《波粒二象性》测试题
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波粒二象性阶段测试题(时间:60分钟 满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
1~6小题只有一个选项符合题目要求,7~9小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.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2.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 .电磁波也是德布罗意波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3.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4.经150 V 电压加速的电子束,沿同一方向射出来,穿过铝箔射到其后的屏上,则( )A .所有电子的运动轨迹均相同B .所有电子到达屏上的位置坐标均相同C .电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D .电子到达屏上的位置受波动规律支配,无法用确定的坐标来描述它的位置5.光子有能量,也有动量,动量p =h λ,它也遵守有关动量的规律。
如图所示,真空中,有“∞”形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO ′在水平面内灵活地转动,其中左边是圆形黑纸片(吸收光子),右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)。
当用平行白光垂直照射这两个圆面时,关于装置开始时的转动情况(俯视),下列说法中正确的是( B )A.顺时针方向转动B.逆时针方向转动C.都有可能D.不会转动6.如图所示是一个粒子源,产生某种微观粒子,在其正前方安装只有两条狭缝的挡板,粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光。
《波粒二象性》章末检测试题(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)1.普朗克能量子假说是为解释( )A.光电效应实验规律提出的B.康普顿效应实验规律提出的C.光的波粒二象性提出的D.黑体辐射的实验规律提出的2.对于光的波粒二象性的理解正确的是( )A.大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性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3.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件.下列表述正确的是( ) A.硅光电池是把光能转化为电能的一种装置B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应4.以下说法正确的是( )A.若用红光照射金属时发生光电效应,则用其他可见光照射该金属均能产生光电效应B.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能是因为该束光的照射时间太短C.光电效应揭示了光的粒子性,而康普顿效应则反映了光的波动性D.物质波是一种概率波,在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动5.频率为ν的光子的动量和波长的关系是λ=hp,能量为ε,则光的速度为( )A.ελ/h B.pεC.ε/p D.h2/(ε·p)6.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而发生光电效应,可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k-ν图象.已知钨的逸出功是3.28 eV,锌的逸出功是3.34 eV,若将二者的图线画在同一个E k-ν坐标图中,用实线表示钨,虚线表示锌,则能正确反映这一过程的是下图中的( )7.2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家,以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化.他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点.下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是( )A.微波是指波长在10-3m到10 m之间的电磁波B.微波和声波一样都只能在介质中传播C.黑体的热辐射实际上是电磁辐射D.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说8.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示.则这两种光( )A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大9.分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1∶2,以h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为( )A .hc 2λB .2hc 3λC .34hc λD .4h λ5c10.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象.当用某单色光照射光电管的阴极K 时,会发生光电效应现象.闭合开关S ,在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压,直至电流计中电流恰为零,此电压表的电压值U 称为遏止电压,根据遏止电压,可以计算出光电子的最大初动能E km .