课后习题答案余成波

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5.粒子的波动性和量子力学的建立课后篇素养形成必备知识基础练1.关于德布罗意波,下列说法正确的是( )A.所有物体不论其是否运动,都有对应的德布罗意波B.任何一个运动着的物体都有一种波和它对应,这就是德布罗意波C.运动着的电场、磁场没有相对应的德布罗意波D.只有运动着的微观粒子才有德布罗意波,对于宏观物体,不论其是否运动,都没有相对应的德布罗意波,都有一种波与它对应,即物质波,物质有两类:实物和场,所以B正确。

2.1927年戴维森和汤姆孙完成了电子衍射实验,该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。

下图所示的是该实验装置的简化图。

下列说法不正确的是( )A.亮条纹是电子到达概率大的地方B.该实验说明物质波理论是正确的C.该实验说明了光子具有波动性D.该实验说明实物粒子具有波动性,实物粒子也具有波动性,亮条纹是电子到达概率大的地方,不能说明光子具有波动性,故选C。

3.质量为m的粒子原来的速度为v,现将粒子的速度增大为2v,则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)( )A.保持不变B.变为原来波长的两倍C.变为原来波长的一半D.变为原来波长的√2倍,粒子速度为v时,λ1=hmv;粒子速度为2v时,λ2=h2mv ,λ2=12λ1。

可知C正确,A、B、D错误。

4.现代物理学认为,光和实物粒子都具有波粒二象性。

下列事实中突出体现波动性的是( )A.一定频率的光照射到锌板上,光的强度越大,单位时间内锌板上发射的光电子就越多B.质量为10-3 kg、速度为10-2 m/s的小球,其德布罗意波长约为10-28 m,不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹C.人们常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同D.以上说法均不能体现波动性,能清晰观察到轨迹,说明宏观物体的粒子性。

利用热中子研究晶体的结构正体现了实物粒子的波动性。

5.已知氢原子基态能量为-13.6 eV,电子质量m=9.1×10-31kg,电子的动能E p,求氢原子中基态电子的德布罗意波的波长。

【优化设计】2018-2019学年高中生物 5.1生态工程的基本原理课时演练·促提升A.生态工程是生态学与系统工程学的结合B.生态工程追求经济与生态的双赢C.生态工程是无消耗、多效益的工程D.生态工程促进人类社会和自然环境的和谐发展解析:生态工程遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,消除环境污染,达到经济效益和生态效益同步发展,与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。

答案:C2.下列关于生态工程的说法,正确的是()A.系统学和工程学是生态学的一个分支B.生态工程主要运用了系统学中的系统结构决定功能的原理C.生态工程的整体性原理主要指生物与环境之间是不可分割的D.物种多样性原理要求引种的生物种类越多越好解析:系统学和工程学不是生态学的分支,而是独立的一门科学;生态工程的整体性原理是指自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体;外来物种可能导致当地生态平衡遭到破坏。

答案:B3.下列有关生产或经济的叙述,不正确的是()A.为了实现可持续发展,经济发展必须符合生态学规律,改变“人类能征服自然”的错误观念,走生态经济之路B.“无废弃物农业”所采用的肥料一般是采用人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥等通过堆肥和沤肥等方式转变成的有机肥,也可适量地使用化肥C.众多的生物通过食物链关系相互依存,就可以在有限的资源条件下,产生或容纳更多的生物量,提高系统生产力D.珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力,得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物—动物营养循环解析:“无废弃物农业”不包括使用化肥。

答案:B4.实现循环经济的最重要手段之一是()A.大力发展“石油农业”B.消除污染物C.禁止产出污染物D.生态工程解析:石油农业会产生大量的污染物,禁止产出或者消除污染物是不会实现循环经济的,只有实施生态工程把污染物作为另一个系统的原料再被利用,才会实现循环经济。

第二单元遵循逻辑思维规则掌握演绎推理方法复合判断的演绎推理方法课后篇巩固提升必备知识基础练1.毛泽东同志曾号召我们的干部要学点语法修辞,要学点逻辑,要学点文学,要学点自然科学,所以,领导干部要学点逻辑知识。

这是一个()A.联言推理的合成式B.相容的选言推理C.联言推理的分解式D.必要条件的假言推理,而在结论中断定其中的个别情况也存在,C项符合题意。

“实现中华民族伟大复兴需要我的努力,实现中华民族伟大复兴需要你的努力,实现中华民族伟大复兴需要他的努力,所以,实现中华民族伟大复兴需要我、你、他的共同努力。

”据此回答2—3题。

2.这段材料运用了()A.选言推理B.相容性假言推理C.不相容性假言推理D.联言推理,需要我的努力,需要你的努力,需要他的努力,可见几种情况同时存在,属于联言推理,排除A、B、C三项,答案为D项。

