高中物理-波粒二象性测试题

第17章《波粒二象性》检测题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.用蓝光照射一光电管，能产生光电流，则下列一定可以使光电管发生光电效应的有( )A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光2.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3.下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是( )A．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，不能统一B．在衍射现象中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C．大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强D．频率低的光子表现出的粒子性强，频率高的光子表现出的波动性强4.关于电子云，下列说法正确的是( )A．电子云是真实存在的实体B．电子云周围的小黑点就是电子的真实位置C．电子云上的小黑点表示的是电子的概率分布D．电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道5.关于对黑体的认识，下列说法正确的是( )A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体6.关于物质波，下列说法正确的是( )A．速度相等的电子和质子，电子的波长长B．动能相等的电子和质子，电子的波长短C．动量相等的电子和中子，中子的波长短D．甲电子的速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍7.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8.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粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来9.在做双缝干涉实验时，在观察屏的某处是亮纹，则对某一光子到达观察屏的位置，下列说法正确的是( )A．一定到达亮纹位置 B．一定到达暗纹位置C．该光子可能到达观察屏的任意位置 D．以上说法均不可能10.以下宏观概念中，哪些是“量子化”的 ( )A．物体的长度 B．物体所受的重力 C．物体的动能 D．人的个数11.如图所示，用波长为λ1和λ2的单色光A和B分别照射两种金属C和D的表面．单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象．设两种金属的逸出功分别为W C和WD，则下列选项正确的是( )A．λ1＞λ2，WC＞WD B．λ1＞λ2，WC＜WDC．λ1＜λ2，WC＞WD D．λ1＜λ2，WC＜WD12.研究光电效应时，用不同频率的紫外线照射金属锌，得到光电子最大初动能E k随入射光频率变化的E k－ν图象，应是下列四个图中的( )A．B． C． D．二、多选题(每小题至少有两个正确答案)13.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为νc，则( )A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍14.关于光的本性，下列说法中正确的是( )A．光子的能量由光的强度所决定B．光的本性是：光既具有波动性，又具有粒子性C．光子的能量与光的频率成正比D．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面15.频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km，则( )A．若改用频率为2ν的光照射，该金属产生光电子的最大初动能为2E kmB．若改用频率为2ν的光照射，该金属产生光电子的最大初动能为E km＋hνC．若改用频率为ν的光照射，该金属产生光电子的最大初动能为E km＋hνD．若改用频率为ν的光照射，该金属可能不发生光电效应三、实验题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，电路中光电流增大四、计算题17.如图所示为证实电子波存在的实验装置，从F上漂出来的热电子可认为初速度为零，所加的加速电压U＝104V，电子质量为m＝9.1×10－31kg.电子被加速后通过小孔K1和K2后入射到薄的金箔上，发生衍射现象，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹．试计算电子的德布罗意波长．18.对应于3.4×10—19J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？它是什么颜色？答案解析1.【答案】D【解析】紫光的频率大于蓝光的频率，一定能够使光电管发生光电效应，红光的频率、黄光的频率、绿光的频率都小于蓝光的频率，不一定能使光电管发生光电效应．2.【答案】C【解析】当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C 正确，A、B、D错误．3.【答案】C【解析】光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，所以A 错误；在衍射现象中，暗条纹是指振动减弱的地方，并非光子不能到达的地方， B错误；光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显， C正确；光的粒子性和波动性与光子频率高低无关， D错误．4.【答案】C【解析】由电子云的定义我们知道，电子云不是一种稳定的概率分布，人们常用小黑点表示这种概率，小黑点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小，故只有C正确．5.【答案】C【解析】黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故A错误；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故B错，C对；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误．6.【答案】A【解析】由λ＝可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，A正确；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系p＝可知，电子的动量小，波长长，B错误；动量相等的电子和中子，其波长应相等，C错误；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的3倍，甲的动量也是乙的3倍，则甲的波长应是乙的，D错误．7.【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<νb<νc.故当b光恰能使金属发生光电效应时，a光必然不能使该金属发生光电效应，c 光必然能使该金属发生光电效应，A对，B、C错；光电子的最大初动能与入射光频率有关，频率越高，最大初动能越大，所以c光照射时释放出的光电子的最大初动能最大，D错，故正确答案为A.8.【答案】C【解析】光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波．光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象．某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象．要区分题中说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．C正确，A、B、D错误．9.【答案】C【解析】光波是一种概率波，大量光子将到达亮纹位置，但也有极少数光子到达暗纹位置，因此对某一光子到达屏上的位置不确定，故A、B、D均错误，C正确．10.【答案】D【解析】所谓量子化是指数据是分立的、不连续的，根据量子的定义可做出选择，人的个数只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．其它三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的，故只有D正确．11.【答案】D【解析】单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象，单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，根据光电效应条件知，单色光A的频率大于单色光B的频率，则λ1＜λ2，单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象．知金属C的逸出功小于金属D的逸出功，即WC＜WD.故D正确，A，B，C错误．12.【答案】C【解析】根据光电效应方程有：E k＝hν－W，其中W为金属的逸出功：W＝hν0.由此可知E k－ν图象是一条直线，横截距大于零，故C正确．13.【答案】AB【解析】因入射光的频率大于或等于极限频率时会产生光电效应，所以A正确；因为金属的极限频率为νc，所以逸出功W0＝hνc，再由E k＝hν－W0得，E k＝2hνc－hνc＝hνc，B正确；因为逸出功是光电子恰好逸出时需要做的功，对于同种金属是恒定的，故C错误；由E k＝hν－W0＝hν－hνc＝h(ν－νc)可得，当ν增大一倍时：＝≠2，故D错误．14.【答案】BCD【解析】根据E＝hν，可知：光子的能量与光的频率成正比，A错误，C正确；光既具有波动性，又具有粒子性，B正确，光电效应和康普顿效应反映光的粒子性，D正确．15.【答案】BD【解析】频率为ν(频率)的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km，根据光电效应方程知，逸出功W0＝hν－E km.改用频率为2ν的光照射，则最大初动能E km′＝h2ν－W0＝hν＋E km，即A错误，B正确．若改用频率为ν的光照射，若能发生光电效应，则最大初动能E km′′＝h－W0＝E km－hν，C 错误．若改用频率为ν的光照射，可能光的频率小于金属的截止频率，不能发生光电效应，D正确．16.【答案】(1)正 (2)阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M磁化，将衔铁N吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M(3)B【解析】17.【答案】1.23×10－11m【解析】将eU＝E k＝mv2，p＝，λ＝联立，得λ＝，代入数据可得λ≈1.23×10－11m.18.【答案】5.13×10－14Hz 5.85×10－7m 黄色【解析】根据公式ɛ＝hν和ν＝得ν＝5.13×1014Hzλ＝5.85×10－7m频率属于黄光的频率范围，它是黄光，其波长为5.85×10－7m。