现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极,测量到遏止电压分别为U 1和U 2,设电子质量为m ,电荷量为e ,则下列关系式中正确的是( )A .用频率为ν1的光照射时,光电子的最大初速度v =2eU 1mB .阴极K 金属的逸出功W0=h ν1-eU 1 C .阴极K 金属的极限频率νc =U 1ν2-U 2ν1U 1-U 2D .普朗克常数h =1-U 2ν1-ν2二、非选择题(本题共4小题,共60分)11.(12分)一颗质量为5 kg的炮弹以200 m/s的速度运动时,它的德布罗意波长为________;假设它以光速运动,它的德布罗意波长为________;若要使它的德布罗意波长为400 nm,则它的速度为________.12.(15分)一电子具有200 m/s的速率,动量的不确定范围是0.01%,我们确定该电子位置时,有多大的不确定范围?(电子质量为9.1×10-31kg)13.(15分)铝的逸出功是4.2 eV,现在用波长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)求铝的极限频率.4.(18分)已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103J,其中可见光部分约占45%.假设可见光的波长为0.55 μm,太阳光向各个方向的辐射是均匀的,日地之间距离R=1.5×1011m,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,由此可估算出太阳每秒钟辐射的可见光的光子数约为多少个(保留两位有效数字).《波粒二象性》章末检测试题参考答案1.D 2.AD 3.A 4.A 5.AC 6.A 7.ACD 8.BC 9.B 10.ABD 11.6.63×10-37m 4.42×10-43m 3.32×10-28m/s解析 炮弹的动量p =mv =103kg·m/s它的德布罗意波长为λ=h p =6.63×10-34103m =6.63×10-37m 当它以光速c =3×108m/s 运动时λ′=h p ′=h mc =6.63×10-345×3×108m=4.42×10-43m当λ″=400 nm =4×10-7m 时 v =hm λ″=6.63×10-345×4×10-7 m/s =3.32×10-28m/s.12.Δx ≥2.90×10-3m解析 由不确定性关系Δx Δp ≥h4π得:电子位置的不确定范围Δx ≥h4πΔp=6.63×10-344×3.14×9.1×10-31×200×0.01%m =2.90×10-3m 13. (1)2.02 eV (2)2.02 V (3)1.01×1015Hz解析 (1)由爱因斯坦光电效应方程E k =h ν-W 0可得:E k =h cλ-W 0=6.63×10-34×3×1082×10-7J -4.2×1.6×10-19J≈3.23×10-19J≈2.02 eV(2)由eU c =E k 得遏止电压U c =E ke=2.02 V.(3)由W 0=h νc 得极限频率:νc =W 0h =4.2×1.6×10-196.63×10-34Hz≈1.01×1015Hz. 14.4.9×1044个解析 因太阳光向各个方向的辐射是均匀的,可认为太阳每秒钟辐射的可见光的光子数等于以太阳为球心、日地之间距离为半径的球面上每秒钟获得的可见光的光子数,已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能σ=1.4×103J/(s·m 2),可见光所占全部辐射能的比例为η=45%,则太阳每秒钟辐射的可见光的能量E =4πR 2ση,而每个可见光子的能量E 0=h ν,则太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数N =E E 0=4πR 2σηλhc≈4.9×1044个.。
《波粒二象性》子专题专项训练题及参考答案一. 选择题1. 下列关于光电效应的说法准确的是()A. 若某材料的逸出功是W,则它的极限频率B. 光电子的初速度和照射光的频率成正比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. 光的折射现象、偏振现象B. 光的反射现象、干涉现象C. 光的衍射现象、色散现象D. 光电效应现象、康普顿效应3. 关于光的波粒二象性的理解准确的是()A. 大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性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4. 当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面后,从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5eV。
为了使这种金属产生光电效应,入射光的最低能量为()A. 1.5eVB. 3.5eVC. 5.0eVD.6.5eV5. 关于光电效应,以下说法准确的是()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,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. 用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应,改用频率是的黄光照射该金属一定不发生光电效应6. 在验证光的波粒二象性的实验中,下列说法准确的是()A. 使光子一个一个地通过单缝,如果时间充足长,底片上会出现衍射图样B. 单个光子通过单缝后,底片上会出现完整的衍射图样C. 光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D. 单个光子通过单缝后打在底片的情况表现出随机性,大量光子通过单缝后打在底片上的情况表现出规律性7. 