2019精选教育人教版高中物理选修35第17章波粒二象性章末测试题(含答案).doc

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E k ，若改用b 光束照射该金属板，飞出的光电子最大初动能为13E k ，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16E kB ．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为19E kC ．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为112E kD ．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 eVB ．1.7 eV 1.9 eVC ．1.9 eV 2.6 eVD ．3.1 eV 4.5 eV7．已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E k 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E 1.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E 2，E 2<E 1，关于这种金属的最大初动能E k 跟入射光的频率ν的关系图象应是图中的( ) A ．a B ．bC ．cD ．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E k 随入射光频率ν变化的E k －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E k －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E k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EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为ν02时，产生的光电子的最大初动能为E218．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U AK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 9A10CD 11ACD 12CD 13CD 14ACD 15ABD 16AD 17ABC 18BD19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E k＝hν－W0可得：E k＝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eU c＝E k得遏止电压U c＝E ke＝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＝I me＝0.64×10－61.6×10－19个＝4.0×1012(个)光电子的最大初动能为：E km＝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E km＝hcλ－hcλ0代入数据得λ0≈6.6×10－7 m.。

(时间：90分钟满分：110分)题型选择题填空题计算题总分得分一、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，选不全的得2分，错选的或不选的不得分)1．(多选)1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是( )A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应AD解析根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，选项A、D正确；根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，选项B错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，选项C错误．2．(多选)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的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为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．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5 eVAC解析图线在横轴上的截距为截止频率，选项A正确，B错误；由光电效应方程E k ＝hν－W0可知图线的斜率为普朗克常量，选项C正确；金属的逸出功为W0＝hνc＝6.63×10－34×4.27×1014eV≈1.77 eV，选项D错误．1.6×10－193．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为普朗克常量，该激光器每秒钟发射的光子数为( )A ．λP hcB ．hP λcC ．cPλhD ．λPhcA 解析 每个光量子的能量ε＝hν＝hc λ，每秒钟发射的总能量为P ，则n ＝P ε＝λPhc，选项A 正确．4．某光电管的阴极是用金属钾制成，它的逸出功为2.21 eV ，用波长为2.5×10－7m 的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s ，元电荷为1.6×10－19C ，普朗克常量为 6.63×10－34J·s.求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能应分别是( )A ．5.3×1014 Hz 2.2 JB ．5.3×1014Hz 4.4×10－19JC ．3.3×1033 Hz 2.2 JD ．3.3×1033Hz 4.4×10－19JB 解析 由W 0＝hνc 得，极限频率νc ＝W 0h≈5.3×1014Hz ；由光电效应方程E k ＝hν－W 0得，光电子的最大初动能E k ＝h cλ－W 0≈4.4×10－19 J ，选项B 正确．5．电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm(波长越短，分辨率越高)，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将( )A ．小于0.2 nmB ．大于0.2 nmC ．等于0.2 nmD ．以上说法均不正确A 解析 根据λ＝h p可知，因为质子的质量较大，速度相同，所以它的德布罗意波长较短，又因为波长越短，分辨率越高，故质子显微镜的最高分辨率小于0.2 nm ，选项A 正确．6．(多选)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AC 解析 双缝干涉实验中出现的明条纹和暗条纹说明了光子落点具有一定的概率，即符合概率波的规律，又说明光具有波动性，选项A 、C 正确．7．(多选)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10－23 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BD解析光子照射到锌板上，发生光电效应，说明光有粒子性，选项A错误；白光在肥皂泡上发生薄膜干涉时，会出现彩色条纹，光的干涉现象说明了光具有波动性，选项B 正确；由于实物的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，所以看到小球的轨迹，选项C 错误；用热中子研究晶体结构，其实是通过中子的衍射来“观察”晶体的，是利用中子的波动性，选项D正确．