高中物理 第四章 波粒二象性滾動檢測 教科版選修3-5

滾動檢測(四)波粒二象性(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(共8小題，共56分)1．年被聯(lián)合國定為“世界物理年”，以表彰愛因斯坦對科學的貢獻．愛因斯坦對物理學的貢獻有()．A．創(chuàng)立“相對論” B．發(fā)現(xiàn)“X射線”C．提出“光子說” D．建立“原子核式模型”答案AC2．下列關于光電效應的說法正確的是()．A．若某材料的逸出功是W，則它的極限頻率ν0＝eq\f(W,h)B．光電子的初速度和照射光的頻率成正比C．光電子的最大初動能和照射光的頻率成正比D．光電子的最大初動能隨照射光頻率的增大而增大解析由光電效應方程Ek＝hν－W知，B、C錯誤，D正確．若Ek＝0，得極限頻率ν0＝eq\f(W,h)，故A正確．答案AD3．當具有5.0eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有最大的初動能是1.5eV.為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應，入射光的最低能量為()．A．1.5eVB．3.5eVC．5.0eVD．6.5eV解析本題考查光電效應方程及逸出功．由Ek＝hν－W得W＝hν－Ek＝5.0eV－1.5eV＝3.5eV則入射光的最低能量為hνmin＝W＝3.5eV故正確選項為B.答案B4．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．沿光子運動相反方向運動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B5．關于光電效應，以下說法正確的是()．A．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比B．光電子的最大初動能越大，形成的光電流越強C．能否產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量是否大于或等于金屬的逸出功D．用頻率是ν1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應，改用頻率是ν2的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應解析本題考查光電效應．由光電效應方程知，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大，但不是正比關系，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無關，B錯．用頻率是ν1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應，改用頻率是ν2的黃光照射該金屬不一定不發(fā)生光電效應，D錯、C對．答案C6．用波長為λ1和λ2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照射兩種金屬時都能產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象；單色光B照射時，只能使金屬C產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，不能使金屬D產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象．設兩種金屬的逸出功分別為WC和WD，則下列選項正確的是()．A．λ1＞λ2，WC＞W(wǎng)D B．λ1＞λ2，WC＜WDC．λ1＜λ2，WC＞W(wǎng)D D．λ1＜λ2，WC＜WD解析由題意知，A光光子的能量大于B光光子，根據(jù)E＝hν＝heq\f(c,λ)，得λ1＜λ2；又因為單色光B只能使金屬C產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，不能使金屬D產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象，所以WC＜WD，故正確選項是D.答案D7．光子有能量，也有動量p＝eq\f(h,λ)，它也遵守有關動量的規(guī)律．如圖1所示，真空中有一“∞”字形裝置可繞通過橫桿中點的豎直軸OO′在水平面內(nèi)靈活地轉動，其中左邊是圓形黑紙片，右邊是和左邊大小、質量均相同的圓形白紙片．當用平行白光垂直照射這兩個圓面時，關于此裝置開始時轉動情況(俯視)的下列說法中正確的是()．圖1A．順時針方向轉動 B．逆時針方向轉動C．都有可能 D．不會轉動解析本題考查光子的動量．光照射到黑紙片上被吸收，照射到白紙片上被反射，因此白紙片受到的沖量大，裝置逆時針轉動．故正確選項為B.答案B8．如圖2所示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()．圖2A．換用波長為λ1(λ1＞λ)的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流B．換用波長為λ2(λ2＜λ)的光照射陰極K時，電路中一定有光電流C．增加電路中電源的路端電壓，電路中的光電流一定增大D．將電路中電源的極性反接，電路中可能還有光電流解析用波長為λ的光照射陰極K，電路中有光電流，表明λ小于該金屬的極限波長λ0，換用波長為λ1照射，雖然λ1＞λ，但是λ1不一定大于λ0，所以用波長為λ1的光照射時，可能仍有光電流，故A錯誤．用波長為λ2(λ2＜λ)的光照射陰極K時，因λ2＜λ＜λ0，故電路中一定有光電流，B對．如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，具有最大初動能的光電子有可能能夠克服電場阻力到達陽極A，從而形成光電流，所以D正確．答案BD二、非選擇題(本題共4小題，共44分)9．(10分)在某種介質中，某單色光的波長為λ，已知該色光光子能量為E，光在真空中的速度為c，則該介質對這種色光的折射率為________．解析由E＝hν得色光頻率：ν＝eq\f(E,h)單色光在介質中傳播的速度：v＝eq\f(λ,T)＝λν＝eq\f(λE,h)介質對這種色光的折射率：n＝eq\f(c,v)＝eq\f(hc,λE).答案eq\f(hc,λE)10．(10分)如圖3所示，在綠色植物的光合作用中，每放出一個氧分子要吸收8個波長為6.68×10－7m的光子，同時每放出1mol氧氣，植物儲存469kJ的能量．則綠色植物能量轉化效率為________(普朗克常量h＝6.63×10－34圖3解析吸收的能量為E＝8NAheq\f(c,λ)＝8×6.0×1023×6.63×10－34×eq\f(3.0×108,6.68×10－7)J＝1.43×106J則能量轉化效率為η＝eq\f(E′,E)×100%＝eq\f(4.69×105,1.43×106)×100%＝33%.答案33%11．(12分)如圖4甲、乙所示，納米技術現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用到社會生產(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)，可以精確地修復人體損壞的器官．糖尿病引起視網(wǎng)膜病變是導致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%的患者都可以避免失明的嚴重后果．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？甲乙圖4解析(1)根據(jù)E＝Pt，所以t＝eq\f(E,P)＝2×eq\f(10－3,10)s＝2×10－4s.(2)由E＝nE0＝nheq\f(c,λ)得：n＝eq\f(Eλ,hc)＝eq\f(2×10－3×500×10－9,6.63×10－34×3.0×108)個＝5×1015個．答案2×10－4s5×1015個12．(12分)如圖5所示，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圖5(1)若高壓電源的電壓為20kV，求X射線的最短波長；(2)若此時電流表讀數(shù)為5mA,1s內(nèi)產(chǎn)生5×1013個平均波長為1.0×10－10m解析(1)X射線管陰極上產(chǎn)生的熱電子在20kV高壓加速下獲得的動能全部變成X光子的能量，X光子的波長最短．由W＝Ue