沪科版 高二(下)第十四章 光的波粒二象性 单元测试(一)

沪科版高二（下）第十四章B2.光电效应光子说课后练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、填空题1．在光照射下物体表面逸出________的现象叫光电效应．2．用弧光灯照射锌板，锌板会带________电，这是由于锌板发射了________，光电效应的规律是：（1）入射光频率必须________该金属的极限频率才能发生光电效应．（2）光电子的最大初动能与入射光的________无关，只随入射光的________增大而增大．（3）光电流强度与入射光的________成正比．（4）光电子的发射几乎是________的．3．为解释光电效应，________________首先提出了光子说，认为光子能量跟它的________成正比．4．在可见光中，________的光子能量最大，波长为7410m -⨯的光子的能量为___________J ．5．红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲．现有一发射功率为10W 的红宝石激光器，正常工作时每发射一个光脉冲持续时间为111.010s -⨯，所发光的波长为693.4mm ，由此可求出每道光脉冲的长度l =___________mm ，其中含有的光子数n =___________个．6．光子说是__________提出的，他认为光是_________，每一个光子的能量是_________． 7．光电管是根据__________原理制成的，它可用于把________信号转变为_________信号．8．黄光频率为14510Hz ⨯，发射功率为10W 的黄灯，每秒发射的光子数为_________个． 9．用两束强度相同的紫外线分别照射两种不同金属的表面，均能产生光电效应，则两种金属产生的光电子最大初动能__________，单位时间内所产生光电子数__________．（均选填“相同”或“不相同”）10．某金属逸出功为1W ，在波长为λ的光照射下恰能产生光电效应，所产生的光电子的初动能为零．若改用1λ>λ的单色光照射该金属时___________产生光电效应，若用波长为λ的单色光照射逸出功为21W W <的金属时_________产生光电效应．（均选填“能”或“不能”）11．一小电珠功率为0.75W ，射出截面积为210cm 的平行光束，若小电珠消耗的能量中有1%转化为波长为0.6m μ的可见光，则在光束横截面上，平均每秒每平方厘米上达到的光子数为_________（已知346.6210J s h -=⨯⋅）二、多选题12．某种单色光照射到某金属材料上，未产生光电效应现象．下列各种情况中可能产生光电效应现象的有（ ）．A ．增大照射光的频率，不改变金属材料B ．增大照射光的波长，不改变金属材料C ．减小照射光的频率，改用逸出功小的金属材料D ．不改变照射光的频率，改用逸出功较大的金属材料13．下列实验中，能证实光具有粒子性的是（ ）．A ．光电效应实验B ．光的双缝干涉实验C ．光的圆孔衍射实验D ．α粒子散射实验14．下列现象中，用光的波动说不能解释的是（ ）．A ．光电效应现象B ．光的色散现象C ．光的干涉现象D ．光的衍射现象三、单选题15．如图所示为光电管的工作电路，要使电路中形成较强的光电流，须在A 、K 两电极间加一直流电压，则（ ）．A ．电源正极应接在P 点，光电子从K 极发出B ．电源正极应接在P 点，光电子从A 极发出C ．电源正极应接在Q 点，光电子从K 极发出D ．电源正极应接在Q 点，光电子从A 极发出16．关于光电效应，正确的是（ ）．A ．光电子的最大初动能随入射光强度的增大而增大B ．只要入射光强度足够大或照射时间足够长，就一定能产生光电效应C ．任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能产生光电效应D ．光电流的大小与入射光的强度无关17．在演示光电效应的实验中，把某种金属板连在验电器上.第一次，用弧光灯直接照射金属板，验电器的指针就张开一个角度.第二次，在弧光灯和金属板之间，插入一块普通的玻璃板，再用弧光灯照射，验电器指针不张开，由此可以判定，使金属板产生光电效应的是弧光中的（ ）A ．可见光成分B ．紫外光成分C ．红外光成分D ．无线电波成分 18．某金属在一束绿光的照射下发生光电效应，则（ ）A ．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目一定不变B ．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能一定增加C ．若改用频率较大的紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能一定增加D ．若改用频率较大的紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加19．关于光子的能量，下列说法中正确的是（ ）．A ．光子的能量跟它在真空中的波长成正比B ．光子的能量跟它在真空中的频率成正比C ．光子的能量跟光子的速度平方成正比D ．以上说法都不正确20．用频率为ν的单色光照射某种金属时，有光电子发射出，下列说法中正确的是（ ）． A ．ν一定是该金属的极限频率 B ．增大入射光的频率，光电子数增大 C ．增大入射光强度，光电子最大初动能增大 D ．波长比该单色光短的光一定能使它产生光电效应21．某激光器输出功率为P ，输出光的波长为λ，脉冲时间为t ，光在真空中速度为c ，普朗克常量为h ，则每个脉冲发出的光子数为（ ）．A ．P t hc λB ．Pht c λC ．Pt hc λD ．P htcλ四、解答题22．如图所示为伦琴射线管的示意图，K 为阴极，A 为阳极，假设由K 极发射的电子初速度为零，当AK 之间所加直流电压30kV U =时，电子被加速打在对阴极A 上，使之发射出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量．已知电子电量191.610C e -=⨯，质量300.9110kg m -=⨯，普朗克常量346.6310J s h -=⨯⋅，由阳极发出的伦琴射线的最短波长多大？五、实验题23．如图所示，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端就是电源________极．(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，_____________________________．参考答案1．电子（光电子）【解析】【详解】[1]光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象，逸出的电子叫做光电子。