8．(多选)用绿光照射一光电管，能产生电流，则下列一定可以使该光电管产生光电效应的有( )A．红外线B．黄光C．蓝光D．紫外线CD解析按频率从小到大的顺序排列：红外线、红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、靛光、紫光、紫外线，光的能量与光的频率成正比，大于绿光频率的光都可以发生光电效应，选项C、D正确．9．(多选)下列关于康普顿效应的论述正确的是( )A．当γ射线能量较低时，康普顿效应较明显B．康普顿散射光子的能量小于入射光子的能量C．发生康普顿散射后，γ射线改变方向D．康普顿电子的能量与入射光的能量相同BC解析当γ射线能量较高时，康普顿效应较明显；康普顿散射光子的能量小于入射光子的能量；发生康普顿效应，能量、动量都守恒，碰撞时γ射线改变方向，选项B、C 正确．10．研究光电效应规律的实验装置如图所示，用频率为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，电压表的示数为遏止电压U0，在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是( )B 解析 当反向电压U 和入射光频率ν一定时，发生光电效应产生的光电子数与光强成正比，则单位时间到达阳极A 的光电子数与光强也成正比，故光电流i 与光强I 成正比，选项A 正确；由动能定理得－eU 0＝0－E k ，又因为E k ＝hν－W 0，所以U 0＝he ν－W 0e，可知遏止电压U 0与频率ν是线性关系，但不是正比例关系，选项B 错误；当光强与入射光频率一定时，单位时间内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小，选项C 正确；根据光电效应的瞬时性规律，选项D 正确．二、填空题(共2小题，共16分)11．(8分)有一种实验装置可以逐个地释放可见光子，在一次实验中，释放的光子频率为6.0×1014Hz ，光屏接收到的光子能量为5.0×10－13J ，光子释放处到光屏的距离足够远，根据以上数据可计算出空气中相邻两个光子间的平均距离约为________m ．(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s.保留两位有效数字)解析 设每秒释放光子数为n ，有nhν＝E ，则相邻两个光子间的平均距离Δl ＝cn，联立两个方程得Δl ＝chνE≈2.4×102m ． 答案 2.4×10212．(8分)用能量为5 eV 的光照射到某金属表面，从金属表面逸出光电子的最大初动能是2 eV ，为使这种金属能够发生光电效应，入射光的波长不能大于________m ．要使从该金属表面逸出的光电子的最大初动能达到4 eV ，入射光子的能量应为________eV ．解析 当入射光的能量正好等于金属的逸出功时，入射光的频率有最小值，波长有最大值．由hν＝W 0＋E k ，得W 0＝3 eV ，所以入射光的最小能量E ＝W 0＝3 eV ＝h cλ，解得λ≈4.1×10－7 m ．hν′＝W 0＋E ′k ，得hν′＝W 0＋E ′k ＝7 eV ．答案 4.1×10－77三、计算题(本题共5小题，共54分，解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13．(10分)紫光的波长为4×10－7m ，金属钠的逸出功为3.5×10－19J(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c ＝3×108m/s)，求：(1)每个紫光光子的能量为多大？(2)若用该紫光照射金属钠时，产生的光电子的最大初动能是多大？ 解析 (1)由ε＝hν，ν＝c λ得ε＝hc λ≈5.0×10－19J ． (2)由爱因斯坦的光电效应方程得hν＝W 0＋E kmax ，E kmax ＝hν－W 0＝1.5×10－19 J ．答案 (1)5.0×10－19J (2)1.5×10－19J14．(10分)德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有着一种波与它对应，波长是λ＝hp，式中p 是运动着的物体的动量，h 是普朗克常量．已知某种紫光的波长是440 nm ，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10－4倍，求：(1)电子的动量的大小；(2)试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小．电子质量m ＝9.1×10－31kg ，电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字．解析 (1)由λ＝hp 知电子的动量p ＝h λ＝1.5×10－23kg·m/s．(2)电子在电场中加速，有eU ＝12mv 2，又12mv 2＝p 22m ，解得U ＝mv 22e ＝h 22meλ2≈8×102 V ． 答案 (1)1.5×10－23kg·m/s (2)8×102V15．(12分)如图所示表示黑体辐射强度随波长的变化图线．根据热辐射理论，辐射强度的极大值所对应的波长λm 与热力学温度之间存在如下关系(h ＝6.626×10－34J·s)：λm T＝2.90×10－3m·K．(1)求T ＝15 000 K 所对应的波长；(2)用T ＝15 000 K 所对应波长的光照射逸出功为W 0＝4.54 eV 的金属钨，能否发生光电效应？若能，逸出光电子的最大初动能是多少？解析 (1)由公式λm T ＝2.90×10－3m·K 得λm ＝2.90×10－3m·K T ＝2.90×10－315 000 m≈1.93×10－7m ．(2)波长λm ＝1.93×10－7m 的光子能量ε＝hν＝h c λm ＝ 6.626×10－34×3×1081.93×10－7×1.6×10－19eV≈6.44 eV，因ε＞W 0， 故能发生光电效应． 由光电效应方程E k ＝hν－W 0，得E k ＝(6.44－4.54)eV ＝1.90 eV ． 答案 (1)1.93×10－7m (2)能 1.90 eV16．(12分)如图所示，相距为d 的两平行金属板A 、B 足够大，板间电压恒为U ，有一波长为λ的细激光束照射到B 板中央，使B 板发生光电效应，已知普朗克常量为h ，金属板B 的逸出功为W 0，电子质量为m ，电荷量为e .求：(1)从B 板运动到A 板所需时间最短的光电子，到达A 板时的动能； (2)光电子从B 板运动到A 板时所需的最长时间． 解析 (1)根据爱因斯坦光电效应方程得E k ＝hν－W 0， 光子的频率为ν＝cλ，所以光电子的最大初动能为E k ＝hc λ－W 0，能以最短时间到达A 板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B 板的电子，设到达A 板的动能为E k1，由动能定理，得eU ＝E k1－E k ，所以E k1＝eU ＋hcλ－W 0．(2)能以最长时间到达A 板的光电子，是离开B 板时的初速度为零或运动方向平行于B 板的光电子．则d ＝12at 2＝Uet 22dm ，解得t ＝d2m Ue ．答案 (1)eU ＋hc λ－W 0 (2)d2m Ue17．(10分)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K 1和K 2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．解析 将eU ＝E k ＝12mv 2，p ＝2mE k ，λ＝hp ，联立解得λ＝h2meU， 代入数据可得λ≈1.23×10－11m ．答案 1.23×10－11m。