在中子衍射技术中,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相近,已知中子质量m=1.67×10-27 kg,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,能够估算出德布罗意波长λ=1.82×10-10 m的热中子的动量的数量级可能是()A. 10-17kg·m/sB. 10-18kg·m/sC. 10-20kg·m/sD. 10-24kg·m/s8. 人类对光的本性的理解经历了曲折的过程,下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是()A. 牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B. 光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C. 麦克斯韦预言光是一种电磁波面D. 光具有波粒二象性二. 填空题9. 如下图所示,一验电器与锌板相连,在A处用一紫外线灯照射锌板,关灯后,指针保持一定偏角。
一、选择题1.实物粒子和光都具有波粒二象性。
下列事实中不能突出体现波动性的是( )A. 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B. 人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C. 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构D. 光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关【答案】D【解析】电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,可以说明电子是一种波;β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹,可以说明β射线是一种粒子;人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构,中子衍射说明中子是一种波;人们利用电子显微镜观测物质的微观结构,利用了电子的干涉现象,说明电子是一种波;光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,说明光是一种粒子.故选项D正确.2.下列说法正确的是A. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子B. 利用狂粒子散射实验可以估算原子的半径C. 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律D. 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关【答案】A【解析】根据玻尔理论,氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子,选项A正确;卢瑟福在用a粒子轰击金箔的实验中发现了质子,提出原子核式结构学说,通过实验可以估算原子核的半径,而不是原子的半径,故B错误;原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量数守恒的规律,选项C错误;发生光电效应时光电子的最大初动能只与入射光的频率有关,与光强无关,选项D错误;故选A.3.下列说法正确的是( )A. 居里夫人通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B. β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C. 爱因斯坦在对光电效应的研究中,提出了光子说D.组成原子核的核子(质子、中子)之间存在着一种核力,核力是万有引力的一种表现【答案】C【解析】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型,故A正确;B、β衰变中产生的β射线实际上是原子的核中的一个中子转化为质子同时生成一个电子,故B错误;C、爱因斯坦在对光电效应的研究中,提出了光子说,故C正确;D、核力是一种强相互作用力,核子结合成原子核,不是万有引力的一种表现,故D错误。
波粒二象性练习题一1.关于光电效应,有如下几种陈述,正确的是()A.金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B.光电流的强度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初动能要大D.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须小于这个波长,才能产生光电效应2.(1)已知金属铯的逸出功为1.9eV,在光电效应实验中,要使铯表面发出的光电子的最大功能为1.0eV,入射光的波长应为__________m(2)如图所示,电路中所有元件完好,光照射到阴极上时,灵敏电流计中没有电流通过,其原因可能是()A. 入射光太弱;B. 入射光波长太长;C. 光照时间短;D. 电源正负极接反。
3.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.对爱因斯坦光电效应方程,下面的理解正确的有() 4A. 只要是用同种频率的光照射同一种金属,那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能E KB. 式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C. 逸出功W和极限频率ν之间应满足关系式W= hνccD. 光电子的最大初动能和入射光的频率成正比5.用某种频率的紫外线分别照射铯、锌、铂三种金属,从铯中发射出的光电子的最大初动能是2.9eV,从锌中发射出的光电子的最大初动能是1.4eV,铂没有光电子射出,则对这三种金属逸出功大小的判断,下列结论正确的是()A.铯的逸出功最大,铂的逸出功最小B.锌的逸出功最大,铂的逸出功最小C.铂的逸出功最大,铯的逸出功最小D.铂的逸出功最大,锌的逸出功最小6.入射光线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,那么以下说法中正确的是()A. 从光照到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减小单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小C.有可能不发生光电效应D.发现电流表读数不为零。
