人民教育出版版選修35第17章波粒二象性最新能力培養(yǎng)

1、(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)12006年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了兩名美國科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀及其溫度在不同方向上的微小變化他們的出色工作被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)代的起點(diǎn)下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關(guān)的說法中正確的是()A微波是指波長在103m到10 m之間的電磁波B微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播C黑體的熱輻射實(shí)際上是電磁輻射D普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說

2、解析：選ACD.由電磁波譜的劃分可知，A對微波的本質(zhì)是電磁波，可以在真空中傳播，無需介質(zhì)聲波的本質(zhì)是機(jī)械波，只能在介質(zhì)中傳播，B錯(cuò)黑體輻射可以輻射各種波長的電磁波，本質(zhì)上是電磁輻射，C對根據(jù)普朗克的能量子假說推算出的黑體輻射規(guī)律和觀測到的事實(shí)符合得相當(dāng)好，D對2關(guān)于黑體輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系，下圖正確的是()圖173解析：選B.根據(jù)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，故圖線不會有交點(diǎn)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值會向波長較短方向移動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確3100多年前的1905年是愛因斯坦的“奇跡”之年，這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時(shí)代意義的論文，其中關(guān)于光量

3、子的理論成功的解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)B光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比C光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比D某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng)解析：選AD.根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律可知，只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，故A、D正確根據(jù)光電效應(yīng)方程，最大初動(dòng)能與入射光頻率為線性關(guān)系，但非正比關(guān)系，故B錯(cuò)根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象規(guī)律可知光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān)，故C錯(cuò)4.圖174(2011年濟(jì)寧質(zhì)檢)如圖174所示的實(shí)驗(yàn)電路，當(dāng)用黃光照射光電管中的金屬涂層時(shí)，

4、毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)若將電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時(shí)電壓表讀數(shù)為U，這一電壓稱為遏止電壓欲使遏止電壓增大，可以采用的措施為()A增大黃光強(qiáng)度B延長照射時(shí)間C改用藍(lán)光照射 D改用紅光照射答案：C5關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A動(dòng)能最大的光電子的動(dòng)能與入射光的頻率成正比B光電子的動(dòng)能越大，光電子形成的電流強(qiáng)度就越大C光子本身所具有的能量取決于光子本身的頻率D用紫光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，用綠光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應(yīng)解析：選C.光電子形成的電流強(qiáng)度取決于單位時(shí)間從金屬表面逸出的光電子數(shù)目，它與單位時(shí)間入射的光子數(shù)成正比，而與光電子的動(dòng)能

5、無關(guān)，動(dòng)能最大的光電子的動(dòng)能可根據(jù)光電效應(yīng)方程確定，至于能否產(chǎn)生光電效應(yīng)，要通過比較入射光的頻率和極限頻率來確定，其正確選項(xiàng)為C.6如圖175是利用光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理示意圖，用可見光照射光電管的陰極K，電流表中有電流通過，則()圖175A滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭由a端向b端滑動(dòng)的過程中，電流表中一定無電流通過B滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭由a端向b端滑動(dòng)的過程中，電流表的示數(shù)一定會持續(xù)增大C將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭置于b端，改用紫外線照射陰極K，電流表中一定有電流通過D將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭置于b端，改用紅外線照射陰極K，電流表中一定無電流通過解析：選C.根據(jù)極限頻率的含義知D錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)滑動(dòng)

6、觸頭自a端向b端移動(dòng)時(shí)，開始一段有光電流而且應(yīng)增大，若移動(dòng)到某一位置時(shí)達(dá)到飽和，則此后的移動(dòng)過程中光電流不變，故A、B錯(cuò)誤7某種單色光的頻率為，用它照射某種金屬時(shí)，在逸出的光電子中動(dòng)能最大值為Ek，則這種金屬的逸出功和極限頻率分別是()AhEk， BEkh，ChEk， DEkh，解析：選A.由光電效應(yīng)方程EkhW0，得逸出功W0hEk，又因W0hc，所以極限頻率c，故A正確8(2011年揚(yáng)州模擬)下列說法正確的是()A光的頻率越低，其粒子性越顯著B光波不同于宏觀概念中的那種連續(xù)的波，它是表明大量光子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種概率波C物質(zhì)波理論告訴我們，任何運(yùn)動(dòng)的微觀粒子都具有波粒二象性D在光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)

7、中，狹縫變窄，光子動(dòng)量的不確定量變大解析：選BCD.光的頻率越高，粒子性越顯著，A錯(cuò)光波不同于宏觀概念中的波，它是一種概率波，B正確任何運(yùn)動(dòng)的微觀粒子都對應(yīng)一定的波長，都具有波粒二象性，C正確在光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，狹縫變窄，位置不確定量變小由x·p，則光子動(dòng)量的不確定量變大，D正確9一束波長為7×105 m的光波，每秒鐘有3×1015個(gè)光子通過一個(gè)與光線垂直的平面另有一束光，它傳輸相同的能量，但波長為4×105 m那么這束光每秒鐘通過這個(gè)垂直平面的光子數(shù)目為()A.×1015個(gè) B3×1015個(gè)C.×1015個(gè) D.

