2019高中物理 第十七单元 波粒二象性单元测试(一)新人教版选修3-5.doc

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第十七单元 波粒二象性注意事项:1答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题(本大题共10小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,第16题只有一项是符合题目要求,第710题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1下列说法不正确的是()A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体是一种理想化模型,其辐射强度与温度有关,当温度升高时,黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,会把一部分动量转移给电子,因此光子散射后波长变短2关于光的波粒二象性的说法中,正确的是()A一束传播的光,有的光是波,有的光是粒子B光波与机械波是同种波C光的波动性是由光子间的相互作用而形成的D光是一种波,同时也是一种粒子,光子说并未否定电磁说,在光子能量Eh中,仍表现出波的特性3电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm,如果有人制造出质子显微镜,在加速到相同的速度情况下,质子显微镜的最高分辨率将()A小于0.2 nm B大于0.2 nm C等于0.2 nm D以上说法均不正确4频率为的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为Ek,改用频率2的光照射同一金属,所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)()AEkh B2Ek CEkh D2hEk5用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果换一种频率更大的光照射该金属,但光的强度减弱,则()A单位时间内逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小B单位时间内逸出的光电子数增大,光电子的最大初动能减小C单位时间内逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能增大D单位时间内逸出的光电子数增大,光电子的最大初动能增大6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长设定为其中n 1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量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 D7实物粒子和光都具有波粒二象性,下列事实中突出体现波动性的是()A射线在云室中穿过会留下清晰的径迹B人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样D光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关8一束绿光照射某金属发生了光电效应,则以下说法正确的是()A若增加绿光的照射强度,则单位时间内逸出的光电子数增加B若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子的最大初动能增加C若改用紫光照射,则可能不会发生光电效应D若改用紫光照射,则逸出的光电子的最大初动能增加9电子的运动受波动性支配,对氢原子的核外电子,下列说法正确的是()A电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的B电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置C电子绕核运动时电子边运动边振动D电子在核外的位置是不确定的10如图所示是研究光电效应的电路,阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极,K在受到光照时能够发射光电子。阳极A吸收阴极K发出的光电子,在电路中形成光电流如果用单色光a照射阴极K,电流表的指针发生偏转;用单色光b照射光电管阴极K时,电流表的指针不发生偏转。则下列说法正确的是() Aa光的波长一定小于b光的波长B只增加a光的强度可能使通过电流表的电流增大C只增加a光的强度可使逸出的电子最大初动能变大D阴极材料的逸出功与入射光的频率有关二、非选择题(本题共6小题,共60分。按题目要求做答,计算题解答时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)11(8分)伦琴射线管是用来产生X射线的一种装置,构造如图所示。真空度很高(约为10-4 Pa)的玻璃泡内,有一个阴极K和一个阳极A,由阴极发射的电子受强电场的作用被加速后打到阳极,会产生X光内的各种能量的光子,其中光子能量最大值等于电子的动能。已知阳极和阴极之间的电势差U,普朗克常数h,电子电荷量e和光速c,则可知该伦琴射线管产生的X光的最大频率为_,最短波长为_。12(8分)在某次光电效应实验中,得出的遏止电压Uc与入射光的频率v的关系如图所示。若该直线的斜率和纵轴上截距分别为k和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为_,所用材料的逸出功可表示为_。13(8分)历史上美国宇航局曾经完成了用“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”坦普尔号彗星的实验。探测器上所携带的重达400 kg的彗星“撞击器”将以1.0104 m/s的速度径直撞向彗星的彗核部分,撞击彗星后“撞击器”融化消失,这次撞击使该彗星自身的运行速度出现1.010-7 m/s的改变。已知普朗克常量h6.610-34 Js。则:(1)撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长为_;(2)根据题中相关信息数据估算出彗星的质量为_。14(10分)用波长为的光照射金属的表面,当遏止电压取某个值时,光电流便被截止;当光的波长改变为原波长的后,已查明使电流截止的遏止电压必须增大到原值的倍,试计算原入射光的波长。