沪科版高二（下）第十四章D.光的波粒二象性课后练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光（）．A．比其他可见光更容易发生干涉B．比其他可见光更容易发生衍射C．比其他可见光的光子能量大D．比其他可见光更容易发生光电效应2．在宏观世界中相互对立的波动性和粒子性，在光的本性研究中却得到了统一，即光具有波粒二象性，下列关于光的波粒二象性的叙述中不正确的是（）．A．大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性B．光在传播时表现出波动性，而在跟物质作用时表现出粒子性C．频率大的光较频率小的光的粒子性强，但波动性弱D．频率大的光较频率小的光的粒子性及波动性都强3．在“双缝干涉”实验中，在光屏处放上照相底片，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，底片上只能出现一些不规则的点迹；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹．对该实验现象的解释正确的是（）．A．曝光时间不长时，到达光屏的光能太少，条纹看不清楚，故出现不规则的点迹B．单个光子的行为表现出粒子性，没有确定的轨道，故出现不规则的点迹C．大量光子的行为表现出粒子性，所以会出现规则的干涉条纹D．干涉条纹中亮条纹处表示有光子到达，暗条纹处表示没有光子到达4．下列关于光的本性的说法中正确的是（）．A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，综合他们的说法圆满地说明了光的本性B．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D．频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著5．电子衍射实验证明电子具有波动性，这种波可称为（）．①电磁波②概率波③德布罗意波④物质波A．①②B．①④C．①②③D．②③④6．下列实验中，能证实光具有波动性的是（）．①光电效应实验②光的双缝干涉实验③光的圆孔衍射实验④α粒子散射实验A．①和②B．②和③C．①和④D．③和④7．下列说法中正确的是（）．A．光传播的速度总是8⨯310m/sB．托马斯·杨的双缝干涉实验现象表明光是一种电磁波C．为了解释光电效应实验现象普朗克提出了光子说D．光和无线电波都能在真空中传播8．下列各种叙述中，符合物理学史事实的是（）．A．托马斯·杨通过对光的干涉的研究证实了光具有粒子性B．普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说C．赫兹首先通过实验证明了电磁波的存在D．光电效应现象是爱因斯坦首先发现的9．人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如图所示的四个示意图所表示的实验不能说明光具有波动性的是：（）A．B．C．D ．二、填空题10．从人类第一次使用光来驱赶黑暗以来，许多研究物理学的巨匠都怀着极大的兴趣去研究光究竟是什么．请你按人类对光的认识和研究进程的先后就下列选项进行排序______________（用字母排）．A ．爱因斯坦提出光子说B ．托马斯·杨在实验中成功地观察到光的干涉现象C ．牛顿提出光的粒子说，而惠更斯提出光的波动说D ．麦克斯韦根据他的电磁理论提出光是电磁波11．____________现象证明光具有波动性，____________证明光具有粒子性，因而光具有____________性．12．光的波动性是____________光子运动的规律，光波强的地方就是光子____________的地方，光的波长越长____________性越显著，波长越短____________性越显著． 13．光究竟是什么？今天你的认识是：________________________．14．从人类第一次使用光来驱赶自然界的黑暗以来，许多研究物理学的巨匠都怀着极大的兴趣去研究光，研究光是什么．牛顿认为光具有粒子的性质，惠更斯提出光的波动说，请你按人类对光的认识过程进行排序____________．A ．爱因斯坦提出光子说B ．托马斯·杨在实验中成功地观察到光的干涉现象C ．麦克斯韦根据他的电磁理论提出光是电磁波D ．伦琴发现X 射线15．20世纪90年代，某剑桥大学学生做了一个实验，在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底片，整个装置如图所示．小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹．对这张照片的平均黑度进行测量，从到达底片的能量得出每秒到达底片的光子数61.2510n =⨯个．假如起作用的光波长约为7510m -⨯，当时实验用的箱子长为1.2m ．（1）计算从一个光子到下一个光子到达底片相隔的平均时间t∆为_________，设光子∆为_______．是依次到达底片的，光束中邻近光子之间的平均距离d（2）根据（1）的结果，找到了支持光是概率波的证据．理由是：_________．参考答案1．B【解析】【详解】AB．红色光的波长较长，而频率较小，所以比其他可见光更容易发生衍射，故A不符合题意，B符合题意。