8、5;1015個(gè)解析：選C.由題意得n1n2，代入數(shù)據(jù)得3×1015×n2n2×1015個(gè)，故選C.10科學(xué)研究證明，光子有能量也有動(dòng)量，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子假設(shè)光子與電子碰撞前的波長為，碰撞后的波長為，則碰撞過程中()A能量守恒，動(dòng)量守恒，且B能量不守恒，動(dòng)量不守恒，且C能量守恒，動(dòng)量守恒，且D能量守恒，動(dòng)量守恒，且解析：選C.能量守恒和動(dòng)量守恒是自然界的普遍規(guī)律，適用于宏觀世界也適用于微觀世界，光子與電子碰撞時(shí)遵循這兩個(gè)守恒定律光子與電子碰撞前，光子的能量Ehh ，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子，光子的能量Ehh，由EE

9、，可知，選項(xiàng)C正確11.圖176(2010年高考天津理綜卷)用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖176.則這兩種光()A照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大B從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，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(shí)，a光的偏折程度大解析：選BC.由圖可知b光照射時(shí)對應(yīng)遏止電壓UC2大于a光照射時(shí)的遏止電壓UC1.因qUmv2，而hWmv2，所以b光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能大，A錯(cuò)，且可得b>a，b<a，故D錯(cuò)，C對b光折射率大于a光折射率，所以a光臨界角大，

10、B對12根據(jù)不確定性關(guān)系xp，判斷下列說法正確的是()A采取辦法提高測量x精度時(shí)，p的精度下降B采取辦法提高測量x精度時(shí)，p的精度上升Cx與p測量精度與測量儀器及測量方法是否完備有關(guān)Dx與p測量精度與測量儀器及測量方法是否完備無關(guān)解析：選AD.不確定關(guān)系表明無論采用什么方法試圖確定坐標(biāo)和相應(yīng)動(dòng)量中的一個(gè)，必然引起另一個(gè)較大的不確定性，這樣的結(jié)果與測量儀器及測量方法是否完備無關(guān)，無論怎樣改善測量儀器和測量方法，都不可能逾越不確定關(guān)系所給出的限度故A、D正確二、計(jì)算題(本題共4小題，共40分解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫

11、出數(shù)值和單位)13(8分)氦氖激光器發(fā)射波長為632.8 nm的單色光，試計(jì)算這種光的一個(gè)光子的能量為多少？若該激光器的發(fā)光功率為18 mW，則每秒鐘發(fā)射多少個(gè)光子？解析：根據(jù)愛因斯坦光子學(xué)說，光子能量Eh，而c，所以EJ3.14×1019J，合1.96 eV.因?yàn)榘l(fā)光功率等于光子的總能量除以單位時(shí)間，所以1 s內(nèi)發(fā)射的光子數(shù)為n5.73×1016(個(gè))答案：1.96 eV5.73×1016個(gè)14(8分)質(zhì)量為10 g的子彈，以300 m/s的速度射向靶子，試計(jì)算此子彈位置不確定性的范圍(設(shè)其動(dòng)量的不確定范圍為0.02%)解析：pxmv×0.02%10&

12、#215;103×300×0.02×102 N·m·s16×104 N·m·s1.由x·px知，位置的不確定性的范圍是x m9×1032 m.答案：大于等于9×1032 m15(12分)已知銫的逸出功為1.9 eV，現(xiàn)用波長為4.3×107 m的入射光照射金屬銫求：(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)？(2)若能發(fā)生光電效應(yīng)，求光電子的德布羅意波長最短為多少？(電子的質(zhì)量為m0.91×1030 kg)解析：(1)入射光子的能量Ehh6.63×1034× J4.63×1019 J2.9 eV.由E2.9 eVW0，所以能發(fā)生光電效應(yīng)(2)根據(jù)光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動(dòng)能Ekmv2hW01.6×1019 J.而光電子的最大動(dòng)量pmvm.光電子的德布羅意波長的最短值 m1.2×109 m.答案：見解析16(12分)波長為0.71 Å的倫琴射線使金箔發(fā)射光電子，電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)做最大半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知r·B1.88×104T·m.試求：(1)光電子的最大初