3.在这个推理中,它根据其前提所断定的对象情况分别存在,而在结论中断定它们同时存在,这种推理结构叫()A.联言推理的分解式B.联言推理的分析式C.联言推理的合成式D.联言推理的综合式:结论是一个联言命题,前提是该联言命题的各个联言支,即由全部联言支的真推出联言命题的真。

材料中的推他根据其前提所断定的对象情况分别存在,而在结论中断定它们同时存在,这种推理结构叫联言推理的合成式,排除A、B、D三项,答案为C项。

4.“如果某人未犯法,那么某人未犯罪,某人犯罪,所以,某人犯法。

”这个推理属于充分条件假言推理的()A.肯定前件式B.肯定后件式C.否定后件式D.否定前件式:前件真,后件就一定真;反过来看,后件假,前件就一定假。

依据这一性质进行充分条件假言推理时,如果另一个前提肯定了假言判断的前件,结论就可以肯定假言判断的后件;如果另一个前提否定了假言判断的后件,结论就可以否定假言判断的前件。

“某人犯罪”这一前提否定了“如果某人未犯法,那么某人未犯罪”的后件,可以断定这个推理属于充分条件假言推理的结构形式为否定后件式,故正确答案为C项。

第三单元运用辩证思维方法把握辩证分合分析与综合及其辩证关系课后篇巩固提升必备知识基础练1.要正确认识事物的本质和规律,必须培养科学的思维方法。

人们思考问题的过程,是形成概念、作出判断、进行推理的过程,是分析和综合相结合的过程。

分析与综合相结合的具体方法很多,贯穿于其中的核心是矛盾分析的方法。

它要求()①对矛盾各方面及其关系既分析又综合②对其他各种矛盾关系既分析又综合③对物质和运动的关系既分析又综合④对矛盾的普遍性和特殊性既分析又综合A.①④B.①②C.①②③D.①②④,关键要明确矛盾分析法是如何体现分析与综合的。

③④是对分析与综合相结合的具体方法的错误理解,故舍去。

故选B项。

2.下面漫画给我们的方法论启示是()A.应进一步转变政府职能B.辩证否定是事物联系的环节C.量的减少不影响事物性质的变化D.要用综合的思维方式来认识事物,漫画主要是说外来人员只看到了人少,没有看到服务不打折。

因此D项符合题意。

3.全国人大代表康厚明在市人社局了解到,月收入在2 000元以下的农民工达50%,他认为,沿海出现的用工荒,本质上也是工资福利的问题,提高农民工工资水平,可以有效解决“用工荒”问题。

对康厚明分析“民工荒”问题方法的认识,正确的是()①运用了定量分析②运用了定性分析③在分析基础上的综合④单纯的分析没有综合A.①②B.①③C.①②③D.①②④发现月收入在2 000元以下的农民工达50%”属于定量分析,①符合题意;“用工荒本质上也是工资福利的问题”属于定性分析,②符合题意;通过分析,提出有效解决“用工荒”问题的措施,是在分析基础上的综合,③符合题意;④说法错误。

4.贯穿于分析和综合相结合的具体方法中的核心是()A.抽象和概括的方法B.具体问题具体分析的方法C.矛盾分析的方法D.辩证的方法和比较的方法,构成了事物矛盾的总体。

辩证的分析和综合的方法是矛盾分析法的集中体现,故C项正确;A、B、D三项不符合题意,应排除。

第一章习题参考解1.1 什么是传感器？传感器特性在检测系统中起什么作用？答：传感器（Transducer/sensor）的定义为：“能感受（或响应）规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。

传感器的基本特性是指传感器的输入—输出关系特性，是传感器的内部结构参数作用关系的外部特性表现。

不同的传感器有不同的内部结构参数，这些内部结构参数决定了它们具有不同的外部特性。

对于检测系统来说存在有静态特性和动态特性。

一个高精度的传感器，必须要有良好的静态特性和动态特性，从而确保检测信号（或能量）的无失真转换，使检测结果尽量反映被测量的原始特征。

1.2 画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。

答：传感器一般由敏感元件、变换元件和其他辅助元件组成，组成框图如图所示。

敏感元件——感受被测量，并输出与被测量成确定关系的其他量的元件，如膜片和波纹管，可以把被测压力变成位移量。

若敏感元件能直接输出电量（如热电偶），就兼为传感元件了。

还有一些新型传感器，如压阻式和谐振式压力传感器、差动变压器式位移传感器等，其敏感元件和传感器就完全是融为一体的。

变换元件——又称传感元件，是传感器的重要组成元件。

它可以直接感受被测量（一般为非电量）而输出与被测量成确定关系的电量，如热电偶和热敏电阻。

传感元件也可以不直接感受被测量，而只感受与被测量成确定关系的其他非电量。

例如差动变压器式压力传感器，并不直接感受压力，而只是感受与被测压力成确定关系的衔铁位移量，然后输出电量。

一般情况下使用的都是这种传感元件。

信号调理与转换电路——能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用信号的电路。

信号调理与转换电路根据传感元件类型的不同有很多种类，常用的电路有电桥、放大器、振荡器和阻抗变换器等。

1.3 什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？答：传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入—输出关系。

