高中物理人教版5第十七章波粒二象性 單元質量評估17

第十七章一、選擇題1．下列實驗中，能證實光具有粒子性的是()A．光電效應實驗 B．光的雙縫干涉實驗C．光的圓孔衍射實驗 D．泊松亮斑實驗解析：光電效應證明光具有粒子性，A正確．光的干涉和衍射可證明光具有波動性．B、C、D錯誤．答案：A2．下列關于光具有波粒二象性的敘述中正確的是()A．光的波動性與機械波、光的粒子性與質點都是等同的B．大量光子產生的效果往往顯示出波動性，個別光子產生的效果往往顯示出粒子性C．光有波動性又有粒子性，是互相矛盾的，是不能統一的D．光的頻率越高，波動性越顯著解析：光的波動性與機械波、光的粒子性與質點有本質的區(qū)別，A選項錯．大量光子顯示波動性，個別光子顯示粒子性，B選項對．光是把粒子性和波動性有機結合在一起的矛盾統一體，C選項錯．光的頻率越高，粒子性越顯著，D選項錯．答案：B3．某單色光照射某金屬時不能產生光電效應，則下述措施中可能使該金屬產生光電效應的是()A．延長光照時間 B．增強光的強度C．換用波長較短的光照射 D．換用頻率較高的光照射解析：要產生光電效應，入射光的頻率必須大于該金屬的極限頻率．波長較短的光，頻率高，當入射光的頻率高于極限頻率時就能產生光電效應．若入射光的頻率低于該金屬的極限頻率或入射光的波長高于該金屬的極限波長，增強光的強度、延長光照時間均不能產生光電效應．答案：CD4．下列說法中正確的是()A．質量大的物體，其德布羅意波長小B．速度大的物體，其德布羅意波長小C．動量大的物體，其德布羅意波長小D．動能大的物體，其德布羅意波長小解析：由德布羅意假說得德布羅意波長λ＝eq\f(h,p)．式中h為普朗克常量，p為運動物體動量，可見p越大，λ越小；p越小，λ越大．故C正確，A、B、D錯誤．答案：C5．紫外線光子的動量為eq\f(hν,c)．一個靜止的O3吸收了一個紫外線光子后()A．仍然靜止B．沿著光子原來運動的方向運動C．沿與光子運動方向相反的方向運動D．可能向任何方向運動解析：由動量守恒定律知，吸收了紫外線光子的O3分子與光子原來運動方向相同．故正確選項為B．答案：B6．關于物質波，下列說法正確的是()A．速度相等的電子和質子，電子的波長大B．動能相等的電子和質子，電子的波長小C．動量相等的電子和中子，中子的波長小D．甲電子速度是乙電子的3倍，甲電子的波長也是乙電子的3倍解析：由λ＝eq\f(h,p)可知，動量大的波長?。娮优c質子的速度相等時，電子動量小，波長長．電子與質子動能相等時，由動量與動能的關系式：p＝eq\r(2mEk)可知，電子的動量小，波長長，動量相等的電子和中子，其波長應相等．如果甲、乙兩電子的速度遠小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的動量也是乙的三倍，則甲的波長應是乙的eq\f(1,3)．答案：A7．關于光電效應，下列說法正確的是()A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B．只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產生光電效應C．從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小D．入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內逸出的光電子數就越多解析：逸出功W＝hν0，ν0越大，W越大，A正確．每種金屬都存在極限頻率，小于極限頻率的光照射時間再長也不會發(fā)生光電效應，B錯誤．由Ek＝hν－W知，在光照頻率不變的情況下，Ek越大，W越小，C錯誤．單位時間內逸出的光電子數與光強有關，D錯誤．故選A．答案：A8．經150V電壓加速的電子束，沿同一方向射出，穿過鋁箔后射到其后的屏上，則()A．所有電子的運動軌跡均相同B．所有電子到達屏上的位置坐標均相同C．電子到達屏上的位置坐標可用牛頓運動定律確定D．