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。

高中物理学习材料桑水制作高二物理第十七章波粒二象性章末练习一、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/pD．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.hc2λB.2hc3λC.34hcλD.4hλ5c10.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U1和U2，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＝2eU1mB．阴极K金属的逸出功W0＝hν1－eU1C．阴极K金属的极限频率νc ＝U1ν2－U2ν1U1－U2D．普朗克常数h＝e(U1－U2)ν1－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)．第十七章波粒二象性章末练习参考答案1．D 2.AD3．A [光电效应是光(包括不可见光)照射金属使其逸出电子的现象，因此硅光电池是把光能转化为电能的一种装置，选项A正确；根据光电效应规律知，大于一定频率的光才能被电子吸收而发生光电效应，电子的最大初动能与入射光的频率有关．] 4．A [其他可见光频率均大于红光频率故均可发生光电效应，所以A正确；光照射到金属上，不能发生光电效应，说明入射光的频率太低，低于极限频率，所以B错；光电效应，康普顿效应都反映了光的粒子性，所以C错；物质波是一种概率波，粒子到达什么位置是随机的，是预先不确定的，因此不能用“轨迹”描述粒子的运动，所以D 错．]5．AC [由波速公式c＝λν，德布罗意波波长λ＝hp，光能量子ε＝hν，可得c＝λεh＝hp·εh＝εp，故选项A、C正确．]6．A [由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能E k＝hν－W0，E k－ν图象中，钨、锌直线的斜率应相同，故C、D错误；又因为钨的逸出功小于锌的逸出功，所以钨的截止频率应小于锌的截止频率，综上可知A项正确．]7．ACD [微波的波长范围是1 mm到10 m，A正确．微波能在真空中传播，B不正确．黑体热辐射实际上是电磁辐射，C正确．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，D正确．]8．BC [由E＝hν知，光的频率是光电子最大初动能的决定因素，a光的频率小，折射率小，临界角大，在光的干涉实验中，若保持双缝间距离、缝与屏间距离都不变，用b光和a光分别做实验得出的干涉条纹，可以看出b光的条纹间距比a光的小，B、C 正确．]9．B [由光电效应方程得h cλ－W0＝E k1，hc34λ－W0＝E k2，并且E k1∶E k2＝1∶2，可得W 0＝2hc3λ.]10．ABD [光电子在电场中做减速运动，根据动能定理可知－eU1＝0－12mv2，可得v＝2eU1m，A正确；根据光电效应方程E k＝hν－W0，可得W0＝hν1－eU1＝hν2－eU2，联立解得h＝e(U1－U2)ν1－ν2，D正确；将h代入hνc＝W0，解得νc＝U1ν2－U2ν1U1－U2，C错误．]11．6.63×10－37 m 4.42×10－43 m 3.32×10－28 m/s 解析炮弹的动量p＝mv＝103 kg·m/s它的德布罗意波长为λ＝hp＝6.63×10－34103m＝6.63×10－37 m当它以光速c＝3×108 m/s运动时λ′＝hp′＝hmc＝6.63×10－345×3×108m＝4.42×10－43 m当λ″＝400 nm＝4×10－7 m时v＝hmλ″＝6.63×10－345×4×10－7m/s＝3.32×10－28 m/s. 12．Δx≥2.90×10－3 m解析由不确定性关系ΔxΔp≥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＝2.90×10－3 m 13．(1)2.02 eV (2)2.02 V (3)1.01×1015 Hz解析(1)由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可得：E k＝h cλ－W0＝6.63×10－34×3×1082×10－7J－4.2×1.6×10－19 J≈3.23×10－19 J≈2.02 eV(2)由eU c＝E k得遏止电压U c＝Eke＝2.02 V.(3)由W0＝hνc得极限频率νc ＝Wh＝4.2×1.6×10－196.63×10－34Hz≈1.01×1015 Hz.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＝1.4×103 J/(s·m2)，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＝4πR2ση，而每个可见光子的能量E0＝hν，则太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数N＝EE＝4πR2σηλhc≈4.9×1044个．。