画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。

答：（1 ）被测信息T敏感元件T转换元件T信号调理电路T输出信息其中转换元件、信号调理电路都需要再接辅助电源电路；（2）敏感元件：感受被测量并输出与被测量成确定关系的其他量的元件；转换元件：可以直接感受被测量而输出与被测量成确定关系的电量；信号调理电路与转换电路：能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用电路。

什么是传感器的静态特性它有哪些性能指标如何用公式表征这些性能指标答：（1）指检测系统的输入、输出信号不随时间变化或变化缓慢时系统所表现出得响应特性。

（2）性能指标有：测量范围、灵敏度、非线性度、回程误差、稳定度和漂移、重复性、分辨率和精确度。

（3）灵敏度：s=&y/&x ；非线性度=B/A*1 00% ；回程误差=Hmax/A*1 00% ；不重复性Ex=+-&max/Yfs* 1 00% ；精度：A=&A/ Yfs*100% ；什么是传感器的灵敏度灵敏度误差如何表示答：（1）指传感器在稳定工作情况下输出量变化&y 对输入量变化&x 的比值；（2）灵敏度越高，测量精度就越大，但灵敏度越高测量范围就越小，稳定性往往就越差。

什么是传感器的线性度常用的拟合方法有哪几种答：（1）通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线，在实际工作中，为使仪器（仪表）具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线，线性度就是这个近似程度的一个性能指标。

（2）方法有：将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为一条拟合直线；将与特性曲线上个点偏差的平方和为最小理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。

二、什么是测量误差测量误差有几种表示方法各有什么用途答：（1 ）由于测量过程的不完善或测量条件的不理想，从而使测量结果偏离其真值产生测量误差。

（2）有绝对误差、相对误差、引用误差、分贝误差。

事理说明文阅读——说明方法的识别与作用分析题一：①地球上到底有多少种鸟类，并没有确切的数字，估计大约有9000种，分为27个目，160多个科。

②据统计，北极的鸟类共有120多种，其中多为候鸟，常驻的鸟类有12种，不到总数的十分之一；南极的鸟类只有43种，永久性的“居民”大概只有企鹅和贼鸥而已。

而企鹅到底算不算鸟类，至今仍然大有争议。

生活在北半球的所有鸟类，大约六分之一要到北极繁衍后代。

据一位在北极草原观察和研究了十多年的鸟类专家说，光在阿拉斯加北极地区，就有来自世界各地的候鸟在这里安家落户。

③北极是全世界几乎所有候鸟的乐园和故土。

这是因为，北极不仅有辽阔的草原，丰富的食物，而且还有安静而干净的环境，很少人类干扰。

南极则没有这个条件，南极的候鸟只能在附近作短距离的南北迁移，飞得最远的是信天翁，可以绕南极作长距离的迁移，但却并不往北飞行。

南半球的许多候鸟宁可遥遥数万千米飞到北极越冬，也不愿意到南极去送死。

本文主要运用了哪几种说明方法？题二：无线定位技术的应用非常广泛。

在军事上，这项技术可以用以锁定敌对目标的住置。

在公共安全方面，警方在处理绑架案件的时候，可以通过这项技术确定使用手机的绑匪的位置。

在日常生活中，这项技术可以派上大用场，倒如，给迷路的人指引方向。

那么，怎么用手机来定位呢？这段文字运用了哪几种说明方法？题三：奇招击退红潮①在湖泊和海洋里，当藻类一生二、二生四，四省八……这样漫无节制地繁殖起来的时候，就形成了红潮。

红潮来时，因藻类生长吸收了太多的氧气，致使当地的水域严重缺氧，大量水生植物窒息而死，此外，红潮还会在水中释放出神经毒素，使与之接触的人感染上呼吸道和神经系统疾病，甚至患上癌症。

②一直以来，人们都对红潮束手无策，他们所能做的，只是听天由命，按事物发展盛极必衰的规律，耐心等待着红潮自己消失，但现在，科学家终于找到了一种消除红潮的办法——用超声波消除藻类。

③藻类之所以能漂浮在水面，而不会沉到水底，是因为它们身体里含有一种浮力细胞，里面含有氮气气泡，它们就像藻类与生俱来的“救生圈”，靠着这些气泡的浮力，就使整棵植株漂浮在水面上。

传感器与自动检测技术作业电信10-1杨文军1006110124第三章3.3 金属电阻式应变片和半导体电阻应变片在工作原理上有何不同？答：金属电阻式应变片是利用金属材料的电阻定律，应变片的结构尺寸变化时，电阻也会相应地变化，其电导率P 并未发生变化。