高中物理《波粒二象性》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．利用公式εhν可以直接计算（）A．电流B．电压C．能量D．电阻2．用一种单色光照射某金属，产生光电子的最大初动能为E k，单位时间内发射光电子数量为n，若增大该入射光的强度，则（）A．E k增加，n增加B．E k增加，n不变C．E k不变，n不变D．E k不变，n增加3．有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是（）A．红光频率最大B．在空气中红光的波长最小C．红光光子的能量大于绿光光子的能量D．用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小4．如图是研究光电效应的装置，用某一频率的光束照射金属板K，有粒子逸出，则（）A．逸出的粒子带正电B．改变光束的频率，金属的逸出功随之改变C．减小光束的光强，逸出的粒子初动能减少D．减小光束的频率，金属板K可能没有粒子逸出5．下列说法正确的是（）A．变化的磁场产生电场，变化的电场不产生磁场B．黑体不反射电磁波，也不向外辐射电磁波C．原子从高能态向低能态跃迁时吸收光子的能量，等于前后两个能级之差D．波速等于波长乘以频率6．如图所示，虚线圆的半径为R，某激光器的一端固定于圆心O点，且绕O点以角速度ω转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出功率为P、波长为λ的细束激光（不计光束截面积），在虚线圆某处固定一弧形接收屏，该接收屏沿虚线圆的长度为l。

已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为（）A．lcPh RλωB．l PhcRλωC．l cPhRλωD．hRl cPωλ7．某同学用如图所示的装置研究光电效应现象，开始时，滑动变阻器滑片c移在最右端b点．用光子能量为4.2eV的光照射到光电管上，此时电流表G有读数．向左移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于1.5V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是（）A．光电子最大初动能为2.7eVB．光电管阴极的逸出功为1.5eVC．当电流表示数为零时，断开电键，电流表示数不再为零D．将电源的正负极调换，变阻器滑片从b移到a，电流表的示数一直增大8．像增强器是能够把亮度很低的光学图像变为足够亮度的像的真空光电管。

高二物理波粒二象性试题1.在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是( )A．弱光衍射实验B．电子束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确【答案】B【解析】在德布罗意提出物质波以后，人们曾经对它提出过各种各样的解释．到1926年，德国物理学家玻恩（1882～1970）提出了符合实验事实的后来为大家公认的统计解释：物质波在某一地方的强度跟在该处找到它所代表的粒子的几率成正比．按照玻恩的解释，物质波乃是一种几率波．德布罗意波的统计解释粒子在某处邻近出现的概率与该处波的强度成正比。

电子散射实验的典型代表是戴维孙－革末实验。

1927年戴维孙和革末用电子束垂直投射到镍单晶，电子束被散射。

电子经晶格散射后在某一特定方向衍射极大，这一结果与X射线散射相似，其强度分布可用德布罗意关系和衍射理论给以解释，从而验证了物质波的存在故选B【考点】德布罗意波晶体衍射点评：此题体现了对物理学史的考查，是近些年来的高考的热点，需重点把握。