人教版高中物理选修3-5 第十七章波粒二象性单元检测一、单选题1.关于光的本性，下列说法正确的是（）A. 光电效应反应光的波动性B. 光子的能量由光的强度所决定C. 光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说有机地统一起来D. 光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子2.以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（）A. 原子核的比结合能越大越稳定B. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光照强度太小C. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的势能减小，但原子的能量增大D. 原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子3.下列说法错误的是（）A. 光电效应实验中，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多B. 氢原子辐射一个光子后，氢原子核外电子动能减小C. 大量事实表明，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒D. 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定4.如图所示，用可见光照射金属板，发现与该金属板相连的验电器指针张开一定角度，下列说法中不正确的有（）A. 验电器指针带正电B. 有一部分电子从金属板表面逸出C. 如果改用相同强度的红外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度D. 如果改用相同强度的紫外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度5.关于光电效应，下列说法正确的是（）A. 某种频率的光照射金属发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加B. 光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关C. 一般需要用光照射金属几分钟才能产生光电效应D. 入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同6.放射性物质已经广泛应用于工农业生产中，对放射性的应用，下列说法不正确的是( )A. 放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，所以人体可以经常照射B. 对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C. 射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置D. 对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的7.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8.如图，若x轴表示时间，y轴表示位置，则该图象反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系．若令x轴和y轴分别表示其它的物理量，则该图象又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系．下列说法中正确的是（）A. 若x轴表示时间，y轴表示动能，则该图象可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系B. 若x轴表示频率，y轴表示动能，则该图象可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系C. 若x轴表示时间，y轴表示动量，则该图象可以反映某物在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系D. 若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则该图象可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系9.以下哪些实验现象可以说明原子核内部有复杂的结构（）A. 粒子散射实验B. 光电效应C. 天然放射现象D. 原子发光10.下列关于光电效应的说法正确的是（）A. 光电效应实验说明光具有波粒二象性B. 若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，则说明该色光的波长太长C. 若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，若增加光照时间有可能使该金属发生光电效应D. 逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度有关二、多选题11.（2019•海南）三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1＞λ2＞λ3）．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是（）A. 用光束1照射时，不能产生光电子B. 用光束3照射时，不能产生光电子C. 用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D. 用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大12.如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子，则（）A. 6种光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到基态时产生的B. 6种光子中有2种属于巴耳末系C. 使n=4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量D. 