高中物理《波粒二象性》测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。

)1．在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是()A．光的折射现象、色散现象B．光的反射现象、干涉现象C．光的衍射现象、偏振现象D．光的直线传播现象、光电效应现象2．下列说法中正确的是()A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B．光的频率越大，波长越长C．光的波长越大，光子的能量越大D．光在真空中的传播速度为3.0×108 m/s3．现代科技中常利用中子衍射技术研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。

已知中子质量m＝1.67×10－27kg，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10 m的热中子动能的数量级为()A．10－17 J B．10－19 JC．10－21 J D．10－24 J4．下列关于光电效应的说法中，正确的是()A．金属的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流的大小与入射光的强度无关C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长大于此波长时，就不能产生光电效应5．下列有关光的说法中正确的是()A．光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子B．大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性C．光有时是波，有时是粒子D．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量6．一激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，若在真空中速度为c，普朗克常量为h，则下列叙述正确的是() A．该激光在真空中的波长为nλB．该激光的频率为c λC．该激光器在t s内辐射的能量子数为PtnλhcD．该激光器在t s内辐射的能量子数为Ptλhc7．两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则()A．在真空中，a光的传播速度较大B．在水中，a光的波长较小C．在真空中，b光光子的能量较大D．在水中，b光的折射率较小8．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，下列说法中正确的是()A．单缝宽，光沿直线传播，这是因为位置不确定量大，动量不确定量小可以忽略B．当光能发生衍射现象时，动量不确定量就不能忽略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．以上解释都不正确9．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz 的无线电波的波长，由表中数据可知()A.B．无线电波通常情况下只表现出波动性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10．研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生。