電子到達屏上的位置受波動規(guī)律支配，無法用確定的坐標來描述它的位置解析：電子被加速后其德布羅意波波長λ＝eq\f(h,p)＝1×10－10m，穿過鋁箔時發(fā)生衍射．電子的運動不再遵守牛頓運動定律，不可能同時準確地知道電子的位置和動量，不可能用“軌跡”來描述電子的運動，只能通過概率波來描述．所以A、B、C項均錯．答案：D9．在做光電效應的實驗時，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應，實驗測得光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率ν的關系如圖所示．由實驗圖線可求出()A．該金屬的極限頻率和極限波長B．普朗克常量C．該金屬的逸出功D．單位時間內逸出的光電子數解析：Ek－ν圖象與橫軸的交點坐標值等于極限頻率大小，再由λc＝eq\f(c,νc)即可計算出極限波長λc，故選項A正確；Ek－ν圖象的斜率等于普朗克常量h大小，故選項B正確；由W0＝hνc即可計算出該金屬的逸出功W0，故選項C正確；不能計算出單位時間內逸出的光電子數，故選項D錯誤．答案：ABC10．頻率為ν的光子，德布羅意波波長為λ＝eq\f(h,p)，能量為E，則光的速度為()A．Eλ/h B．pEC．E/p D．h2/Ep解析：根據c＝λν，E＝hνλ＝eq\f(h,p)，即可解得光的速度為eq\f(Eλ,h)或eq\f(E,p)，故選A、C．答案：AC11．若某個質子的動能和某個氮核的動能相等，則這兩個粒子的德布羅意波長之比為()A．1∶4 B．4∶1C．1∶2 D．2∶1解析：由動能和動量的關系得：p＝eq\r(2mEk)①再由德布羅意波長公式：λ＝eq\f(h,p)②聯系①②式解得：eq\f(λH,λHe)＝eq\r(\f(mHe,mH))＝eq\r(\f(4,1))＝eq\f(2,1)，D選項正確．答案：D二、非選擇題12．照相底片上的感光物質中的AgBr分子在光照射下能分解，經沖洗后就被記錄下來(這種現象稱為“光化效應”，與光電效應類似，只有入射光光子的能量大于某一數值，才能發(fā)生)．已知分解一個AgBr分子所需的最小能量約為1．0×10－19J，試探究分析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)．解析：ε＝hν，而c＝νλ故λ＝eq\f(hc,ε)＝eq\f×10－34×3×108,×10－19)m＝2．0×10－6答案：2．0×10－613．鋁的逸出功是4．2eV，現在用波長為200nm的光照射鋁的表面．求：(1)光電子的最大初動能；(2)金屬鋁的遏止電壓；(3)鋁的截止頻率．解析：(1)光子的能量E＝hν＝heq\f(c,λ)＝eq\f×10－34×3×108,200×10－9)J＝1．0×10－18J根據愛因斯坦光電效應方程有hν＝W0＋Ek，所以光電子的最大初動能為Ek＝hν－W0＝1．0×10－18J－4．2×1．6×10－19J＝3．3×10－19J(2)遏止電壓Uc滿足Ek＝eUc，所以Uc＝eq\f(Ek,e)＝eq\f×10－19,×10－19)V＝2．1V(3)當光電子逸出時的最大初動能為零時，再減小照射光的頻率，便不能發(fā)生光電效應了，所以截止頻率滿足hν0＝W0，ν0＝eq\f(W0,h)＝eq\f××10－19,×10－34)Hz＝1．0×1015Hz．答案：(1)3．3×10－19J(2)2．1V(3)1．0×1015Hz14．如圖所示，當開關S斷開時，用光子能量為2．5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現電流表讀數不為零．合上開關，調節(jié)滑動變阻器，發(fā)現當電壓表讀數小于0．60V時，電流表讀數仍不為零；當電壓表讀數大于或等于0．60V時，電流表讀數為零．(1)求此時光電子的最大初動能的大?。?2)求該陰極材料的逸出功．解析：