若从n=2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应E. 在6种光子中，n=4能级跃迁到n=1能级释放的光子康普顿效应最明显13.下列说法正确的是（）A. 如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射该金属一定发生光电效应B. α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一C. 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，因此，光子散射后波长变长D. 某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少4个E. 根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，原子的电势能减小14.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为v0，则下列说法正确的是（）A. 当用频率为v＜v0的单色光照射该金属时，只要照射时间足够长，就能产生光电子B. 当用频率为2v0的单色光照射该金属时，所产生光电子的最大初动能为hv0C. 当照射光的频率v＞v0时，虽然v增大，但逸出功不变D. 当照射光的频率v＞v0时，如果v增大一倍，光电子的最大初动能也增大一倍三、填空题15.用同一束单色光，在同一条件下，分别照射锌片和银片，都能产生光电效应，对于这两个过程，下列所列四个物理量中一定相同的是：________；可能相同的是：________．（只选填各物理量的序号）A、入射光子的能量B、逸出功C、光电子的动能D、光电子的最大初动能．16.铝的逸出功是4.2eV，现在将波长200nm的光照射铝的表面，已知普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s，光电子的最大初动能是________J，遏止电压是________V，铝的截止频率是________Hz．（结果保留二位有效数学）17.下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有①X射线被石墨散射后部分波长增大②锌板被紫外线照射时有电子逸出但被可见光照射时没有电子逸出③轰击金箔的α粒子中有少数运动方向发生较大偏转④氢原子发射的光经三棱镜分光后，呈现线状光谱A. ①②B. ①②③C. ②③D. ②③④四、解答题18.某光源能发出波长为0.61μm的可见光，用它照射某金属能发生光电效应，产生光电子的最大初动能为0.25eV．已知普朗克常量h=6.63×10﹣34J．s，光速c=3×108m/s．求：①上述可见光中每个光子的能量；②该金属的逸出功．五、实验探究题19.如图所示的是工业生产中大部分光控制设备用到的光控继电器示意图，它由电源．光电管．放大器．电磁继电器等几部分组成，看图回答下列问题：（1）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K极时，可发生光电效应，则下列说法中正确的是A. 增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B. 增大绿光照射强度，电路中光电流增大C. 改用比绿光波长大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流D. 改用比绿光频率大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流．六、综合题20.有一真空中波长为6×10﹣7m的单色光，普朗克常量为6.63×10﹣34J•s求此（1）单色光的频率；（2）单色光的的1个光子的能量．21.根据所学知识完成填空：（1）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________（选填“增大”、“减小”或“不变”），原因是________．（2）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为﹣3.40eV和﹣1.51eV，金属钠的截止频率为5.53×1014 Hz，普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s．请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．答案解析部分一、单选题1.【答案】D2.【答案】A3.【答案】B4.【答案】C5.【答案】A6.【答案】A7.【答案】D8.【答案】C9.【答案】C10.【答案】B二、多选题11.【答案】A,C12.【答案】B,C,E13.【答案】B,C,E14.【答案】B,C三、填空题15.【答案】A；C16.【答案】3.2×10﹣19；2.0；1.0×101517.【答案】A四、解答题18.【答案】解：①光子的能量为：E=h =6.63×10﹣34× ≈2.07eV．②根据光电效应方程E km=hv﹣W0得金属的逸出功为：W0=hv﹣E Km=2.07﹣0.25eV=1.82eV．答：①可见光中每个光子的能量为2.07eV．②金属的逸出功为1.82eV．五、实验探究题19.【答案】（1）正（2）K极发射光电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流产生的磁场使铁芯M被磁化，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,D六、综合题20.【答案】（1）光在真空中传播速度为c=3×108m/s ，而波长与频率的关系是c=λf ，由此式可求得频率f ．光子能量公式E=hf ．由c=λf ，得f= =5×1014Hz答：此单色光的频率为5×1014Hz（2）1个光子的能量E=hf=6.63×10﹣34×5×1014J=3.3×10﹣19J答：1个光子的能量是3.3×10﹣19J．21.【答案】（1）减小；光电子受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功）（2）解：氢原子放出的光子能量E=E3﹣E2，代入数据得：E=1.89 eV；金属钠的逸出功W0=hνc，代入数据得：W0=2.3eV；因为E＜W0，所以不能发生光电效应答：不能。