《第二节波粒二象性》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是：A、光既可以表现出波动性，也可以表现出粒子性，但通常情况下只表现其中一种性质。

B、光在任何情况下都只表现出波动性，粒子性是错误的观点。

C、光的波动性表现为光的干涉、衍射等现象，而光的粒子性表现为光电效应等现象。

D、光的波粒二象性是相对论效应，只有在高速运动时才会表现出来。

2、下列实验中，最能直接证明光的粒子性的是：A、双缝干涉实验B、光的衍射现象C、光的偏振现象D、光电效应实验3、下列实验中，哪一项可以直接证明光的波动性？A. 康普顿效应实验B. 光电效应实验C. 单缝衍射实验D. 双缝干涉实验4、关于光的波粒二象性的描述，正确的是：A. 光只有波动性B. 光只有粒子性C. 光在传播时展现波动性，在与其他物质相互作用时表现出粒子性D. 光既不具有波动性也不具有粒子性5、根据玻尔理论，氢原子中电子的能量是量子化的，下列关于玻尔理论的描述不正确的是：A. 电子在原子中的运动轨道是量子化的B. 原子只能处于特定的能量状态C. 当电子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态时，会发出或吸收一定频率的光子D. 光子的能量与电子跃迁的能量差成正比6、卢瑟福的α粒子散射实验揭示了以下哪个结论：A. 原子的质量集中在原子核中B. 原子是中空的C. 电子围绕原子核运动，但相对于原子核的位置不确定D. 光子具有波粒二象性7、在康普顿效应的实验中，当X射线光子与电子发生碰撞后，光子的波长发生了变化。

以下关于康普顿效应的说法正确的是：A. 光子的波长变长，能量减小B. 光子的波长变短，能量增加C. 电子的动能增加，动量减小D. 电子的动能减小，动量增加二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在以下关于光电效应的描述中，哪几项是正确的？A. 光电效应揭示了光的粒子性。

B. 康普顿散射实验证明了光的波动性。

第17章波粒二象性(高考体验)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。

在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.(2015·江苏单科)波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有()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解析:光具有波粒二象性,光电效应揭示了光的粒子性,选项A正确;干涉和衍射是波所具有的特征,选项B正确;黑体辐射的实验规律可利用普朗克提出的能量子观点来解释,选项C错误;根据动量和动能的关系p=知,质子和电子的动能相等时,质子的动量大,由λ=知,质子的德布罗意波的波长小,选项D错误。

答案:AB2.(2014·上海单科)在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是()A.光电效应是瞬时发生的B.所有金属都存在极限频率C.光电流随着入射光增强而变大D.入射光频率越大,光电子最大初动能越大解析:光的波动理论认为只要光照射的时间足够长、足够强就能发生光电效应,且光电子的初动能就大,但实验中金属表面溢出电子的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,发生是瞬时的,且入射光频率越大,光电子最大初动能越大,这与光的波动理论相矛盾,故A、B、D三项错误。

波动理论认为光强度越大,光电流越大;光电效应中认为光强度越大,光子越多,金属表面溢出的光电子越多,即光电流越大,所以该实验结果与波动理论不矛盾,故C项正确。

答案:C3恒定电压U,则它会辐射频率为ν的电磁波,且ν与U成正比,即ν=kU。

已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。

你可能不了解此现象的机理,但仍可运用物理学中常用的方法,在下列选项中,推理判断比例系数k的值可能为()A. B. C.2he D.解析:根据物理单位知识,表达式及变形式两侧单位是一致的,由本题中涉及的物理量:ν、U、e、h及与其有联系的能量表达式E=hν①,E=Ue②,由①②得h的单位与的单位相同,即h单位可用V·C·s表示,题中ν=kU,即k=③,单位可用表示,选项B中单位等效于,故选项B正确,A、C、D错误。