(已知该金属的逸出功为W0)15(12分)电子具有多大速度时,德布罗意波的波长同光子能量为4104 eV的X射线的波长相等?此电子需经多大的电压加速?16(14分)有一真空中波长为610-7 m的单色光,普朗克常量为6.6310-34 Js,求:(1)此单色光的频率;(2)此单色光的1个光子的能量;(3)金属钠产生光电效应的极限频率是6.01014 Hz。根据能量转化和守恒守律,用该单色光照射金属钠时,产生的光电子的最大初动能是多大?2018-2019学年高二上学期第十七单元训练卷物 理(一)答 案一、选择题(本大题共10小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,第16题只有一项是符合题目要求,第710题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1【答案】D【解析】光电效应现象揭示了光的粒子性,A正确;衍射现象是波特有的性质,故热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性,B正确;黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与黑体的温度有关,黑体辐射随着波长越短温度越高辐射越强,C正确;康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,因此光子能量减小,根据E=h=hc可得光子散射后波长变长,D错误。2【答案】D【解析】个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性,而不是有的光是波,有的光是粒子,故A错误;光子是电磁波,而电子是实物粒子,故B错误;光波是概率波,个别光子的行为是随机的,表现为粒子性,大量光子的行为往往表现为波动性,不是由光子间的相互作用形成的,故C错误;光是一种波,同时也是一种粒子,在光子能量h中,频率仍表示的是波的特性,它体现了光的波动性与粒子性的统一,故D正确。3【答案】A【解析】根据德布罗意波长公式=hp知,质子的质量大于电子的质量,相同速度的质子比相同速度的电子动量大,则质子的德布罗意波长小,分辨率高,则最高分辨率将小于0.2nm,故A正确。4【答案】C【解析】频率为v的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为Ekm,根据光电效应方程知,逸出功W0=hv-Ekm;改用频率2v的光照射同一金属,则最大初动能Ekm=2hv-W0=hv+Ekm,故C正确。5【答案】C【解析】根据光电效应方程Ekm=hvW0得,光强度不影响光电子的最大初动能,光电子的最大初动能与入射光的频率有关;光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率,与光的强度无关;入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目,光的强度减弱,单位时间内发出光电子数目减少,故C正确。6【答案】C【解析】物质波的波长=hmv,则dn=hmv,得:v=nhmd,由动能定理可得:eU=12mv2,解得:U=n2h22med2。7【答案】BC【解析】粒子在云室中受磁场力的作用,做的是圆周运动,与波动性无关,A错误;可以利用慢中子衍射来研究晶体的结构,说明中子可以产生衍射现象,说明具有波动性,B正确;干涉是波具有的特性,电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,说明电子具有波动性,C正确;光电效应实验,说明的是能够从金属中打出光电子,说明的是光的粒子性,D错误。8【答案】AD【解析】光的强度增大,则单位时间内逸出的光电子数目增多,根据光电效应方程知,光电子的最大初动能不变,故A正确、B错误;因为紫光的频率大于绿光的频率,一定发生光电效应,故C错误;根据光电效应方程Ekm=hvW0知,光电子的最大初动能增加,故D正确。9【答案】ABD10【答案】AB【解析】用单色光b照射光电管阴极K时,电流表的指针不发生偏转,说明用b光不能发生光电效应,即a光的波长一定小于b光的波长,选项A正确;只增加a光的强度可使阴极K单位时间内逸出的光电子数量增加,故通过电流表的电流增大,选项B正确;只增加a光的强度不能使逸出的电子的最大初动能变大,选项C错误;阴极材料的逸出功只与阴极材料有关,与入射光的频率无关,选项D错误。二、非选择题(本题共6小题,共60分。按题目要求做答,计算题解答时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)11【答案】 eUh hceU【解析】光子的最大能量E=eU=h,解得=eUh,则最短波长=c=hceU 。12【答案】ke be【解析】根据光电效应方程Ekm=hv-W0,以及Ekm=eUc得:Uc=hve-W0e,图线的斜率:k=he,解得普朗克常量h=ke。纵轴截距的绝对值:b=W0e,所用材料的逸出功可表示为:W0=be。13【答案】(1) 1.6510-40m (2)4.01013Kg【解析】(1)撞击前彗星“撞击器”的动量为:P=mv=4001.0104=4.0106kgm/s,则撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长为:=hP=6.610-344.0106=1.6510-40m;(2)以彗星和撞击器组成的系统为研究对象,规定彗星初速度的方向为正方向,由动量守恒定律得mv=Mv,则得彗星的质量为M=mvv=4001104110-7=4.01013kg14【解析】由题意,结合光电效应方程,及c,当用波长为的光照射金属表面,则有:hcW0eU0当光的波长改为原波长的1/n后,则有:hncW0eU0解得:=hc-nW0-1。15【解析】由德布罗意波公式光子能量式Ehh联立可得:ve m/s2.34107 m/s由动能定理得:eUmevU V1.56103 V。16【解析】(1)由c=,该单色光的频率为:=c ,解得=3108610-7Hz=51014Hz(2)1个光子的能量E=h=6.63103451014J=3.3151019J(3)由WA=h0即得:WA=6.6310346.01014=3.9781019 J 根据光电效方程可知,光电子的最大初动能为:EKm=hWA代入数据解得:EKm=hWA=6.6310346.010143.3151019=6.631020J。
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