而半导体电阻应变片的工作原理基于材料的压阻效应。

压阻效应又是指当半导体材料的某一轴向受外力作用是，其电导率P 则发生变化的现象。

3.5 某一直流电桥，供电电源电动势V E 3=,Ω==10043R R ，1R 和2R 为相同型号的电阻应变片，其电阻均为Ω100，灵敏度系数0.2=K 。

两只应变片分别黏贴于等强度梁同一截面的正、反两面。

设等强度梁在受力后产生的应变为5000µɛ，试求此时电桥输出端电压O U 。

解：由题意知：分析得差动电桥 因为：)(433221111R R R R R R R R R E U O +-∆-+∆+∆+= 又432121,,R R R R R R ==∆=∆， 所以1121R R E U O ∆=又有11R R ∆=X S K ε；因此：V EK U x S O 015.010*******1216=⨯⨯⨯⨯==-ε 所以：此时电桥输出电压U0=0.015V 。

3.6 哪些因素引起应变片的温度误差，写出相对的误差表达式，并说明电路补偿法的原理。

答：第一，由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差 , 称为应变片的温度误差。

产生应变片温度误差的主要因素有 : a 、电阻温度系数的影响：:敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示：当温度变化Δ t 时 , 电阻丝电阻的变化值为 Δ Rt=Rt- R0= Ro α o Δ t ；b 、试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响 ：当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时 , 不论环境温度如何变化 , 电阻丝的变形仍和自由状态一样 , 不会产生附加变形。