2.下列说法中正确的是( )A．质量大的物体，其德布罗意波长小B．速度大的物体，其德布罗意波长小C．动量大的物体，其德布罗意波长小D．动能大的物体，其德布罗意波长小【答案】C【解析】由德布罗意假说得德布罗意波长λ＝.式中h为普朗克常量，p为运动物体的动量，可见p越大，λ越小；p越小，λ越大．故C正确，A、B、D错误【考点】德布罗意波波长动能动量的关系点评：本题关键是掌握德布罗意波长的公式，根据公式λ＝来解答。

3.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【答案】BD【解析】光电效应证明了光的粒子性，肥皂泡是彩色的，是由于光线在肥皂膜的表面发生干涉造成的证明了光具有波动性；实物粒子也具有波动性，但由于波长太小，我们无法直接观测到；相邻原子之间的距离大致与德布罗意波长相同故能发生明显的衍射现象，证明了光的波动性．只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应，故如果入射光的频率小于金属的极限频率，无论怎样增大光的强度，也不会有光电子逸出，如能发生光电效应，则证明了光的粒子性，故A错误．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的，是由于光线在肥皂膜的表面发生干涉造成的，而干涉是波特有的性质，故证明了光具有波动性，故B正确．实物粒子也具有波动性，但由于波长太小，我们无法直接观测到．只能观测到小球运动的轨迹，故只能证明实物的粒子性，故C错误．晶体中相邻原子之间的距离大致与德布罗意波长相同故能发生明显的衍射现象．而衍射是波特有的性质，故D正确．故选BD．【考点】波粒二象性光电效应干涉衍射点评：确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目，故平时学习时要“知其然，更要知其所以然”．4.关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，正确的是( )A．微观粒子的动量不可确定B．微观粒子的位置不可确定C．微观粒子的动量和位置不可同时确定D．微观粒子的动量和位置可以同时确定【答案】C【解析】不确定性关系ΔxΔp≥表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小．故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．【考点】不确定性关系点评：不确定性关系是指：（1)粒子的动量不可确定(2)粒子的坐标不可确定（3)粒子的动量和坐标不可能同时准确的确定(4)不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其他粒子。

沪科版 高二（下）第十四章 A.光的干涉和衍射 课后练习一、填空题1. 英国物理学家__________首先在实验室观察到光的干涉现象，做了著名的__________实验，同一装置中红光条纹比紫光__________．2. 空间两列光相遇能发生干涉的条件是__________，干涉条纹的特点是____________________．3. 能发生明显衍射现象的条件是____________________，衍射条纹的特点是____________________．4. 在研究光的干涉实验中，当保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹的间距__________；当保持光屏到缝的距离不变，双缝的间隙越小，屏上条纹的间距__________．5. 在研究光的衍射实验时，当保持狭缝到光屏的距离不变，屏上明暗相间的条纹间距随缝宽的减小而__________．6. 如图所示，竖直放置的肥皂膜上呈现的彩色条纹正确图示应该是图__________（选填“A”或“B”）．7. 光在真空中的传播速度是_________．8. 如图所示两种条纹中，图_______所示是双缝干涉条纹，图_______所示是单缝衍射条纹．9. 太阳光照射到肥皂膜上可看到彩色条纹是______________现象，白光通过双缝可以在光屏上得到______________光带．10. 如图所示利用激光完成“双缝干涉”实验，双缝的作用是______________，观察到的现象是______________．二、解答题三、单选题11. 杨氏双缝于涉实验中，双缝的一条缝前放一块绿色滤光片，另一条缝前放一块黄色滤光片，还能看到干涉现象吗？为什么？12. 两块玻璃叠在一起，一端压紧，另一端垫一张纸片，用单色光照射，可以看到明暗相间的条纹，这是光的（）．A．干涉现象B．衍射现象C．色散现象D．折射现象13. 在双缝干涉实验装置中，正确的说法是（）．A．光源必须发出单色光B．光经过单缝成为单色光C．光经过双缝成为两束振动情况完全相同的光D．两束光只在屏上发生干涉14. 关于双缝干涉实验，正确的说法是（）．A．红光条纹间距比紫光小B．证明了光是一种波C．所有单色光的干涉条纹间距都相等D．蓝光条纹间距比橙光大15.如图所示是用游标卡尺两测脚间的狭缝观察日光灯光源时所看到的四种现象．当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从逐渐变小时，所看到的四个图像的顺序是（）．A ．B ．C ．D ．16. 如图所示是一双缝干涉实验装置的示意图,其中S为单缝,S1、S2为双缝,P为光屏．实验时用白光从左边照射单缝S,可在光屏P上观察到彩色的干涉条纹．现在S1、S2的左边分别加上红色和蓝色滤光片,则在光屏P上可观察到（）A．红光和蓝光两套干涉条纹B．红、蓝相间的条纹C．两种色光相叠加,但不出现干涉条纹D．屏的上部为红光,下部为蓝光,不发生叠加17. 下列现象中不属于光的干涉现象的是（）．A．雨后天空出现的彩虹B．白光照在肥皂泡上出现彩色花纹C．白光照在两块叠在一起的玻璃上出现彩色花纹D．白光照在靠近的双缝上在后面屏上出现彩色条纹18. 我们平时从来也没有观察到从两只小灯泡发出的光在屏上叠加产生的干涉条纹，其主要原因是（）．A．两只小灯泡灯丝的发光面积太大，不能看作点光源B．两只小灯泡的灯丝不能靠得很近，产生的干涉条纹太密，不能分辨C．平时环境里外界杂散的光太强，干扰了观察的进行D．小灯泡灯丝发出的光是大量原子被激发后随机辐射的，很难满足频率相等的条件四、实验题19. 英国物理学家托马斯· 杨第一次在实验室用图1所示的实验装置观察到光的干涉现象．图中M为光源，N是有一个小孔的屏，O是有两个非常靠近大小相同的小孔屏，两小孔与N上小孔的距离相同；P为像屏．（1）该实验设置O屏的目的是____________________；（2）呈现在P屏上的光的干涉图样应该是图2中的________（填“甲”或“乙”）．。

