人教版高中物理选修3-5 第十七章 波粒二象性 测试
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人教版高中物理选修3-5 第十七章 波粒二象性 测试
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分
第Ⅰ卷
一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)
1.关于物质波以下说法正确的是( )
A． 实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性
B． 宏观物体不存在对应的波
C． 电子在任何条件下都能表现出波动性
D． 微观粒子在一定条件下能表现出波动性
2.对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是( )
A． 入射光的强度大于某一极限强度
B． 入射光的波长大于某一极限波长
C． 入射光的照射时间大于某一极限时间
D． 入射光的频率不低于某一极限频率
3.关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是( )
A． 热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
B． 温度越高，物体辐射的电磁波越强
C． 辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关
D． 常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
4.光子在介质中和物质微粒相互作用，可使光的传播方向转向任何方向，这种现象叫做光的散射.1922年，美国物理学家家康普顿研究了石墨中的电子对X射线的散射规律，若用λ、λ′表示散射前、后X射线的波长，用λe表示作用后电子的德布罗意波长，则( )
A．λ′＞λ，碰撞过程动量守恒，能量不守恒
B．λ′＜λ，碰撞过程能量守恒，动量不守恒
C．λ′＞λ，碰撞过程动量守恒，能量也守恒
D． 碰后电子动量为，碰撞过程满足＝＋
5.能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10—18J，已知可见光的平均波长约为60 μm，普朗克常量h：6.63 ×10—34J·s，则进入人眼的光子数至少为( )
A． 1个
B． 3个
C． 30个
D． 300个
6.现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>λb>λc，用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定( )
A．a光束照射时，不能发生光电效应
B．c光束照射时，不能发生光电效应
C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多
D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小
7.某光波射到一逸出功为W0的光电材料表面，所产生的光电子在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r，则该光波的频率为(设电子的质量为m，带电量为e，普朗克常量为h)( ) A．
B．
C．＋
D．－
8.颜色不同的a光和b光由媒质射向空气时，临界角分别为Ca和Cb，且Ca＞Cb，当用a光照射某种金属时发生了光电效应，现改用b光去照射，可以断定( )
A． 不一定能发生光电效应
B． 光电子数目增大
C． 光电子的最大初动能增大
D． 光电子数目减少
9.红光和紫光相比( )
A． 红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大
B． 红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大
C． 红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小
D． 红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小
10.如图所示是定量研究光电效应的实验电路图，则( )
A． 如果断开开关S，电流表示数一定为零 B． 如果把电源反接，电流表示数一定为零
C． 如果电压表示数一直增大，电流表示数肯定也一直增大
D． 如果灵敏电流表读数为零，可能是因为入射光频率过低
11.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是( )
A． 有的光是波，有的光是粒子
B． 光子与电子是同样的一种粒子
C． 光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D． 大量光子的行为往往表现出粒子性
12.有关光的本性，下列说法中正确的是( )
A． 光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的
B． 光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点
C． 大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性
D． 由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性
13.如图所示，一个粒子源产生某种粒子，在其正下方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在下方的荧光屏上使荧光屏发光，那么在荧光屏上将看到( )
A． 只有两条亮纹
B． 有多条明暗相间的条纹
C． 没有亮纹
D． 只有一条亮纹 14.下列关于不确定关系说法正确的是( )
A． 只对微观粒子适用
B． 只对宏观粒子适用
C． 对微观和宏观粒子都适用
D． 对微观和宏观粒子都不适用
15.如图所示，已知用光子能量为2.82 eV的紫光照射光电管中K极板的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为1.00 V，则K极板的金属涂层的逸出功约为( )
A． 6.1×10－19J
B． 4.5×10－19J
C． 2.9×10－19J
D． 1.6×10－19J
第Ⅱ卷
二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)
16.如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．
(1)示意图中，a端应是电源________极． (2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则________说法正确．
A．增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大
B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大
三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)
17.已知金属铯的极限波长为0.66 μm，用0.50 μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳？铯金属的逸出功为多少焦耳？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)
18.光具有波粒二象性，光子的能量ɛ＝hν，其中频率ν表示波的特征．若某激光管以PW＝60 W的功率发射波长λ＝663 nm的光束，试根据上述理论计算：该管在1 s内发射出多少个光子？
19.设子弹的质量为0.01 kg，枪口直径为0.5 cm，试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量．
答案解析
1.【答案】D
【解析】任何一个运动着的物体，小到电子、质子大到行星、太阳，都有一种波与之对应，这种波称为物质波．所以要物体运动时才有物质波．故A，B选项均错误．电子有波动性，但在一定的条件下才能表现出来．电子的衍射，是把电子束照到晶体上才发生的．晶体的波长很小只有数千埃甚至数百埃，跟电子的物质波波长差不多，这时衍射才表现出来．故C选项错误，D选项正确．
2.【答案】D
【解析】入射光的频率低于某一极限频率时，金属不会发生光电效应，对应的波长为极限波长，当入射光的波长低于某一极限波长时，金属才能发生光电效应．
3.【答案】B
【解析】一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；黑体辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，一般物体辐射强度按波长的分布情况除与物体的温度有关外，与材料种类及表面状况也有关，C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误．
4.【答案】C
【解析】在康普顿效应中，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，则动量减小，根据λ＝，知波长增大，碰撞过程系统不受外力，动量守恒，光子的能量远大于电子的束缚能时，光子与自由电子或束缚较弱的电子发生弹性碰撞，能量守恒．所以C正确，A、B错误；由碰撞示意图知碰后电子与光子的运动方向不在一条直线上，而动量守恒是矢量式，所以直接写＝＋是错误的，D错误．
5.【答案】D
【解析】根据ɛ＝hν＝h求出可见光的平均能量，从而求出能引起人的视觉反应时，进入人眼的光子数．进入人眼的光子数至少个数n＝＝300个． 6.【答案】A
【解析】由a、b、c三束单色光的波长关系λa>λb>λc，及波长、频率的关系知：三束单色光的频率关系为：νa
7.【答案】C
【解析】由光电效应方程：mv2＝hν－W0①
由向心力公式：evB＝m②
由①②两式可得：ν＝＋
8.【答案】C
【解析】根据sinC＝，Ca＞Cb.知a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，用a光照射某种金属时发生了光电效应，则b光照射一定能发生光电效应，A错误；光的强度影响单位时间内光电子的数目，而频率的大小与光的强度无关，光的频率与光电子的数目无关，B、D错误；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，b光照射产生的光电子最大初动能大，C正确．
9.【答案】B
【解析】此题只需比较红光和紫光的区别就行了，红光与紫光相比，红光波长较长、频率较低、光子能量较低、在同种介质中传播速度较快，正确答案为B.
10.【答案】D
【解析】如果断开开关S，在光照下有电子从K极发射出来，电流表的示数就不为零，A错误；如果把电源反接，在光照下有电子从K极发射出来，当玻璃管中两极的电压较小时，电流表的示数就不为零，B错误；在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，如果电压表示数一直增大，电流表示数也不会再增大，即存在着饱和电流，C错误；如果灵敏电流表读数为零，可能是因为入射光频率过低，频率低于金属的截止频率时，就不会发生光电效应，电流表的示数就会为零，D正确．