当试件和电阻丝线膨胀系数不同时 , 由于环境温度的变化 , 电阻丝会产生附加变形 , 从而产生附加电阻。

新教材高中物理粤教版选择性必修第三册：第四章 第三节 第四节 第五节A 组·基础达标1．(多选)光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应，这一现象说明( )A ．光是电磁波B ．光具有波动性C ．光可以携带信息D ．光具有波粒二象性【答案】BC 【解析】光能发生衍射现象，说明光具有波动性，B 正确；衍射图样与障碍物的形状对应，说明衍射图样中包含了障碍物的信息，C 正确；光是电磁波，光也具有波粒二象性，但在这个现象中没有得到反映，A 、D 不符合题意．2．(多选)根据不确定性关系Δx Δp ≥h 4π，以下正确的是( ) A ．采取办法提高测量Δx 精度时，Δp 的精度下降B ．采取办法提高测量Δx 精度时，Δp 的精度上升C ．Δx 与Δp 测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D ．Δx 与Δp 测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关【答案】AD 【解析】不确定性关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，必然会引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量精度及测量仪器是否完备无关，无论怎样改善测量精度和测量仪器，都不可能逾越不确定性关系所给出的不确定限度，故A 、D 正确．3．影响显微镜分辨本领的一个因素是衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低．使用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它利用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图像．以下说法正确的是( )A ．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强B ．加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显C ．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强D ．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱【答案】C 【解析】设加速电压为U ，电子电荷量为e ，质量为m ，则有E k ＝12mv 2＝eU＝p 22m ，又p ＝h λ，故eU ＝h 22mλ2，可得λ＝h 22emU.对电子来说，加速电压越高，λ越小，衍射现象越不明显，故A 、B 错误；电子与质子比较，因质子质量比电子质量大得多，可知质子加速后的波长要小得多，衍射现象不明显，分辨本领强，故C 正确，D 错误．4．(多选)(2023年海南卷)已知一个激光发射器功率为P ，发射波长为λ的光，光速为c ，普朗克常量为h ，则( )A ．光的频率为c λB ．光子的能量为h λC ．光子的动量为h λD ．在时间t 内激光器发射的光子数为Ptc hλ【答案】AC 【解析】光的频率ν＝c λ，A 正确；光子的能量E ＝hν＝hcλ，B 错误；光子的动量p ＝hλ，C 正确；在时间t 内激光器发射的光子数n ＝Pt E ＝Ptλhc，D 错误． 5．(多选)光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，下列叙述正确的是( )A ．单缝宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx 越大，动量不确定量Δp 越大的缘故B ．单缝宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量Δx 越大，动量不确定量Δp 越小的缘故C ．单缝窄，中央亮纹宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx 越小，动量不确定量Δp 越小的缘故D ．单缝窄，中央亮纹宽，是因为单缝越窄，位置不确定量Δx 越小，动量不确定量Δp 越大的缘故【答案】BD 【解析】衍射不明显时，位置不确定量较大，而动量不确定量较小，光沿直线传播，A 错误，B 正确；当单缝越窄，位置不确定量Δx 越小，动量不确定量Δp 越大，发生明显的衍射时，中央亮纹越宽，C 错误，D 正确．6．(多选)频率为ν的光子，德布罗意波波长为λ＝h p ，能量为E ，则光的速度为( )A ．EλhB ．pEC ．E pD ．h 2Ep【答案】AC 【解析】根据c ＝λν，E ＝hν，λ＝hp ，即可解得光的速度为Eλh 或E p ，故选AC ．7．(多选)根据物质波的理论，下列说法正确的是( )A ．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性B ．微观粒子和宏观物体都具有波动性C ．宏观物体的波动性不易被察觉，因为它的波长太长D ．速度相同的质子和电子，电子的波动性更为明显【答案】BD 【解析】一切运动物体都有一种波与它相对应，所以宏观物体也具有波动性，A 错误，B 正确；物质波的波长与其动量成反比，因宏观物体的动量较大，所以其德布罗意波长非常短，不易观察到其衍射现象，C 错误；速度相同的质子和电子，电子的质量较小，动量较小，物质波的波长较长，故波动性更为明显，D 正确．8．(多选)如图所示是利用金属晶格(大小约10-10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m ＝9.1×10-31 kg ，电量为e ＝1.6×10-19 C ，初速度为0，加速电压为U ＝1.0×106 V ，普朗克常量为h ＝6.63×10-34 J·s，则下列说法正确的是( )A ．物质波是一种概率波B ．物质波和电磁波一样，在真空中传播的速度为光速cC ．具有相同动能的质子和电子，质子的物质波波长较长D ．实验中电子束的德布罗意波的波长为λ＝1.0×10-12m【答案】AD 【解析】物质波是一种概率波，在空间出现的概率是一种概率，可以用波动规律来描述，A 正确；物质波不同于电磁波，是一种物质的表现形式，没有传播速度的概念，B 错误；根据德布罗意波波长公式λ＝h p＝h 2mE k，可知动能相同时，质量越大波长越短，C 错误；代入德布罗意波波长公式得，λ＝h 2mE k ＝h 2meU ＝1.0×10-12 m ，D 正确． 9．(多选)下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1 MHz 的无线电波的波长，由表中数据可知( )A ．要检测弹子球的波动性几乎不可能B ．无线电波只能表现出波动性C ．电子照射到金属晶体上能观察到波动性D ．只有可见光才有波动性【答案】AC 【解析】弹子球的波长很小，所以要检测弹子球的波动性几乎不可能，A 正确．无线电波的波长很长，波动性明显，也具有粒子性，B 错误．电子的波长与金属晶体的尺寸相差不大，能发生明显的衍射现象，C 正确．一切运动的物体都具有波动性，D 错误．10．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，波长是λ＝h p ，式中p 是运动物体的动量，h 是普朗克常量，人们把这种波叫德布罗意波，现有一个德布罗意波长为λ1的物体1和一个德布罗意波长为λ2的物体2相向正碰后粘在一起，已知|p 1|<|p 2|，则粘在一起的物体的德布罗意波长为________．【答案】λ1λ2λ1－λ2 【解析】由动量守恒p 2－p 1＝(m 1＋m 2)v 知，h λ2－h λ1＝h λ，所以λ＝λ1λ2λ1－λ2. B 组·能力提升11．利用金属晶格(大小约10-10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m ，电荷量为e ，初速度为0，加速电压为U ，普朗克常量为h ，则下列说法中正确的是( )A ．该实验说明了电子具有粒子性B ．实验中电子束的德布罗意波的波长为λ＝h 2meU C ．加速电压U 越大，电子的衍射现象越明显D ．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显【答案】B 【解析】得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A 错误；由德布罗意波波长公式λ＝hp ，而动量p ＝2mE k ＝2meU ，两式联立得λ＝h 2meU，B 正确；从公式λ＝h 2meU可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显，C 错误；用相同动能的质子替代电子，质子的波长变小，衍射现象相比电子不明显，D 错误．12．(2023年金华模拟)关于下列四幅图，说法正确的是( )A ．图甲中肥皂膜上的条纹是衍射现象，说明了光的波动性B ．图乙是光经过大头针尖时的照片，说明了光的粒子性C ．图丙是富兰克林使用X 射线拍摄的DNA 晶体，是利用X 射线具有波动性D ．图丁是观众戴着眼镜观看3D 电影，是利用光的粒子性【答案】C 【解析】图甲中肥皂膜上的条纹是光的干涉现象造成的，A 错误；图乙是光经过大头针尖时的照片，这是光的衍射说明了光的波动性，B 错误；图丙是富兰克林使用X 射线拍摄的DNA 晶体，是利用X 射线具有波动性的性质，C 正确；图丁是观众戴着眼镜观看3D 电影，光的偏振现象利用光的波动性，D 错误．13．电子和光一样具有波动性和粒子性，它表现出波动的性质，就像X 射线穿过晶体时会产生衍射一样，这一类物质粒子的波动叫物质波．质量为m 的电子以速度v 运动时，这种物质波的波长可表示为λ＝h mv ，电子质量m ＝9.1×10-31 kg ，电子电荷量e ＝1.6×10-19 C ，普朗克常量h ＝6.63×10-34 J·s.(1)计算具有100 eV 动能的电子的动量p 和波长λ.(2)若一个静止的电子经2 500 V 电压加速，求能量和这个电子动能相同的光子的波长，并求该光子的波长和这个电子的波长之比．解：(1)p ＝2mE k ＝2×9.1×10-31×100×1.6×10-19 kg·m/s≈5.4×10-24kg·m/s， λ＝h mv ＝6.63×10-345.4×10-24 m≈1.2×10-10 m. (2)由hc λ＝2 500 eV ＝4.0×10-16J 得光子波长λ＝6.63×10-34×3×1084.0×10-16 m≈5.01×10-10 m ， 电子的动量p ′＝mv ′＝2mE k ′＝2×9.1×10-31×2 500×1.6×10-19 kg·m/s ≈2.7×10-23 kg·m/s，电子波长λ′＝h mv ′≈2.5×10-11 m ， 则λ∶λ′＝1∶20.14．金属晶体中晶格大小的数量级是10-10 m ．电子经电场加速，形成一电子束，电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图样．问这个加速电场的电压约为多少？(已知电子的电荷量e ＝1.6×10-19 C ，质量m ＝0.90×10-30 kg)解：据波长发生明显衍射的条件可知，当运动电子的德布罗意波波长与晶格大小差不多时，可以得到明显的衍射现象．设加速电场的电压为U ，电子经电场加速后获得的速度为v ，对加速过程由动能定理得eU ＝12mv 2，①据德布罗意物质波理论知，电子的德布罗意波长 λ＝h p，② 其中p ＝mv ，③联立①②③式可得U ＝h 22emλ2＝153 V ． 15．科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n ，光子平均波长为λ，太阳帆面积为S ，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m .(1)求飞船加速度的表达式(光子动量p ＝h λ)；(2)若太阳帆是黑色的，飞船的加速度又为多少？解：(1)光子垂直射到太阳帆上再反射，动量变化量为2p ，设光对太阳帆的压力为F ，单位时间打到太阳帆上的光子数为N ，则N ＝nS ，由动量定理有F Δt ＝N Δt ·2p ，所以F ＝N ·2p ，而光子动量p ＝h λ，所以F ＝2nSh λ. 由牛顿第二定律可得飞船加速度的表达式为a ＝F m ＝2nSh mλ. (2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打到太阳帆上不再反射(被太阳帆吸收)，光子动量变化量为p ，故太阳帆上受到的光压力为F ′＝nSh λ，飞船的加速度a ′＝nSh mλ.。