【高二】高二物理下册第二章波粒二象性单元检测试题（带答案）【高二】高二物理下册第二章波粒二象性单元检测试题（带答案）第二章波粒二象性单元测试（广东教育版选修3-5）说明：本试卷分为第ⅰ、ⅱ卷两部分，请将第ⅰ卷的答案填入题后括号内，第ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第一卷（共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1.以下关于光电效应的陈述是正确的（）a.若某材料的逸出功是w，则它的极限频率b、光电子的初始速度与光的频率成正比c.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比d、光电子的最大初始动能随辐照频率的增加而增加解析：由光电效应方程=hv-w知，b、c错误，d正确.若=0，得极限频率=,故a正确.应答广告2.在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是（）a、光的折射和偏振b.光的反射现象、干涉现象c、光的衍射和色散d.光电效应现象、康普顿效应这个问题考察了光的本质干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现，只有光电效应现象和康普顿效应都是光的粒子性的表现，d正确.答案D3.关于光的波粒二象性的理解正确的是（）a、大量光子的效应通常表现为波动性，单个光子的行为通常表现为粒子b.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子c、高频光是粒子，低频光是波d.波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著分析：根据光的波粒二象性，a和D是正确的，B和C是错误的答案ad4.当能量为5.0eV的光子照射金属表面时，从金属表面逸出的电子的最大初始动能为1.5eV，为了使该金属产生光电效应，入射光的最小能量为（）a.1.5evb.3.5evc、 5.0evd。

6.5ev解析：本题考查光电效应方程及逸出功.从…起得w=hv-=5.0ev-1.5ev=3.5ev那么入射光的最小能量是h=w=3.5ev故正确选项为b.答案B5.紫外线光子的动量为.一个静止的吸收了一个紫外线光子后（）a、静止不动b.沿着光子原来运动的方向运动c、以光子运动的相反方向运动d.可能向任何方向运动分析：根据动量守恒定律，吸收紫外线光子的分子与光子的运动方向相同，因此，正确的选择是B答案b6.关于光电效应，下面的说法是正确的（）a.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比b、光电子的最大初始动能越大，形成的光电流越强c.能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功d、当用频率为绿色的光照射金属时，会发生光电效应，而用频率为黄色的光照射金属时，不会发生光电效应解析：本题考查光电效应.根据光电效应方程，光电子的最大初始动能随入射光频率的增加而增加，但不成正比，错误光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初始动能无关。