高考物理近代物理知识点之波粒二象性基础测试题及答案(1)一、选择题1．如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是（）A．验电器带正电，锌板带负电B．验电器带负电，锌板也带负电C．若改用红光照射锌板，验电器的指针一定也会偏转D．若改用同等强度频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转2．如图所示是氢原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种频率的光。

用这三种频率的光分别照射同种金属,都发生了光电效应,则关于这种金属发生光电效应时光电子的最大初动能Ek随入射光频率v变化的图象,以及这三种频率的光产生的光电子最大初动能的大小关系,下列四个图象中描绘正确的是A．B．C．D．3．下列说法中正确的是A．阳光下肥皂泡上的彩色条纹和雨后彩虹的形成原理是相同的B．只有大量光子才具有波动性，少量光子只具有粒子性C．电子的衍射现象说明其具有波动性，这种波不同于机械波，它属于概率波D．电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高，是因为电子穿过样品时发生了更明显的衍射4．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知A．该金属的截止频率为4.27⨯1014 HzB．该金属的截止频率为5.5⨯1014 HzC．该图线的斜率没有实际意义D．该金属的逸出功为0.5 eV5．三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子。

已知三种光线的波长λ甲>λ乙>λ丙，则()A．用入射光甲照射金属b，可能发生光电效应B．用入射光乙照射金属c，一定发生光电效应C．用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应D．用入射光乙和丙同时照射金属a，一定发生光电效应6．关于光电效应，下列说法正确的是()A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多7．如图是 a、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则A．从同种介质射入真空发生全反射是 b 光临界角大B．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比 b 光的大C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流大D．若两光均由氢原子能级跃迁发生，产生 a 光的能级能量差小8．用不同频率的光分别照射钨(W)和锌(Zn),产生光电效应,根据实验可画出光电子的-图线.已知钨的逸出功是4.54eV,锌的逸出功最大初动能k E随入射光频率v变化的k E v-坐标系中,则正确的图是（）为4.62eV,若将二者的图线画在同一个k E vA．B．C．D．9．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列表述符合物理学史实的是A．普朗克通过对阴极射线的研究，最早发现了电子B．玻尔为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论C．贝可勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了的核式结构模型10．用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。