2.光电效应课后篇素养形成必备知识基础练1.入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么( )A.从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D.有可能不发生光电效应,选项A错误;入射光的强度减弱,说明单位时间内的入射光子数目减少;频率不变,说明光子能量不变,逸出的光电子的最大初动能也就不变,选项B错误;入射光子的数目减少,逸出的光电子数目也减少,故选项C正确;入射光照射到某金属上发生光电效应,说明入射光频率不低于这种金属的截止频率,入射光的强度减弱而频率不变,同样能发生光电效应,故选项D错误。

2.(上海崇明区二模)如图,弧光灯发出的光,经过下列实验后产生了两个重要的实验现象。

①经过一狭缝后,在后面的锌板上形成明暗相间的条纹;②与锌板相连的验电器的铝箔张开了一定的角度。

则这两个实验现象分别说明( )A.①和②都说明光有波动性B.①和②都说明光有粒子性C.①说明光有粒子性,②说明光有波动性D.①说明光有波动性,②说明光有粒子性,衍射是波所特有的现象,该现象说明了光具有波动性;现象②是光照射到锌板上,从锌板上有电子逸出,发生了光电效应,该现象说明了光具有粒子性,故A、B、C错误,D正确。

3.(多选)用频率为ν的光照射在某金属表面时产生了光电子,当光电子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动时,其最大半径为R,若以W表示逸出功,m、e表示电子的质量和电荷量,h表示普朗克常量,则电子的最大初动能是( )A.hν+WB.BeRmC.hν-WD.B 2e2R2 2m,E km=hν-W,A错误,C正确;根据洛伦兹力提供向心力,有:evB=m v 2R ,则v=eRBm,最大初动能E km=12mv2=B2e2R22m,故D正确,B错误。

4.(山东泰安模拟)如图所示为研究光电效应现象的实验原理图。

3.3 金属电阻式应变片和半导体电阻应变片在工作原理上有何不同?答：金属应变片的工作原理是基于金属的应变效应，利用的是金属材料的电阻定律，应变片的结构尺寸变化时，电阻相应地变化，其电阻率p并未发生变化。

半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应，压阻效应又是指当半导体材料的某一轴向受力作用，其电导率p则发生变化的现象。

3.5 题3.5图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=3V R3 R4 100 Q ，R和R2为相同型号的电阻应变片，其电阻均为100Q，灵敏度系数K=2.0。