绝密★启用前 波粒二象性综合测试 试卷副标题 注意事项: 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上 第I 卷(选择题) 请点击修改第I 卷的文字说明 一、多选题 1.下列说法正确的是:( ) A .一切物体都能向外辐射电磁波 B .用蓝光照射某金属时能产生光电效应,则改用红光照射该金属也一定能产生光电效应 C .光电效应中,从金属逸出的光电子就是光子 D .光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性 2.量子理论是现代物理学两大支柱之一.量子理论的核心观念是“不连续”.关于量子理论,以下说法正确的是( ) A .普朗克为解释黑体辐射,首先提出“能量子”的概念 B .爱因斯坦实际上是利用量子观念和能量守恒定律解释了光电效应 C .康普顿效应证明光具有动量,也说明光是不连续的 D .海森伯的不确定性关系告诉我们电子的位置是不能准确测量的 3.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 4.研究光电效应规律的实验装置如图所示,以频率为v 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○…………外…○…………订…………○…………线…………○……※※订※※线※※内※※答※※题※※ ○…………内…○…………订…………○…………线…………○……做减速运动。
光电流i 由图中电流计测出,反向电压U 由电压表测出。
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U c ,在下图所表示光电效应实验规律的图像中,正确的是( ) A . B .C .D .5.一单色光照到某金属表面时,有光电子从金属表面逸出,下列说法中正确的是( ) A .无论增大照射光的频率还是增加照射光的强度,金属的逸出功都不变B .只延长照射光照射时间,光电子的最大初动能将增加C .只增大照射光的频率,光电子的最大初动能将增大D .只增大照射光的强度,单位时间内逸出的光电子数目将增多二、单选题6.用图示装置研究光电效应现象,阴极K 与滑动变阻器的中心触头c 相连,当滑片P 移到c 点时,光电流为零.为了产生光电流,可采取的措施是( )………外…………○…………装…学校:___________姓名………内…………○…………装…A .增大入射光的频率B .把P 向a 移动C .把P 向b 移动D .增大入射光的强度 7.关于光电效应,下列说法正确的是 A .光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B .光的频率一定时,入射光越强,饱和电流越大 C .光的频率一定时,入射光越强,遏止电压越大 D .光子能量与光的速度成正比 8.实物粒子和光都具有波粒二象性,下列事实中突出体现粒子性的是( ) A .电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样 B .光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关C .人们利慢中子衍射来研究晶体的结构D .人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 9.某单色光照射到一逸出功为W 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 ,设电子的质量为m ,带电量为e ,普朗克常量为h ,则该光波的频率为( ) A . B . C . - D . + 10.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 随入射光频率 变化的 图线.已知钨的逸出功是 ,锌的逸出功为 ,若将二者的图线画在同一个 坐标系中,则正确的图是() A . B . C . D .…………装…………○…………○……※※请※※不※※要※※在※※装※※答※※题※※…………装…………○…………○……第II卷(非选择题)请点击修改第II卷的文字说明三、填空题11.用图甲所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时,测得电流计的示数随电压变化的图像如图乙所示.则光电子的最大初动能为__________J,金属的逸出功为________J.四、实验题12.小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意如图甲所示。
第十七章波粒二象性1、关于光的波粒二象性的理解正确的是()A.大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性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2、关于光的本性,下列说法中正确的是()A.光电效应反映光的粒子性B.光子的能量由光的强度所决定C.光子的能量与光的频率成正比D.光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份光叫做一个光子3、关于光的波粒二象性,下列说法中不正确的是()A.波粒二象性指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性。
B.光波频率越高,粒子性越明显。
C.能量较大的光子其波动性越显著。
D.个别光子易表现出粒子性,大量光子易表现出显示波动性。
