2019-2020年高中物理第十七章波粒二象性章末检测新人教版.doc

2019-2020年高中物理第十七章波粒二象性章末检测新人教版一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分其中110题为单选题，1112题为多选题)1近年来，数码相机几乎家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为()A光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C大量光子表现光具有粒子性D光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性【解析】由题意知像素越高形成照片的光子数越多，表现的波动性越强，照片越清晰，D项正确【答案】D2用波长为1和2的单色光A和B分别照射两种金属C和D的表面单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象设两种金属的逸出功分别为WC和WD，则下列选项正确的是()A12，WCWDB12，WCWDC1WDD12，WCfbfdfc，则A选项对【答案】A8分别用波长为和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1：2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为()A. B.C.hc D.【解析】根据爱因斯坦光电效应方程得：.解得：W0.【答案】B9现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波波长设定为，其中n1.已知普朗克常量为h、电子质量为m和电子电荷量为e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为()A. B.C. D.【解析】由德布罗意波波长知，p是电子的动量，则pmv，而，代入得U.【答案】D10在自然生态系统中，蛇与老鼠等生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用蛇是老鼠的天敌，它通过接收热辐射来发现老鼠的存在假设老鼠的体温约为37 ，它发出的最强的热辐射的波长为max，根据热辐射理论，max与辐射源的绝对温度T的关系近似为maxT2.90103 mK.则老鼠发出的最强的热辐射的波长为()A7.8105m B9.4106 mC1.16104 m D9.7108 m【解析】体温为37 时，热力学温度T310 K，根据maxT2.90103 mK，得max m9.4106 m.【答案】B11关于光子和运动着的电子，下列叙述正确的是()A光子和电子一样都是实物粒子B光子和电子都能发生衍射现象C光子和电子都具有波粒二象性D光子具有波粒二象性，而电子只具有粒子性【解析】物质可分为两大类：一是质子、电子等实物，二是电场、磁场等，统称场光是传播着的电磁场根据物质波理论，一切运动的物体都具有波动性，故光子和电子具有波粒二象性综上所述，B、C选项正确【答案】BC12.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图则这两种光()A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D通过同一玻璃棱镜时，a光的偏折程度大【解析】由爱因斯坦光电效应方程可知|eUc|mv2hW0，由图象可知|Uc2|Uc1|，两种光的频率ab，根据双缝干涉条纹间距公式x可知，a光的相邻条纹间距大，选项C正确；同理可知naCb，选项B正确【答案】BC第卷(非选择题共52分)二、实验题(本题有2小题，共15分，请将答案写在题中的横线上)13.(9分)如图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角(1)现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将_(填“增大”、“减小”或“不变”)(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针_(填“有”或“无”)偏转(3)实验室用功率P1 500 W的紫外灯演示光电效应紫外线波长253 nm，阴极离光源距离d0.5 m，原子半径取r0.51010 m，则阴极表面每个原子每秒钟接收到的光子数为_(普朗克常量h6.631034 Js)【解析】(1)当用紫外光照射锌板时，锌板发生光电效应，放出光电子而带上了正电，此时与锌板连在一起的验电器也带上了正电，从而指针发生了偏转当带负电的小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏转减小(2)使验电器指针回到零，用钠灯黄光照射，验电器指针无偏转，说明钠灯黄光的频率小于极限频率，红外光比钠灯黄光的频率还要低，更不可能发生光电效应能否发生光电效应与入射光的强度无关(3)以紫外灯为圆心，作半径为d的球面，则每个原子每秒钟接收到的光能量为Er23.751018 J，因此每个原子每秒钟接收到的光子数为n5个【答案】(1)增大(2)无(3)5个14.(6分)如图所示是做光电效应实验的装置简图在抽成真空的玻璃管内，K为阴极(用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9 eV)，A为阳极在a、b间不接任何电源，用频率为(高于铯的极限频率)的单色光照射阴极K，会发现电流表指针有偏转这时，若在a、b间接入直流电源，a接正极，b接负极，并使a、b间电压从零开始逐渐增大，发现当电压表的示数增大到2.1 V时，电流表的示数刚好减小到零则a、b间未接直流电源时，通过电流表的电流方向为_；从阴极K发出的光电子的最大初动能Ek_J；入射单色光的频率_Hz.【解析】(1)光电子由K向A定向移动，光电流由A向K，因此通过电流表的电流从下向上(2)具有最大初动能的电子刚好不能到达A板，对该电子用动能定理EkUe得，最大初动能为2.1 eV3.361019 J.(3)由光电效应方程：EkhW，得9.651014Hz.【答案】从下向上3.361019 J9.651014 Hz三、计算题(本题有3小题，共37分，解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(12分)德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长是，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量已知某种紫光的波长是440 nm，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的1 04倍，求：(1)电子的动量的大小；(2)试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小(电子质量m9.11031 kg，电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.61034 Js，加速电压的计算结果取一位有效数字)【解析】(1)，1104，电子的动量p kgm/s1.51023kgm/s(2)电子在电场中加速，有eUmv2，U8102 V.【答案】(1)1.51023 kgm/s(2)8102 V16(12分)如图所示， 阴极K用极限波长00.66 m的金属铯制成，用波长0.50 m的绿光照射阴极K，调整两个极板间的电压，当A板电压比阴极高出2.5 V时，光电流达到饱和，电流表示数为0.64 A，求：(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能(2)如果把照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极的最大初动能【解析】(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数n个4.01012个根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能：mvhW0hh6.6310343108 J9.61020 J.(2)如果照射光的频率不变，光强加倍，根据光电效应实验规律，阴极每秒钟发射的光电子数为：n2n8.01012个光电子的最大初动能仍然是mv9.61020 J.【答案】(1)4.01012个9.61020 J(2)8.01012个9.61020 J17(13分)如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e，求：(1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能；(2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间【解析】(1)根据爱因斯坦光电效应方程EkhW，光子的频率为.所以，光电子的最大初动能为EkW.能以最短时间到达A板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B板的电子，设到达A板的动能为Ek1，由动能定理，得eUEk1Ek，所以Ek1eUW.(2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子则dat2，得td .【答案】(1)eUW(2)d