高中物理：波粒二象性测试题(时间：90分钟分值：100分)命题报告一、选择题(合要求,第7～10小题,每小题有多个选项符合要求)1．下列实验中,能证实光具有粒子性的是( )A．光电效应实验B．光的双缝干涉实验C．光的圆孔衍射实验D．泊松亮斑实验【解析】光的双缝干涉实验,光的圆孔衍射实验,泊松亮斑实验都证明光具有波动性．光电效应实验证明光具有粒子性,故选A.【答案】 A2．下列关于光电效应的说法正确的是( )A．只要入射光的强度足够大,就可以发生光电效应B．只要入射光照射的时间足够长,就可以发生光电效应,与入射光的强度和频率无关C．入射光的频率高于极限频率时,光的频率越大,产生的光电子的最大初动能越大D．入射光的频率高于极限频率时,光的强度越大,产生的光电子的最大初动能越大【解析】只有当入射光的频率高于极限频率时,才发生光电效应,与入射光的强弱和照射时间无关,根据Ek ＝hν－W,可知,入射光频率越大,产生的光电子的最大初动能越大,只有C项正确．【答案】 C3．已知α粒子的质量mα＝6.64×10－27 kg,速度v＝3×107 m/s,要观察到α粒子明显的衍射现象,障碍物的尺寸约为( )A．3.3×10－10 m B．3.3×10－12 mC．3.3×10－15 m D．3.3×10－18 m【解析】 根据德布罗意假说λ＝h p ＝h mv ＝ 6.63×10－346.64×10－27×3×107m ≈3.3×10－15m. 要观察到明显的衍射现象,障碍物的尺寸应与波长差不多,C 正确,A 、B 、D 错误． 【答案】 C4．影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射,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象．已知波长比孔的尺寸越大越易发生衍射．下列说法中正确的是( )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 【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 22m λ2,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,故选项A 、B 都不对．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,故选项C 对,D 错．【答案】 C5．( ·沙坪坝高二检测)频率为ν的光照到某金属材料时,产生光电子的最大初动能为E km ,若改用频率为2ν的光照射同一金属材料,则所产生光电子的最大初动能为(h 为普朗克常量)( )A ．E km ＋hνB ．2E kmC ．E km －hνD ．E km ＋2hν【解析】 由光电效应方程得频率为ν的光照射金属材料时E km ＝hν－W 0,改用频率为2ν的光照射同一金属材料时E km ′＝h·2ν－W 0,解得E km ′＝E km ＋hν,故A 正确．【答案】 A6．研究光电效应规律的实验装置如图1所示,以频率为ν的光照射光电管阴极K 时,有光电子产生．由于光电管K 、A 间加的是反向电压,光电子从阴极K 发射后将向阳极A 做减速运动．光电流i 由图中电流计G 测出,反向电压U 由电压表V 测出．当电流计的示数恰好为零时,电压表的示数称为反向截止电压Uc,在下图所表示光电效应实验规律的图象中,错误的是( )图1【解析】当反向电压U与入射光频率ν一定时,光电流i与光强成正比,所以A图正确；频率为ν的入射光照射阴极所发射出的光电子的最大初动能为12mev2max＝hν－W,而截止电压Uc与最大初动能的关系为eUc ＝12mv2max,所以截止电压Uc与入射光频率ν的关系是eUc＝hν－W,其函数图象不过原点,所以B图错误；当光强与入射光频率一定时,单位时间内单位面积上逸出的光电子数及其最大初动能是一定的,所形成的光电流强度会随反向电压的增大而减少,所以C图正确；根据光电效应的瞬时性规律,不难确定D图是正确的．【答案】 B7．( ·北京重点中学联考)关于物质波,下列认识中错误的是( )A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波,这种波叫物质波B．X射线的衍射实验,证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验,证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看作物质波,但它们不具有干涉、衍射等现象【解析】据德布罗意物质波理论知,任何一个运动的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与之相对应,这种波就叫物质波,可见,A选项是正确的；由于X射线本身就是一种波,而不是实物粒子,故X射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性,即B选项错误；电子是一种实物粒子,电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性,故C选项是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知,少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的,无规律的,但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样,即大量电子的行为表现出电子的波动性,干涉、衍射是波的特有现象,只要是波,都会发生干涉、衍射现象,故选项D错误．【答案】BD8．电子的运动受波动性的支配,对于氢原子的核外电子,下列说法正确的是( )A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B．电子绕核运动时,可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的D．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置【解析】微观粒子的波动性是一种概率波,对于微观粒子的运动,牛顿运动定律已经不适用了,所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置,电子的“轨道”其实是没有意义的,电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置,综上所述,C、D正确．【答案】CD9．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,正确的是( )A．单缝宽,光是沿直线传播,这是因为单缝宽,位置不确定量Δx大,动量不确定量Δp小,可以忽略B．当能发生衍射现象时,动量不确定量Δp可以忽略C．单缝越窄,中央亮纹越宽,是因为位置不确定量越小,动量不确定量越大D．