E.光的波粒二象性应理解为,在某种场合下光的粒子性表现明显,在另外某种场合下,光的波动性表现明显。
4、关于物质波的认识,下列说法中正确的是()A.电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的。
B.物质波也是一种概率波。
C.任一运动的物体都有一种波和它对应,这就是物质波。
D.宏观物体尽管可以看作物质波,但他们不具有干涉、衍射等现象。
5、下列关于光电效应的说法正确的是()A.若某材料的逸出功是W,则它的极限频率B.光电子的初速度和照射光的频率成正比C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大6、一金属表面,爱绿光照射时发射出电子,受黄光照射时无电子发射.下列有色光照射到这金属表面上时会引起光电子发射的是()A.紫光B.橙光C.蓝光D.红光7、用绿光照射一光电管能产生光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大就应()A.改用红光照射B.增大绿光的强度C.增大光电管上的加速电压D.改用紫光照射8、用一束绿光照射某金属,能产生光电效应,现在把人射光的条件改变,再照射这种金属.下列说法正确的是()A.把这束绿光遮住一半,则可能不产生光电效应B.把这束绿光遮住一半,则逸出的光电子数将减少C .若改用一束红光照射,则可能不产生光电效应D .若改用一束蓝光照射,则逸出光电子的最大初动能将增大9、用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率变,而减弱光的强度,则( )A .逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变B .逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小C .逸出的光电子数木变,光电子的最大初动能减小D .光的强度减弱到某一数值,就没有光电子选出了10、用如图所示的装置演示光电效应现象.当用某种频率的光照射到光电管上时,电流表G 的读数为i .若改用更高频率的光照射,此时( )A .将电池正的极性反转,则光电管中没有光电子产生B .将电键S 断开,则有电流流过电流表GC .将变阻器的触点c 向b 移动,光电子到达阳极时的速度必将变小D .只要电源的电动势足够大,将变阻器的触点c 向a 端移动,电流表G 的读数必将变大11、已知一束可见光a 是由m 、n 、p 三种单色光组成的。
(AC)1.对于热辐射的认识,下列说法正确的是A.常温下我们看到的不透明物体的颜色是物体反射电磁波的颜色B.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的C.眼睛看到物体可能是因为物体自身辐射的电磁波,也可能是物体透射或反射外界电磁波D.随温度升高,短波波段电磁辐射强度增加,长波波段电磁辐射强度降低( ABD )2. 关于带电粒子的辐射和吸收能量的特点,以下说法正确的是A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收B.辐射或吸收的能量是某一最小值的整数倍C.吸收的能量可以是连续的D.辐射和吸收的能量是量子化的( D )3.如右图所示,该装置是利用光电管产生光电流的电路。
下列说法中正确的是A.K为光电管的阳极B.通过灵敏电流计G的电流方向从b到aC.若用黄光照射能产生光电流,则用红光照射也一定能产生光电流D.若用黄光照射能产生光电流,则用紫光照射也一定能产生光电流( AD )4.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改变频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改变频率大于ν的光照射,遏止电压增大( ABCD )5.用爱因斯坦光子说来解释光电效应,下列说法中正确的是A.每一个光电子都是电子吸收一个光子的能量后从金属表面跑出来的B.电子克服金属原子核的引力,并从金属内部逃逸出来所需要的能量最小值,叫做逸出功C.入射光的频率只有大于金属的极限频率时,才能产生光电效应D.光子的能量跟它的频率成正比,入射光频率越高,打出的光电子最大初动能越大( D )6.某光源发出的光由不同波长的光组成,不同波长的光的强度如图所示,表中给出了一些材料的极限波长,用该光源发出的光照射表中材料A.仅钠能产生光电子B.仅钠、铜能产生光电子C.仅铜、铂能产生光电子D.都能产生光电子( C )7.某激光器能发射波长为λ的激光,发射功率为P ,c 表示光速,h 表示普朗克常量,则激光器每秒发射的能量子数为A.Pc hλB.hc λC.λP hcD.λc hP(D )8.近年来,数码相机几近家喻户晓,用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素,1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点,现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多,其原因可以理解为A .光是一种粒子,它和物质的作用是一份一份的B .光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的C .大量光子表现光具有粒子性D .光具有波粒二象性,大量光子表现出光的波动性( CD )9. 用很弱的光做双缝干涉实验,把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子,比较不同曝光时间摄得的照片,发现曝光时间不长的情况下,照片上是一些散乱的无规则分布的亮点,若曝光时间较长,照片上亮点分布区域呈现出不均匀迹象;若曝光时间足够长,照片上获得清晰的双缝干涉条纹,这个实验说明了A .光只具有粒子性B .光只具有波动性C .少量光子的运动显示了粒子性,大量光子的运动显示波动性D .光的波动性不是光子之间的相互作用引起的( C )10. 在中子衍射技术中,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相近。