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。

《波粒二象性》单元检测题一、单选题1. 已知某单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子?的值为( ) ．A． B ． C ． D ．以上均不正确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. 如图，当电键S 断开时，用光子能量为 3.1 eV 的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．合上电键，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．由此可知阴极材料的逸出功为( )A．1.9 eV B ．0.6 eV C ．2.5 eV D ．3.1 eV4. 如图所示，一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板一段时间，关灯后，指针保持一定偏角( )A．用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大第1 页共10 页B．用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将减小C．使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板相同的时间，验电器的指针偏角将增大D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针一定偏转5.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6.如图所示，某金属板M 在紫外线照射下，不停地向各个方向发射速度大小不同的电子，发射电子的最大初速度为v，在M旁放置一金属网N，如果S闭合，滑片P置于最左端时，电流表的示数不为零，向右调节滑片P，恰好使电流表的示数为零，此时M、N 间的电势差为UMN，已知电子质量为m，电荷量为－e，关于通过电流表的电流方向和UMN，下列说法正确的是( )A．从c 到d，UMN＝ B ．从d 到c，UMN＝C．从c 到d，UMN＝ D ．从d 到c，U MN ＝7.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( )第2 页共10 页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8.关于物质波，下列说法正确的是( )A．速度相等的电子和质子，电子的波长长B．动能相等的电子和质子，电子的波长短C．动量相等的电子和中子，中子的波长短D．甲电子的速度是乙电子的 3 倍，甲电子的波长也是乙电子的 3 倍9.一束波长为7×10－5cm 的光波，每秒钟有3×1015 个光子通过一个与光线垂直的平面．另有一束光，它传输相同的能量，但波长为4×10－5cm.那么这束光每秒钟通过这垂直平面的光子数目为( )A．0.58×1015 个 B ．3×1015个 C ． 1.71×1015 个 D ． 5.25×1015 个10.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11.如图所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的 B 单色光照射光电管时不发生光电效应，则( )A．A光的强度大于B光的强度B．B光的频率大于A光的频率C．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由 a 流向bD．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由 b 流向a第3 页共10 页二、多选题12.黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知( )A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动13.以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是( )A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高14. 1922 年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X 射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大．下列说法中正确的是( )A．有些X射线的能量传给了电子，因此X射线的能量减小了B．有些X射线吸收了电子的能量，因此X射线的能量增大了C．X 射线的光子与电子碰撞时，动量守恒，能量也守恒D．X 射线的光子与电子碰撞时，动量不守恒，能量守恒15.某种金属在单色光照射下发射出光电子，光电子的最大初动能( )A．随照射光强度的增大而增大B．随照射光频率的增大而增大第4 页共10 页C．随照射光波长的增大而增大D．与照射光的照射时间无关16.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 就不能忽略C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量小，动量不确定量大的缘故D．以上解释都是不对的三、实验题17.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，电路中光电流增大四、计算题18.一个带电荷量为元电荷的粒子，经206 V 的加速电压由静止加速后，它的德布罗意波长为0.002 nm，试求这个粒子的质量．19.为引起人眼的视觉，进入人眼的绿光的能量至少为每秒E＝10－16J．假设在漆黑的夜晚，在距人s＝100 m远处点亮一只绿光小灯泡，为使人看到它的光线，小灯泡的功第5 页共10 页率至少为多大？( 人用一只眼看，瞳孔直径为 4 mm)20.铝的逸出功是 4.2 eV ，现在将波长200 nm的光照射铝的表面．(1) 求光电子的最大初动能．(2) 求遏止电压．(3) 求铝的截止频率．第6 页共10 页答案解析21.【答案】A【解析】由光速、波长的关系可得出光的频率ν＝，从而?＝hν＝，故 A 选项正确．22.【答案】A【解析】23.【答案】C【解析】根据题意，当电压表读数大于或等于0.60 V 时，即为反向电压为0.6 V 时，从金属出来的电子，在电场阻力作用下，不能到达阳极，则电流表示数为零；根据动能定理，则有光电子的初动能为：E k＝eU＝0.6 eV ，根据爱因斯坦光电效应方程有：W ＝hν－E k＝3.1 eV －0.6 eV ＝2.5 eV ，C正确．24.【答案】C【解析】发生光电效应时，锌板失去电子带正电，用一带负电的金属小球与锌板接触，锌板所带的正电变小，所以验电器指针偏角将减小．若金属小球所带的负电较多，验电器指针偏角会先变小后变大，A、B 错误；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，所以锌板所带的正电变多，验电器的指针偏角将增大， C 正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，红外线照射不一定发生光电效应，所以指针不一定偏转，D错误．25.【答案】C【解析】26.【答案】A【解析】由题意可知，当闭合开关S时，M产生的光电子能到达金属网N，所以电流的方向为从 c 到d；恰好使电流表的示数为零，此时光电子恰好不能到达N，若M、N 间的电势差为UMN，则由动能定理得：2 eUMN＝mv得UMN＝. 故A正确．第7 页共10 页27.【答案】C【解析】根据sin C＝，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E km＝hν－W0 知，b 光照射产生的光电子最大初动能大，C正确．28.【答案】A【解析】由λ＝可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，A 正确；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系p＝可知，电子的动量小，波长长，B错误；动量相等的电子和中子，其波长应相等，C错误；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的 3 倍，甲的动量也是乙的 3 倍，则甲的波长应是乙的，D错误．29.【答案】C【解析】由题意得n1 ＝n2 ，代入数据得n2＝1.71×1015 个，30.【答案】B【解析】光电效应现象揭示了光的粒子性， A 错误；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， B 正确；普朗克借助于能量子假说，解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念， C 错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的德布罗意波长相等，则动量p 也相等，动能则不相等， D 错误．31.【答案】C【解析】根据产生光电效应的条件可知选项A、B均错误；电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，故选项C正确，D错误．32.【答案】ACD【解析】温度升高，各种波长的辐射强度都会增加，随着温度的升高，辐射强度的极大值向较短波长方向移动．33.【答案】BC第8 页共10 页【解析】同一物体在一定温度下辐射不同波长的电磁波，在室温下大多数物体辐射不可见的红外光，当温度加热到500℃左右时，开始发出暗红色的可见光，温度上升到1500℃时变成白炽光， A 错，B、C 对，早晚时分太阳呈现红色与太阳和地球间距离有关．34.【答案】AC【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，能量减小，根据λ＝，知波长增大，碰撞过程系统不受外力，故动量守恒，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，故能量守恒，A、C正确．35.【答案】BD【解析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，由公式E k＝hν－W知，W为逸出功不变，所以光电子的最大初动能取决于入射光的频率，与入射光的强度、波长及光照时间无关，故B、D正确，A、C错误．36.【答案】ABC【解析】由不确定性关系可知选项A、B、C正确．37.【答案】(1) 正(2) 阴极K 发射电子，电路中产生电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M 磁化，将衔铁N 吸住．无光照射光电管时，电路中无电流，N 自动离开M(3)B【解析】38.【答案】1.67×10－27kg【解析】粒子加速后获得的动能为E k＝mv2＝eU 粒子的物质波的波长λ＝粒子的动量p＝mv以上各式联立得m＝＝1.67×10－27kg.39.【答案】10－6W第9 页共10 页【解析】设人眼瞳孔直径为d，由题意知E＝×π( )2解得P＝＝W＝10－6W40.【答案】(1)3.3 ×10－19J(2) 遏制电压约为 2.1 V(3)1.01 ×1015Hz动能为【解析】(1) 根据爱因斯坦光电效应方程得：光电子的最大初－19J E k＝－W≈ 3.3×10(2) 根据动能定理得到：遏止电压U c＝＝V≈ 2.1 V(3) 当光电子逸出时的动能为零时，再减小照射光的频率便不能发生光电效应了，截止频率νc＝＝Hz＝1.01×1015Hz.第10页共10 页。