以上解释都是不对的【解析】光在传播过程中的位置和动量的不确定性关系为ΔxΔp≥h4π.发生衍射时Δx>0,所以,Δp不能忽略,故选项B错误；缝越宽,Δp越小,缝越窄,Δp越大,所以,选项A、C 正确．【答案】AC图210．( ·河北正定中学期末检测)用如图2所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时,电流表G的读数为0.2 mA.移动变阻器的触点c,当电压表的示数大于或等于0.7 V时,电流表读数为0.则( )A．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB．开关S断开后,没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7 eVD．改用能量为1.5 eV的光子照射,电流表G也有电流,但电流较小【解析】由题知Uc ＝0.7 V,故Ek＝eUc＝0.7 eV,C项正确；由Ek＝hν－W,可得W＝1.8eV,A项正确,D项错误；开关S断开,仍会发生光电效应,有光电子逸出,光电管与G仍可构成闭合回路,电路中会有电流流过G ,B项错误．【答案】AC二、填空题(本题共3小题,共20分)11．(4分)“嫦娥二号”进入地月转移轨道时的速度约为11 km/s.已知“嫦娥二号”卫星的质量为2 480 kg,则与卫星奔月过程对应的物质波波长大小为________m.【解析】与嫦娥二号卫星奔月过程对应的物质波波长为λ＝hp＝hmv＝6.626×10－342 480×11×103m＝2.43×10－41 m.【答案】 2.43×10－41图312．(6分)太阳能直接转换的基本原理是利用光电效应,将太阳能转换成电能．如图3所示是测定光电流的电路简图,光电管加正向电压．(1)标出电源和电流表的正负极；(2)入射光应照在________极上．(3)电流表读数是10 μA,则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是________个．【解析】(1)加正向电压,应该是在光电管中电子由B向A运动,即电流是由左向右．因此电源左端是正极,右端是负极,电流表上端是正极,下端是负极．(2)光应照在B极上．(3)设电子个数为n,则I＝ne,所以n＝10×10－61.6×10－19＝6.25×1013(个)．【答案】(1)电源左端是正极,右端是负极；电流表上端是正极,下端是负极(2)B (3)6.25×101313．(10分)深沉的夜色中,在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道．如图4所示是一个航标灯自动控制电路的示意图．电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属．下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长,又知可见光的波长在400～770 nm(1 nm＝10－9m)．图4各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：金属铯钠锌银铂极限频率(Hz)4.545×10146.000×10148.065×10141.153×10151.529×1015极限波长(μm)0.660 0 0.500 0 0.372 0 0.260 0 0.196 2(1)光电管阴极K上应涂有金属________；(2)控制电路中的开关S应和________(填“a”和“b”)接触；(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时,稍有不慎就会把手压在里面,造成工伤事故．如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机,这时电路中开关S 应和________接触,这样,当工人不慎将手伸入危险区域时,由于遮住了光线,光控继电器衔铁立即动作,使机床停止工作,避免事故发生．【解析】 (1)依题意知,可见光的波长范围为 400×10－9～770×10－9m而金属铯的极限波长为λ＝0.660 0×10－6m ＝660×10－9m, 因此,光电管阴极K 上应涂金属铯．(2)深沉的夜色中,线圈中无电流,衔铁与b 接触,船舶依靠航标灯指引航道,所以控制电路中的开关S 应和b 接触．(3)若将上述控制电路中的电灯换成电机,在手遮住光线之前,电机应是正常工作的,此时衔铁与a 接触,所以电路中的开关S 应和a 接触．【答案】 (1)铯 (2)b (3)a 三、计算题(本题共3小题,共40分)14．(12分)已知：功率为100 W 的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量,光速c ＝3.0×108 m/s,普朗克常量h ＝6.63×10－34 J ·s,假定所发出的可见光的波长都是560 nm,计算灯泡每秒内发出的光子数．【解析】 波长为λ的光子能量为：E ＝hcλ设灯泡每秒内发出的光子数为n,灯泡电功率为P, 则n ＝kP E式中,k ＝5%是灯泡的发光效率． 得：光子数n ＝kP λhc,代入题给数据得：n ＝1.4×1019(个)． 【答案】 1.4×1019个15．(12分)原子核的半径为10－15 m,估计核内质子的动量不确定范围．如果电子被限制在核内,其动量不确定范围又是多少？【解析】 设质子的位置不确定范围等于原子核的直径,即Δx ＝2×10－15 m,由不确定关系公式ΔxΔp≥h4π,得Δp≥h4πΔx＝2.6×10－20 kg·m/s.同理,电子被限制在核内,动量的不确定范围与质子一样,为：Δp≥2.6×10－20 kg·m/s.【答案】均为大于或等于2.6×10－20 kg·m/s16．(16分)用波长为4×10－7 m的紫光照射某金属,发出的光电子垂直进入3×10－4 T的匀强磁场中,光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2 cm(电子电荷量e＝1.6×10－19C,其质量m＝9.1×10－31 kg)．求：(1)紫光光子的能量；(2)光电子的最大初动能；(3)该金属发生光电效应的极限频率．【解析】(1)光子的能量ε＝hν＝hcλ＝6.63×10－34×3×1084×10－7J＝4.98×10－19 J.(2)光电子进入磁场后,受到的洛伦兹力等于做匀速圆周运动的向心力,qvB＝m v2r,v＝qBrm,光电子的最大初动能：Ek ＝12mv2＝q2B2r22m＝1.62×10－38×9×10－8×1.44×10－42×9.1×10－31J＝1.82×10－19 J.(3)金属的极限频率满足W＝hν由爱因斯坦光电效应方程：Ek ＝hν－W＝hν－hνν0＝hν－Ekh＝4.98×10－19－1.82×10－196.63×10－34Hz＝4.77×1014 Hz.【答案】(1)4.98×10－19 J (2)1.82×10－19 J (3)4.77×1014 Hz。

