2019_2020學(xué)年高中物理第十七章波粒二象性單元測試題（三）（含解析）新人教版.docx

波粒二象性單元測試題（三）一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分）1愛因斯坦由光電效應(yīng)的實驗規(guī)律，猜測光具有粒子性，從而提出光子說從科學(xué)研究的方法來說，這屬于（ ）A等效替代B控制變量 C科學(xué)假說D數(shù)學(xué)歸納2在圖所示的光電管的實驗中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的B單色光照射時不發(fā)生光電效應(yīng)，那么（ ）圖1AA光的頻率大于B光的頻率BB光的頻率大于A光的頻率C用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是a流向bD用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是b流向a3下列說法不正確的是 （ ）A藍光比綠光更容易使金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B同一束光照射兩種不同金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則逸出功大的金屬中射出的光電子最大初動能大C某金屬的極限頻率為，當(dāng)入射光頻率為時，逸出的光電子的最大初動能為D一束光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，換用頻率低但光強大的光照射仍能發(fā)生光電效應(yīng)，則兩次相比，后者s內(nèi)逸出的光電子數(shù)多但最大初動能小4對光的波粒二象性的說法正確的是（ ）A一束傳播的光，有的光是波，有的光是粒子B光子與電子是同樣一種粒子，光波與機械波是同樣一種波C光的波動性是光子間相互作用引起的D光是一種波，同時也是一種粒子，光子說并沒否定電磁說，在光子能量中，頻率仍表示的是波的特性5在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占整個從單縫射入的光強的%以上，假設(shè)現(xiàn)在讓一個光子通過單縫，那么該光子（ ）A一定落在中央亮紋處 B一定落在亮紋處，但不一定是中央亮紋C可能落在暗紋處 D落在中央亮紋處的可能性最大6下述說法正確的是（ ）A光波是一種電磁波B光從空氣進入水中后，光的波長變短，光子能量減小C光電效應(yīng)表明在一定條件下，光子可以轉(zhuǎn)化為電子D光波是一種概率波，單個光子在空中的運動路線象水波一樣7關(guān)于物質(zhì)波，正確的認(rèn)識是（ ）A只要是運動著的物體，不論是宏觀物體還是微觀粒子，都有相應(yīng)的波動性，這就是物質(zhì)波B只有運動著的微觀粒子才有物質(zhì)波，對于宏觀物體，不論其是否運動，都沒有相對應(yīng)的物質(zhì)波C由于宏觀物體的德布羅意波長太小，所以很難觀察到它們的波動性D電子束照射到金屬晶體上得到了電子束的衍射圖樣，從而證實了德布羅意的假設(shè)是正確的8為了觀察到納米級的微小結(jié)構(gòu)，需要用到分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡下列說法中正確的是（ ） A電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此不容易發(fā)生明顯衍射B電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此不容易發(fā)生明顯衍射C電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此更容易發(fā)生明顯衍射D電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此更容易發(fā)生明顯衍射二、填空題（本題共3題，每題6分，共計18分）圖29如圖2所示，一靜電計與鋅板相連，在A處用一紫外燈照射鋅板，關(guān)閉燈后，指針保持一定偏角(1)現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計指針偏角將_.(填“增大”“減小”或“不變”)(2)使靜電計指針回到零，再用相同強度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，靜電計指針無偏轉(zhuǎn)，那么，若改用強度更大的紅外線照射鋅板，可觀察到靜電計指針_(填“有”或“無”)偏轉(zhuǎn)10某單色光頻率為，用它照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，在逸出的光電子中動能最大值是，則這種金屬的逸出功 ，極限頻率 11以速度 m/s運動的電子束的德布羅意波長為 m，與該電子束的德布羅意波波長相同的質(zhì)子束的速度為 m/s（電子的質(zhì)量 ，質(zhì)子的質(zhì)量）三、計算題（本題共3小題，共40分）12試估算一個中學(xué)生在跑百米時的德布羅意波的波長13照相底片上的感光物質(zhì)中的AgBr分子在光的照射下能分解，經(jīng)過沖洗后就被記錄下來（這種現(xiàn)象叫做光化效應(yīng)，與光電效應(yīng)類似，只有入射光子的能量大于某一數(shù)值，才能發(fā)生），已知分解一個AgBr分子所需要的能量的最小值約為J，求這種照相底片感光的截止波長（即它能記錄的光的最大波長值）14自然界中的物體由于具有一定的溫度，會不斷向外輻射電磁波，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：輻射的能量中包含各種波長的電磁波；物體溫度越高，單位時間從物體表面單位面積上輻射的能量越大；在輻射的總能量中，各種波長所占的百分比不同處于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)，則能量保持不變?nèi)舨豢紤]物體表面性質(zhì)對輻射與吸收的影響.我們定義一種理想的物體.它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射這樣的物體稱為黑體單位時間內(nèi)從黑體表面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 T4，其中常量5.6710-8Wm2K4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Rs696000 km，太陽表面溫度T5770 K，火星半徑r3395km，球面積S4R2，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210-7m1102m范圍內(nèi)，求相應(yīng)的頻率范圍(2)每小時從太陽表面輻射的總能量為多少?