第十七章波粒二象性1、关于光的波粒二象性的理解正确的是()A.大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性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2、关于光的本性,下列说法中正确的是()A.光电效应反映光的粒子性B.光子的能量由光的强度所决定C.光子的能量与光的频率成正比D.光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份光叫做一个光子3、关于光的波粒二象性,下列说法中不正确的是()A.波粒二象性指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性。
B.光波频率越高,粒子性越明显。
C.能量较大的光子其波动性越显著。
D.个别光子易表现出粒子性,大量光子易表现出显示波动性。
E.光的波粒二象性应理解为,在某种场合下光的粒子性表现明显,在另外某种场合下,光的波动性表现明显。
4、关于物质波的认识,下列说法中正确的是()A.电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的。
B.物质波也是一种概率波。
C.任一运动的物体都有一种波和它对应,这就是物质波。
D.宏观物体尽管可以看作物质波,但他们不具有干涉、衍射等现象。
5、下列关于光电效应的说法正确的是()A.若某材料的逸出功是W,则它的极限频率B.光电子的初速度和照射光的频率成正比C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大6、一金属表面,爱绿光照射时发射出电子,受黄光照射时无电子发射.下列有色光照射到这金属表面上时会引起光电子发射的是()A.紫光B.橙光C.蓝光D.红光7、用绿光照射一光电管能产生光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大就应()A.改用红光照射B.增大绿光的强度C.增大光电管上的加速电压D.改用紫光照射8、用一束绿光照射某金属,能产生光电效应,现在把人射光的条件改变,再照射这种金属.下列说法正确的是()A.把这束绿光遮住一半,则可能不产生光电效应B.把这束绿光遮住一半,则逸出的光电子数将减少C .若改用一束红光照射,则可能不产生光电效应D .若改用一束蓝光照射,则逸出光电子的最大初动能将增大9、用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率变,而减弱光的强度,则( )A .逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变B .逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小C .逸出的光电子数木变,光电子的最大初动能减小D .光的强度减弱到某一数值,就没有光电子选出了10、用如图所示的装置演示光电效应现象.当用某种频率的光照射到光电管上时,电流表G 的读数为i .若改用更高频率的光照射,此时( )A .将电池正的极性反转,则光电管中没有光电子产生B .将电键S 断开,则有电流流过电流表GC .将变阻器的触点c 向b 移动,光电子到达阳极时的速度必将变小D .只要电源的电动势足够大,将变阻器的触点c 向a 端移动,电流表G 的读数必将变大11、已知一束可见光a 是由m 、n 、p 三种单色光组成的。
《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、光电效应现象解析:因为色散现象说明的是白光是由各种单色光组成的复色光,故A 错;由于反射现象并非波动所独有的性质,故B 错;直线传播并非波动所独有,且光电效应说明光具有粒子性,故D 错;只有衍射现象和偏振现象为波动所独有的性质,所以C 正确。
答案:C2.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/s解析:干涉和衍射现象是波的特性,说明光具有波动性,A 对;光的频率越大,波长越短,光子能量越大,故B 、C 错;光真空中的速度为3.0×108 m/s ,故D 对。
答案:A 、D3.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=1.82×10-10m 的热中子动能的数量级为( ) A .10-17J B .10-19J C .10-21JD .10-24J解析:由p =h λ及E k =p 22m 得,E k =h 22mλ2= 6.6262×10-682×1.67×10-27×1.822×10-20 J ≈4×10-21J ,C 正确。
答案:C4.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解析:逸出功与入射光无关,反映的是金属材料对电子的束缚能力;A 错误;光强越大,单位时间内入射的光子数越多,逸出的电子数也越多,光电流越大,B 错误;红外线的频率比可见光小,紫外线的频率比可见光大,由E k =hν-W 0知,C 错误;由产生光电效应的条件知,D 正确。
答案:D5.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解析:光电效应中,光子把能量转移给电子,而不是转化为电子,A 错误;由光的性质可知,B 正确;波动性和粒子性是光的两个固有属性,只是在不同情况下一种属性起主要作用,C 错误;康普顿效应表明光具有能量和动量,能量ε=hν,动量p =hλ,D 正确。
答案:B 、D6.一激光器发光功率为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cλC .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Ptλhc解析:激光在介质中的折射率n =c v =λ0νλν=λ0λ,故激光在真空中的波长λ0=nλ,A 正确;激光频率ν=c λ0=c nλ,B 错误;由能量关系Pt =Nε,c =λ0ν,λ0=nλ及ε=hν得N =Ptnλhc ,C正确,D 错误。