两只应变片分别粘贴等强度梁同一截面的正、反两面。

设等强度梁在受力后产生的应变为5000卩& ，试求此时电桥输出端电压U a。

题3.5图3解：此电桥为输出对称电桥，故U。

f 2 3 5 1015/mV2 23.6 哪些因素引起应变片的温度误差，写出相对误差表达式，并说明电路补偿法的原理。

答: (1)引起应变片的温度误差的因素：①由于电阻丝温度系数的存在，当温度改变时，应变片的标称电阻值发生变化。

②当试件与与电阻丝材料的线膨胀系数不同时，由于温度的变化而引起的附加变形，使应变片产生附加电阻(2)相对误差表达式：(3)电路补偿法的原理：图3.6为电路补偿法的原理图。

电桥输出电压U。

与桥臂参数的关系为:U 0 A( R i R4 R B R3) 0工程上，一般按R i R4 R B R3选取桥臂电阻。

当温度升高或降低t t t o时，两个应变片因温度而引起的电阻变化量相等，电桥仍处于平衡状态，则U 0 A[( R1 R1t ) R4 ( R B R Bt)R3)] 0R又有新的增量R i RKU o AR1R4K②变面积型电感传感器：这种传感器的铁芯和衔铁之间的相对覆盖面积（即磁通截面）随被测量的变化而改变，从而改变磁阻。

它的灵敏度为常数，线性度也很好。

③螺管插铁型电感传感器它由螺管线圈和与被测物体相连的柱型衔铁构成。

第5章频率特性法教材习题同步解析5.1 一放大器的传递函数为：G (s )=1+Ts K测得其频率响应，当=1rad/s 时，稳态输出与输入信号的幅值比为12/，稳态输出与输入信号的相位差ω2为－π/4。

求放大系数K 及时间常数T 。

解：系统稳态输出与输入信号的幅值比为A ==222172K T ω=+稳态输出与输入信号的相位差，即arctan 45T ϕω=-=-︒1T ω=当=1rad/s 时，联立以上方程得ωT =1，K =12放大器的传递函数为：G (s )=121s +5.2 已知单位负反馈系统的开环传递函数为5()1K G s s =+根据频率特性的物理意义，求闭环输入信号分别为以下信号时闭环系统的稳态输出。

（1）r （t ）=sin （t +30°）；（2）r （t ）=2cos （2t －45°）；（3）r （t ）= sin （t +15°）－2cos （2t －45°）；解：该系统的闭环传递函数为65)(+=Φs s 闭环系统的幅频特性为365)(2+=ωωA 闭环系统的相频特性为6arctan)(ωωϕ-=（1）输入信号的频率为，因此有1ω=，37375)(=ωA ()9.46ϕω︒=-系统的稳态输出()20.54)ss c t t ︒=+（2）输入信号的频率为，因此有2ω=()A ω=()18.43ϕω︒=-系统的稳态输出()63.43)ss c t t ︒=-（3）由题（1）和题（2）有对于输入分量1：sin （t +15°），系统的稳态输出如下1() 5.54)ss c t t ︒=+对于输入分量2：－2cos （2t －45°），系统的稳态输出为2()63.43)ss c t t ︒=-根据线性系统的叠加定理，系统总的稳态输出为)4363.632cos(210)537.5sin(37375)(︒︒--+=t t t c ss 5.3 绘出下列各传递函数对应的幅相频率特性与对数频率特性。

2光电效应课后·训练提升基础巩固一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)1.当用一束紫外线照射锌板时,产生了光电效应,这时()A.锌板带负电B.有正离子从锌板逸出C.有电子从锌板逸出D.锌板会吸附空气中的正离子答案:C解析:紫外线照射锌板,发生光电效应,此时锌板中有电子逸出,锌板失去电子带正电,故选项C正确。

2.光电效应现象表明光()A.是一种电磁波B.具有波动性C.具有粒子性D.具有波粒二象性答案:C3.从1907 年起,密立根就开始测量金属的遏止电压U c(即图甲所示的电路中电流表G的读数减小到零时加在电极K 、A之间的反向电压)与入射光的频率ν,由此算出普朗克常量h ,并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较,以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。

按照密立根的方法我们利用图甲所示装置进行实验,得到了某金属的U c-ν图像如图乙所示。

下列说法正确的是()甲乙A.该金属的截止频率约为4.27×1014 HzB.该金属的截止频率约为5.50×1014 HzC.该图线的斜率为普朗克常量D.该图线的斜率为这种金属的逸出功答案:A解析:设金属的逸出功为W0,截止频率为νc,因此W0=hνc;光电子的最大初动能E k 与遏止电压U c的关系是E k=eU c,光电效应方程为E k=hν-W0;联立两式可得U c=ℎe ν-W0e,因此图像的斜率为ℎe,选项C、D错误。