2024高考物理波粒二象性练习题及答案精选一、单项选择题1. 假设电子的质量为m，速度为v，动量为p，则根据量子力学理论，对于电子的波动性来说，下面哪个式子是正确的？A. p = mvB. λ = h/mvC. E = hνD. E = mc²答案：B2. 一束光通过一个狭缝后形成的衍射图样中，可观察到明暗相间的条纹，这表明光的波动性。

下列哪个现象正好能够验证光的波动性？A. 光与物质之间的相互作用B. 光的反射和折射C. 光的干涉和衍射D. 光的吸收和发射答案：C3. 下列哪一组粒子中，具有波动性的只有：A. 电子、质子B. 电子、中子C. 电子、光子D. 质子、中子答案：C4. 在双缝干涉实验中，缝宽减小，其他条件不变，干涉条纹的间距会：A. 变大B. 变小C. 不变D. 消失答案：B5. 下列哪个实验表明了电子具有波动性？A. 干涉实验B. 衍射实验C. 碰撞实验D. 反射实验答案：B二、解答题1. 有一束波长为500 nm的光，通过一条缝宽为0.2 mm的狭缝后，发生衍射。

求在屏幕上相邻两个最亮条纹之间的距离。

解：根据夫琅禾费衍射公式，屏幕上相邻两个最亮条纹的间距d可以计算为：d = λL / a其中，λ为光的波长，L为狭缝到屏幕的距离，a为狭缝的宽度。

代入已知数据，可以得到：d = (500 nm) × (0.2 mm) / (500 nm) ≈ 0.2 mm答案：0.2 mm2. 一个电子的动能是E，根据德布罗意波动关系，求它的波长。

解：根据德布罗意波动关系，物质的波长λ可以计算为：λ = h / p其中，h为普朗克常量，p为电子的动量。

由动能公式E = mv²/2可知，电子的动量p可以计算为：p = √(2mE)其中，m为电子的质量，E为电子的动能。

代入已知数据，可以得到：p = √(2 × m × E)λ = h / √(2 × m × E)答案：λ = h / √(2 × m × E)3. 具有波长为100 pm的电子束通过一个缝宽为1 μm的狭缝，形成衍射图样。

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。