人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性《波粒二象性》章末检测试题

人教版高中物理选修3—5第十七章波粒二象性

《波粒二象性》章末检测试题

(时间：90分钟 满分：100分)

一、选择题(1～7题为单项选择题，8～12题为多项选择题.)

1．关于热辐射，下列说法中正确的是( )

A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关

B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的

C．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值

D．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动

2．下列说法正确的是( )

A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程

B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量

C．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性

D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长

3．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于( )

A．等效替代 B．控制变量 C．科学假说 D．数学归纳

4．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是( )

A．光电效应现象揭示了光的波动性

B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性

C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

5．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa∶λb∶λc＝1∶2∶3.当用a光束照射某金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为Ek，若改用b光束照射该金属板，飞出的光电子最大初动能为13Ek，当改用c光束照射该金属板时( )

A．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为16Ek B．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为19Ek

C．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为112Ek

D．由于c光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应

6．如图甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．把电路改为图乙，当电压表读数为2 V时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为( )

A．1.5 eV 0.6 eV B．1.7 eV 1.9 eV

C．1.9 eV 2.6 eV D．3.1 eV 4.5 eV

7．已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能Ek跟入射光的频率ν的关系图象如图中的直线1所示．某种单色光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为E1.若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E2，E2

A．a B．b

C．c D．上述三条图线都不正确

8．关于光电效应，以下说法正确的是( )

A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

B．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强

C．能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸出功

D．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应

9．用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek－ν图线．已知钨的逸出功是2.84 eV，锌的逸出功为3.34 eV，若将二者的图线画在同一个Ek－ν坐标系中，则正确的图是( )

10．下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是( )

A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性

B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分

C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象

D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性

11．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是( )

A．遏止电压 B．饱和光电流

C．光电子的最大初动能 D．逸出功

12．有关经典物理学中的粒子，下列说法正确的是( )

A．有一定的大小，但没有一定的质量

B．有一定的质量，但没有一定的大小

C．既有一定的大小，又有一定的质量

D．有的粒子还有一定量的电荷

13．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是( )

A．曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点

B．单个光子的运动表现出波动性

C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方

D．只有大量光子的行为才能表现出波动性

14．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接．用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转．下列说法正确的是( )

A．a光的频率一定大于b光的频率

B．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应

C．电源正极可能与c接线柱连接

D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f

15．关于光的波粒二象性，正确的说法是( )

A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著

B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著

C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性

D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性

16．光电效应的实验结论是：对于某种金属( )

A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应

B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应

C．频率超过极限频率的入射光，光照强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小

D．频率超过极限频率的入射光，频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大

17．如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象．由图象可知( )

A．该金属的逸出功等于E

B．该金属的逸出功等于hν0

C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E

D．入射光的频率为ν02时，产生的光电子的最大初动能为E2

18．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．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的

C．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

D．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

二、填空题

19.(4分)1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应.1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图所示．图中，“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．

20．如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，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U.若此时增加黄光照射的强度，则毫安表____(选填“有”或“无”)示数．若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表________(选填“有”或“无”)示数．

三、计算题

21．铝的逸出功是4.2 eV，现用波长200 nm的光照射铝的表面．求：

(1)光电子的最大初动能；

(2)遏止电压；

(3)铝的截止频率．

22．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34 J·s.结合图象，求：(结果均保留两位有效数字)

(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能．

(2)该阴极材料的极限波长．

参考答案 1C 2A 3C 4B 5B 6C 7A 8C 9A

10CD 11ACD 12CD 13CD 14ACD 15ABD 16AD 17ABC 18BD

19答案 概率 概率 20. 答案 无 有

21. 解析 (1)由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可得：

Ek＝hcλ－W0＝(6.63×10－34×3×1082×10－7－4.2×1.6×10－19)J＝3.225×10－19 J≈2.02 eV.

(2)由eUc＝Ek得遏止电压Uc＝Eke＝2.02 V.

(3)由W0＝hν0得极限频率

ν0＝W0h＝4.2×1.6×10－196.63×10－34Hz≈1.01×1015 Hz.

22. 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＝Ime＝0.64×10－61.6×10－19个＝4.0×1012(个)

光电子的最大初动能为：

Ekm＝eU0＝1.6×10－19 C×0.6 V＝9.6×10－20 J.

(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hcλ－hcλ0

代入数据得λ0≈6.6×10－7 m.