第十七章第一、二节基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的导学号 96140144( )A．木棒的长度B．物体的质量C．物体的动量D．学生的个数答案：D解析：所谓“量子化”应该是不连续的，一份一份的，故选项D正确。

2．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是导学号 96140145 ( )答案：B解析：根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C、D错误。

另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A错误，B正确。

3．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。

假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比导学号 96140146( ) A．频率变大B．频率不变C．光子能量变大D．波长变长答案：D解析：运动的光子和一个静止的自由电子碰撞时，既遵守能量守恒，又遵守动量守恒。

碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子，光子的能量减少，波长变长，频率减小，D选项正确。

4．(黑龙江大庆一中2015～2016学年高二下学期检测)关于光电效应现象，下列说法正确的是导学号 96140147( )A．只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B．在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比C．产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D．在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比答案：D解析：根据光电效应方程Ekm ＝hcλ－hcλ0。

入射光的波长必须小于极限波长，才能发生光电效应，故A错误；从光电效应方程知，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，不是成正比，故B错误。

根据光电效应方程Ekm ＝hν－W，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关，故C错误。

第十七章波粒二象性测评(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。

其中第1~5题为单选题;第6~8题为多选题,全部选对得6分,选不全得3分,有选错或不答的得0分)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解析一般物体的热辐射强度除与温度有关之外,还与材料、表面状态有关,A错误;黑体可以辐射可见光,不一定是黑的,B错误;由黑体辐射的实验规律知,C正确,D错误。

答案C2.经150 V电压加速的电子束沿同一方向射出,穿过铝箔后射到其后的屏上,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解析电子属于微观粒子,由不确定关系可知A、B、C均错,电子被加速后其德布罗意波波长λ=≈1×10-10 m,穿过铝箔时发生衍射,电子到达屏上的位置受波动规律支配,只能通过概率波进行统计性的描述。

答案D3.由爱因斯坦光电效应方程可以画出光电子的最大初动能和入射光的频率的关系,如图所示,以下说法错误的是()A.νc表示截止频率B.W0的绝对值等于逸出功C.直线的斜率表示普朗克常量h的大小D.图线表明最大初动能与入射光频率成正比解析由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,当Ek=0时,νc即为某金属的截止频率;当ν=0时,Ek=-W0,可见W0的绝对值就是该金属对应的逸出功;而该直线的斜率k=h即为普朗克常量。

故选项A、B、C正确,D错误。

答案D4.如图所示,一验电器与锌板用导线相连,现用一紫外线灯照射锌板。

停止照射后,验电器指针保持一定的偏角,进一步实验,下列现象不可能发生的是()A.将一带正电的金属小球与锌板接触,验电器指针偏角增大B.将一带负电的金属小球与锌板接触,验电器指针偏角保持不变C.改用强度更大的紫外线灯照射锌板,验电器指针偏角增大D.改用强度更大的红外线灯照射锌板,验电器指针偏角保持不变解析紫外线照射锌板,锌板表面有电子逸出而带正电,因此当带正电的小球接触锌板时,验电器指针偏角增大,若将带负电的小球接触锌板,验电器指针偏角变小,故选项A正确、B错误;改用强度更大的紫外线照射锌板时,单位时间内从锌板表面飞出的光电子增多,所以验电器指针偏角增大,选项C正确;红外线不能使电子从锌板表面飞出,故验电器指针偏角不变,选项D正确。