(3)火星受到來自太陽的輻射可認(rèn)為垂直射到面積為r2(r為火星半徑)的圓盤上，已知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.參考答案1C提示：根據(jù)實驗現(xiàn)象，而后提出理論支持，物理學(xué)上把這種研究方法稱為“科學(xué)假說”，故正確選項為C.2AC提示：根據(jù)光電效應(yīng)的條件可知，A光的頻率高于極限頻率，B光的頻率小于極限頻率，故A光的頻率大于B光的頻率，A選項正確；光電管工作時光電子從陰極（右側(cè)）飛向陽極（左側(cè)），由此可知，電路中流過電流表的電流為ab，即C正確.3B 提示：本題綜合考查光電效應(yīng)規(guī)律與光電效應(yīng)方程，藍光比綠光頻率高，更容易使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故A選項說法正確，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，同一光子照射逸出功大的金屬，克服原子核的吸引力做功多，最大初動能小，故B選項說法錯誤，極限頻率為的金屬其逸出功為，現(xiàn)在入射光子能量為，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可判定最大初動能為，故C選項說法正確，由光電效應(yīng)的規(guī)律可知頻率越高的光照射同一金屬，逸出的光電子的最大初動能大，而s內(nèi)逸出的光電子的個數(shù)與入射光的強度成正比，故D選項說法正確，所以說法不正確的只有B選項4D 提示：光是一種波，同時也是一種粒子，光同時具有波粒兩種性質(zhì)，僅僅有時波動性明顯，有時粒子性明顯，故A選項錯誤；光具有波粒二象性中的“波”不是宏觀的連續(xù)波而是概率波，“?！币膊皇呛暧^的粒子而是指光是不連續(xù)的，是“一份一份”的，光子沒有一定的形狀，但電子等宏觀粒子有一定的形狀，同一介質(zhì)中光速不變，但電子等宏觀粒子的速度是變化的，所以光子與電子不是同樣一種粒子，光波與機械波也是不同性質(zhì)的波，故B選項錯誤；光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子間的相互作用引起的，故C選項錯誤，光子說指出光是一份一份的，可解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，體現(xiàn)了光具有粒子性，同時光子的能量與頻率成正比，又體現(xiàn)了波動性，所以光子說并沒有否定電磁說，所以正確選項是D5CD提示：本題考查光是一種概率波的含義，根據(jù)概率波的概念，對于一個光子通過單縫后落在何處，是不確定的，但概率最大的是落在中央亮紋處，可以達到%以上，當(dāng)然也可能落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，只不過落在暗紋處的概率很小而已，故只有C、D兩選項是正確的6A提示：本題綜合考查光的本質(zhì)屬性及光在傳播過程中其頻率、波長、波速及光子能量變化的情況光是一種電磁波，也是一種概率波，概率波的概念是光子在空間各點出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律的支配，而不是說光子在空間的運動軌跡是波動性的曲線，所以A選項正確，而D選項錯誤；光在傳播過程中頻率保持不變，但波速卻隨介質(zhì)的改變而改變（），由波速公式知波長也隨介質(zhì)的不同而改變，當(dāng)光從空氣進入水中時，頻率不變，波速變小，波長變短，但光子的能量是由頻率決定的，保持不變，故B選項錯誤；光電效應(yīng)證明光子具有能量并且它的能量是不連續(xù)的，而是一份一份的，它的能量可以被電子吸收，而不是說光子可以轉(zhuǎn)化為電子，所以C選項是錯誤的，正確的選項只有A7ACD 提示：根據(jù)物質(zhì)波的定義：只要是運動著的物體，不論是宏觀物體還是微觀粒子，都有相應(yīng)的波動性，A正確，B錯誤；根據(jù)物質(zhì)波公式知宏觀物體的動量大則物質(zhì)波波長短，很難觀察到他們的波動性，C正確；電子束在晶體上的衍射圖樣的獲得證實了德布羅意的假設(shè)是正確的，即證實了物質(zhì)波的存在，D正確8A 提示：本題結(jié)合顯微鏡考查實物粒子的物質(zhì)波，為了觀察納米級的微小結(jié)構(gòu)，用光學(xué)顯微鏡是不可能的因為可見光的波長數(shù)量級是10-7m，遠大于納米，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，因此不能精確聚焦，如果用很高的電壓使電子加速，使它具有一定的動量，則其物質(zhì)波的波長遠小于1nm，不會發(fā)生明顯衍射，分辨率較高，正確選項為A9減??；無提示：紫外線照射鋅板，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，放出光電子，鋅板及與它連在一起的靜電計帶正電，帶負(fù)電小球與其接觸后，中和一部分正電荷，靜電計指針偏角減小紅外線比黃光的頻率更低，更不可能發(fā)生光電效應(yīng)，能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強度無關(guān)10， 提示：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，該金屬的逸出功為W，該金屬吸收光子的能量至少等于逸出功才能發(fā)生光電效應(yīng)，所以極限頻率11 m， m/s提示：根據(jù)物質(zhì)波公式，代入數(shù)據(jù)得電子束的德布羅意波長 m，與電子束物質(zhì)波波長相等的質(zhì)子的速度= m/s12約m提示：估計一個中學(xué)生的質(zhì)量m50kg ，百米跑時速度v7m/s ，則= m =m13m 提示：本題借助照相底片的感光現(xiàn)象，考查光電效應(yīng)規(guī)律及光子說等知識，分解一個AgBr分子所需要的能量是由吸收一個入射光子的能量得來，分子吸收光子的能量也是“一對一”的吸收關(guān)系，所以入射光子的能量最小值應(yīng)等于分解一個AgBr分子所需要的能量的最小值J，又由光子能量與頻率成正比得：，解得m，所以使這種照相底片感光的入射光子的最長波長即截止波長為m14(1)31013Hz1.51015Hz (2)1.381030 J （3）204 K解析：(1)由c/得，3.00108（210-7 ）Hz1.51015 Hz3.00108（110-5