14.【答案】AD【解析】普朗克的理論認(rèn)為帶電微粒輻射或吸收能量時,是一份一份的,微觀粒子的能量是量子化的、是分立的,故A、D正確.15.【答案】ACD【解析】泊松亮斑,光的衍射和干預(yù)說明光具有波動性；光的直線傳播和光電效應(yīng)說明光具有粒子性．16.【答案】AB【解析】根據(jù)光子說內(nèi)容可知,紫外線是不連續(xù)的,A正確．發(fā)生光電效應(yīng)時,有光電子從鋅板飛出,鋅板失去電子帶正電,所以驗電器帶正電,B正確．根據(jù)光電效應(yīng)方程知,光電子的最大初動能為Ekm＝hν－h(huán)ν0,但不是所有電子的動能都等于最大初動能．故C錯誤．當(dāng)用紅外燈照射時,由于紅外線頻率小于紫外線頻率,因此可能不發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,那么驗電器金屬箔不一定張開．故D錯誤．17.【答案】CD【解析】電子是實物粒子,能發(fā)生衍射現(xiàn)象,該實驗說明物質(zhì)波理論是正確的,這種波稱為物質(zhì)波,或德布羅意波．18.【答案】(1)正(2)陰極K發(fā)射電子,電路中產(chǎn)生電流,經(jīng)放大器放大的電流產(chǎn)生的磁場使鐵芯M磁化,將銜鐵N吸?。疅o光照射光電管時,電路中無電流,N自動離開M(3)B【解析】19.【答案】(1)3.3×10－19J(2)2.9×10－19J【解析】①根據(jù)E＝h得,E＝3.3×10－19J.②根據(jù)光電效應(yīng)方程得：Ekm＝－W0＝4×10－20J,那么W0＝2.9×10－19J.20.【答案】(1)5.1×1014Hz(2)2.0×1012個【解析】(1)根據(jù)能量守恒定律有E1＝eU1＋hν將E1＝4.5eV＝4.5×1.6×10