由题图乙可知,该金属的截止频率约为4.27×1014 Hz,选项A正确,B错误。

二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)4.一束光照射到某金属表面上发生了光电效应。

若入射光减弱,而频率保持不变,那么()A.从光照至金属表面到有光电子射出的时间间隔将缩短B.光电子的最大初动能将保持不变C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D.有可能不发生光电效应答案:BC解析:光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目,不会影响从光照到金属表面到有光电子射出的时间间隔,故选项A错误;根据爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0,可知当入射光频率不变时,逸出的光电子的最大初动能不变,与入射光的强弱无关,故选项B正确;光的强弱影响的是单位时间发出光电子的数目,入射光减弱,单位时间从金属表面逸出的光电子数目将减少,故选项C正确;根据爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0,可知当入射光频率不变时,金属板仍能发生光电效应,故选项D错误。

4氢原子光谱和玻尔的原子模型课后·训练提升基础巩固一、单项选择题1.下列关于巴耳末公式1λ=R∞(122-1n2)的理解,正确的是()A.巴耳末系的4条谱线位于红外区B.公式中n可取任意值,故氢原子光谱是连续谱C.公式中n只能取大于或等于3的整数值,故氢原子光谱是线状谱D.在巴耳末系中n值越大,对应的波长λ越长答案:C解析:此公式是巴耳末研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线时得到的,选项A 错误;公式中n只能取大于或等于3的整数,λ不能连续取值,故氢原子光谱是线状谱,选项B错误,C正确;根据公式可知,n值越大,对应的波长λ越短,选项D错误。

2.(2022·北京理工大学附属中学高二期末)氢原子能级图如图所示,氢原子从n=3跃迁到n=1能级时辐射出光子①,其能量为ε1;从n=2跃迁到n=1能级时辐射出光子②,其能量为ε2。

下列说法正确的是()A.ε1=ε2B.ε1>ε2C.ε1<ε2D.无法确定答案:B解析:氢原子从n=3跃迁到n=1能级时辐射出光子的能量ε1=E3-E1=-1.51 eV-(-13.60 eV)=12.09 eV,氢原子从n=2跃迁到n=1能级时辐射出光子的能量ε2=E2-E1=-3.40 eV-(-13.60 eV)=10.2 eV,ε1>ε2,选项B正确,A、C、D错误。

3.对原子光谱,下列说法错误的是()A.原子光谱是不连续的B.由于原子都是由原子核和电子组成的,所以各种原子的原子光谱是相同的C.各种原子的原子结构不同,所以各种原子的原子光谱也不相同D.分析物质发光的光谱可以鉴别物质中含哪些元素答案:B解析:原子光谱为线状谱,选项A正确;各种原子都有自己的特征谱线,故选项B错误,C正确;据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成,选项D正确。

4.一个氢原子中的电子从一个半径为r1的轨道自发地直接跃迁至另一半径为r2的轨道,已知r1>r2,则在此过程中()A.原子发出一系列频率的光子B.原子要吸收一系列频率的光子C.原子要吸收某一频率的光子D.原子要辐射某一频率的光子答案:D解析:因为是从高能级向低能级跃迁,所以应放出光子,故选项B、C错误;“直接”从一能级跃迁到另一能级,只对应某一能级差,故只能放出某一频率的光子,故选项A错误,D正确。

第四章测评(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。

每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列有关说法正确的是()A.玻尔在1 900年把能量子引入物理学,破除了“能量连续变化”的传统观念B.动能相同的一个质子和一个电子,质子的德布罗意波长比电子长C.康普顿效应表明光子不仅具有能量,还具有动量D.普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子,预言实物粒子也具有波动性2.如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。

下列说法正确的是()A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转3.(2022河南洛阳高二期中)某同学用如图所示实验装置探究光电效应,此时电流表有示数。

下列说法正确的是()A.若减小光的强度,增大光的频率,则无法确定光电子初动能是增大还是减小B.将P向右移,光电子初动能不变C.若减小光的频率,则一定不会发生光电效应D.若减小光的强度,则不再发生光电效应4.(2022浙江绍兴二模)脉冲燃料激光器以450 μs的脉冲形式发射波长为585 nm的光,这个波长的光可以被血液中的血红蛋白强烈吸收,从而有效清除由血液造成的瘢痕。

每个脉冲向瘢痕传送约为5.0×10-3 J的能量,普朗克常量为6.626×10-34 J·s。

则()A.每个光子的能量约为5×10-19 JB.每个光子的动量约为3.9×10-43 kg·m/sC.激光器的输出功率不能小于1.24 WD.每个脉冲传送给瘢痕的光子数约为1.47×10165.(2022江苏如皋中学高二期末)如图所示,分别用1、2两种材料作K 极进行光电效应探究,其逸出功的大小关系为W 1>W 2,保持入射光不变,则光电子到达A 极时动能的最大值E km 随电压U 变化关系的图像是( )6.(2022四川宜宾二模)如图所示为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。