《波粒二象性》检测题一、单选题1．下列说法中正确的是（）A．对于相同质量的核燃料，重核裂变比轻核聚变产生的核能多B．用某种颜色的单色光照射金属表面能发生光效现象形成光电流，增大该单色光强度光电流也会增大C．汤姆孙通过对阴极射线的研究提出了原子核具有复杂的结构D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中2．下列关于光电效应的说法正确的是（）A．光电效应实验说明光具有波粒二象性B．若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，则说明该色光的波长太长C．若用某种色光去照射金属而没能发生光电效应，若增加光照时间有可能使该金属发生光电效应D．逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度有关3．下列关于近代物理的说法，正确的是（）A．玻尔理论成功解释了各种原子发出的光谱B．能揭示原子具有核式结构的事件是氢原子光谱的发现C．光的波动说在解释光电效应实验现象时遇到了巨大的困难D．质能方程2=揭示了物体的能量和质量之间存在着密切的确定关系，提出这一方程的科E mc学家是卢瑟福4．如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。

比较a、b、c三束光，可知（）A．当它们在真空中传播时，c光的波长最长B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大C ．若它们都从玻璃射向空气，c 光发生全反射的临界角最大D ．若它们都能使某种金属产生光电效应，c 光照射出光电子的最大初动能最大5．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．如图给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向，则碰后光子：（ ）A ．可能沿1方向，且波长变小B ．可能沿2方向，且波长变小C ．可能沿1方向，且波长变长D ．可能沿3方向，且波长变长6．关于近代物理，下列说法错误．．的是 A ．轻核聚变反应方程234112H H He X +→+中，X 表示中子 B ．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构C ．原子核的比结合能越大，该原子核越稳定D ．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大7．用频率为υ的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去．已知真空中的光速为c ，普朗克常量为h ，则光子在反射前后动量改变量的大小为（ ）A ．h c υB ．hc υC ．2hc υD ．2h cυ 8．紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A 为阳极，K 为阴极，只有当明火中的紫外线照射到Κ极时，c 、d 端才会有信号输出． 已知地球表面太阳光中紫外线波长主要在315nm-400nm 之 间，而明火中的紫外线波长主要在200nm-280nm 之 间，下列说法正确的是（ ）A．要实现有效报警，照射光电管的紫外线波长应大于280nmB．明火照射到搬时间要足够长，c、d端才有输出电压C．仅有太阳光照射光电管时，c、d端输出的电压为零D．火灾报警时，照射光电管的紫外线波长越大，逸出的光电子最大初动能越大9．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光速照射时，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．10．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（）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11．某单色光在真空中的波长为λ，已知真空中的光速为 c ，普朗克常量为 h ，则该单色光每个光子的能量为（）A．ℎcλ B．ℎλc C．ℎcλD．ℎcλ二、多选题12．利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为1ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则 ( )A ．用频率为2ν的紫外光(21νν>)照射，电流表一定有电流通过B ．用频率为3ν的红外光(31νν<)照射，电流表中一定无电流通过C ．用频率为1ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头移到A 端，电流表中一定无电流通过D ．用频率为1ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头向B 端滑动时，电流表示数可能不变13．关于近代物理，下列说法正确的是( )A ．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率B ．核聚变反应方程H ＋H→He ＋n 中， n 表示质子C ．α射线是高速运动的氦原子D ．由玻尔的原子模型可推知，处于激发态的氢原子，量子数越大，核外电子动能越小14．如图所示，为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n =4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90 ev 的金属铯，下列说法正确的是A ．这群氢原子能发出六种频率不同的光，其中从n =4跃迁到n=3所发出的光波长最长B ．这群氢原子能发出频率不同的光，其中从n =4跃迁到n =1所发出的光频率最高C ．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 evD ．金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.19 ev15．.已知使某种金属发生光电效应的截止频率为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 ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大，则逸出功增大D ．当照射光的频率ν大于νc 时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增加一倍三、实验题16．用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置如图甲所示。