答案:A 、C7.两种单色光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光的折射率较小解析:由已知可得频率νa<νb,所以λa>λb,B对;由光子能量E=hν得,a光光子能量大,C错;在同种介质中频率大的光折射率大,即n a>n b,D对;在真空中各种光传播速度相同,都是c=3×108 m/s,A错。
答案:B、D8.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.以上解释都不正确解析:由不确定关系ΔxΔp≥h4π知,A、B、C正确。
答案:A、B、C9.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解析:弹子球的波长相对太小,所以检测其波动性几乎不可能,A对;无线电波波长较长,所以通常表现为波动性,B对;电子波长与金属晶体尺度差不多,所以能利用金属晶体观察电子的波动性,C对;由物质波理论知,D错。
答案:A、B、C10.研究光电效应规律的实验装置如图(十七)-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。
当电流计的示数为零时,电压表的示数称为反向截止电压U 0。
在下列表示光电效应实验规律的图象中,错误的是( )图(十七)-1解析:由光电效应方程E k =h ν-W ,若加反向截止电压,则e U 0=E k 时无光电流,则U 0=E k e =h νe -We ,则U 0与ν的关系图线不过原点,故B 错;根据光电效应规律,当反向电压U 和频率ν一定时,光电流i 与光强I(光子个数)成正比,故A 正确;由于光强I 与入射光的光子个数成正比,所以当光强I 和频率ν一定时,光电流i 与反向电压U 的关系为C ,C 正确;根据光电效应规律,当光强I 和频率ν一定时,光电流i 与产生光电子的时间关系是“瞬时”关系(10-9 s),故D 项正确,本题只有B 错,故选B 。
答案:B第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题。
(共4小题,每小题5分,共20分。
把答案直接填写在题中横线上,不要求写出演算过程。
)11.(5分)如图(十七)-2所示,用导线将验电器与洁净锌板连接,触摸锌板使验电器指针归零。
用紫外线照射锌板,验电器指针发生明显偏转,接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板,发现验电器指针张角减小,此现象说明锌板带________电(选填“正”或“负”);若改用红外线重复上实验,结果发现验电器指针根本不会发生偏转,说明金属锌的极限频率________红外线(选填“大于”或“小于”)。
图(十七)-2解析:毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,因锌板被紫外线照射后发生光电效应缺少电子而带正电,故验电器的负电荷与锌板正电荷中和一部分电荷后验电器指针偏角变小。
用红外线照射验电器指针偏角不变,说明锌板未发生光电效应,说明锌板的极限频率大于红外线的频率。
答案:正大于12.(5分)在光电效应实验中,如果实验仪器及线路完好,当光照射到光电管上时,灵敏电流计中没有电流通过,可能的原因是______________________。
解析:入射光频率小于这种金属的极限频率(即入射光波长大于这种金属的极限波长),不能发生光电效应现象,即无光电子逸出。
另一种可能是光电管上所加反向电压太大,逸出的光电子减速运动,速度为零后又返回,使电路中没有电流通过。
答案:入射光波长太大(或反向电压太大)13.(5分)利用金属晶格(大小约10-10 m)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,则加速后电子的德布罗意波长为λ=________,若电子质量m=9.1×10-31kg,加速电压U=300 V,则电子束________(能或不能)发生明显衍射现象。
图(十七)-3解析:由eU=E k及p=2mE k得λ=hp=h2meU;将U=300 V代入,得λ=6.626×10-342×9.1×10-31×1.6×10-19×300m≈0.71×10-10 m λ与金属晶格差不多,所以能发生明显衍射。
答案:h2meU能 14.(5分)利用光电管产生光电流的电路如图(十七)-3所示。
电源的正极应接在________端(填“a ”或“b ”);若电流表读数为8 μA ,则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是________个(已知电子电荷量为1.6×10-19C)。
解析:由题意知,电路图为利用光电管产生光电流的实验电路,光电管的阴极为K ,光电子从K 极发射出来要经高电压加速,所以a 端应该接电源正极,b 端接电源负极。
假定从阴极发射出来的光电子全部到达阳极A ,则每秒从光电管阴极发射出来的光电子数目为n =Q e =It e =8×10-61.6×10-19个=5×1013个。
答案:a 5×1013三、计算题(共6小题,共40分。
解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
)15. (6分)如图(十七)-4所示,当开关S 断开时,用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P ,发现电流表读数不为零。
合上开关,调节滑线变阻器,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,求此阴极材料的逸出功为多大?图(十七)-4解析:设光子能量为2.5 eV 照射时,光电子的最大初动能为12m v 2,阴极材料的逸出功为W ,据爱因斯坦光电效应方程有:12m v 2=h ν-W①题图中光电管上加的是反向电压,据题意,当反向电压达到U =0.60 V 以后,具有最大初动能的光电子也不能达到阳极,因此eU =12m v 2②由①②得W =hν-eU =2.5 eV -0.6 eV =1.9 eV 。