高二物理光的波粒二象性试题1.在双缝干涉实验中出现的明暗条纹说明了( )A．光具有波动性B．光具有粒子性C．光波是一种概率波D．以上全都错误【答案】AC【解析】双缝干涉实验中出现的明条纹和暗条纹，又说明了光子落点具有一定的概率，即符合概率波的规律，说明光具有波动性.考点:双缝干涉现象光的波粒二象性点评：光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性．在宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，同时波长长的可以体现波动性，波长短可以体现粒子性。

2.关于光的本性，下列说法中正确的是( )A．关于光的本性，牛顿提出微粒说，惠更斯提出波动说，爱因斯坦提出光子说，它们都说明了光的本性B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D．光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说真正有机地统一起来的【答案】C【解析】牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质．光既具有波动性又具有粒子性，光是一种电磁波，干涉是波特有的现象．牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，光的波粒二象性是爱因斯坦的光子说和麦克斯韦的电磁说的统一故A、B、D错误，C对考点:光的波粒二象性点评：光具有波粒二象性，这是现代物理学关于光的本性的认识，光的波粒二象性是爱因斯坦的光子说和麦克斯韦的电磁说的统一3.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．光子与电子是同样的一种粒子，光波与机械波是同样的一种波C．光的波动性是由于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ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性【答案】D【解析】光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性．当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；光的干涉、衍射又说明光是一种波，光既不同于宏观的粒子，也不同于宏观的波．光具有波粒二象性，光的波动性与粒子性不是独立的，由公式ε＝hν可以看出二者是有联系的．光的粒子性并没有否定光的波动性．考点:光的波粒二象性机械波点评：本题解题的关键是把握住：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著．4.关于光的波粒二象性，错误的说法是( )A．光的频率愈高，光子的能量愈大，粒子性愈显著B．光的波长愈长，光子的能量愈小，波动性愈明显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．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性【答案】C【解析】干涉、衍射现象表明光具有波动性，光电效应现象表明光具有粒子性，因此任何光都具有波粒二象性，选项C错误，D正确．但波长越长、频率愈低的光波，干涉和衍射愈容易发生，波动性愈显著．频率愈高、光子的能量越大，愈容易发生光电效应，粒子性愈显著．故选项A、B正确．考点:光电效应波粒二象性波长、频率、能量之间的关系点评：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著．5.在宏观世界中相互对立的波动性和粒子性，在光的本性研究中却得到了统一，即光具有波粒二象性，下列关于光的波粒二象性的叙述中错误的是( )A．大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性B．光在传播时表现出波动性，而在跟物质发生作用时表现出粒子性C．频率大的光比频率小的光的粒子性强，但波动性弱D．频率大的光比频率小的光的粒子性及波动性都强【答案】D【解析】大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性，A对；光在传播时，是连续的能量，所以波动性表现的比较明显。