一、光子能量的计算1．一个光子的能量ε＝hν，此中h是普朗克常量，ν是光的频次．2．一束光的能量E＝ nhν， n 为光子数量．3．频次与波长的关系：c ν＝ .λ例 1 激光器是一个特别的光源，它发出的光即是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为 1.0 ×1010W ，所发射的每个光脉冲连续的时间t 为 1.0 ×10－11s，波长为 793.4 nm.问每列光脉冲的长度l 是多少？此中含有的光子数n 是多少？(普朗克常量 h＝ 6.63 ×10－34J s·，光速 c＝ 3.0 ×108 m/s)分析以t 、 l 和 c 分别表示光脉冲的连续时间、长度和光在真空中的流传速度，由题意可知l＝ c t①以 P 和 E 表示红宝石激光器发射的功率和一列光脉冲的能量，则有： E＝ P t②以λ和ν表示红宝石激光器激光的波长和频次，则有ν＝c，所以就获得每个光子的能量λhchν＝λ③由②③ 式就获得该列光脉冲含有的光子数E ＝λPΔtn＝hν hc④将数据代入①④ 式，就获得该列光脉冲的长度、含有的光子数分别为l ＝3×10－3m＝ 3 mm、n≈ 4.0×1017 个．答案 3 mm 4.0 ×1017个二、光电效应的规律和光电效应方程相关光电效应的问题主假如两个方面，一是对于光电效应现象的判断，另一个就是运用光电效应方程进行简单的计算．解题的重点在于掌握光电效应规律，明确各观点之间的决定关系．即有：强度——决定着每秒钟光源发射的光子数照耀光频次——决定着每个光子的能量ε＝hν每秒钟逸出的光电子数——决定着光电流的强度光电子光电子逸出后的最大初动能E k＝ hν－ W0例 2 用波长为 2.0 ×10－ 74.7 ×10m 的紫外线照耀钨的表面，开释出来的光电子中最大的动能是－19(普朗克常量 h＝ 6.63 ×10－348m/s)()J．由此可知，钨的极限频次是J s·，光速 c＝ 3.0 ×10 A ．5.5 ×1014 Hz B ． 7.9 ×1014 HzC． 9.8 ×1014 Hz D ． 1.2 ×1015 Hz分析由爱因斯坦光电效应方程得h c＝ E＋ W ，而金属的逸出功W ＝ hν，由以上两式得，钨λk00c 的极限频次为：ν＝c－E k≈ 7.×91014Hz，B项正确．cλh答案B针对训练对于光电效应，以下说法正确的选项是()A．光电子的最大初动能与入射光的频次成正比B．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C．可否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量能否大于金属的逸出功D ．用频次是ν1的绿光照耀某金属发生了光电效应，改用频次是ν 的黄光照耀该金属必定不2发生光电效应答案C分析由光电效应方程知，光电子的最大初动能随入射光频次的增大而增大，但不是成正比关系， A错．光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初动能没关， B 错．用频率是ν 的绿光照耀某金属发生了光电效应，改用频次是1ν的黄光照耀该金属不必定不发生光2电效应，能发生光电效应的条件是入射光光子的能量要大于金属的逸出功， D 错，C对．三、波粒二象性的理解1．光的波粒二象性(1)光的干预、衍射、偏振说明光拥有颠簸性，光电效应现象、康普顿效应则证明光拥有粒子性，所以，光拥有波粒二象性，对于光子这样的微观粒子只有从波粒二象性出发，才能一致说明光的各样行为．(2)大批光子产生的成效显示出光的颠簸性，少量光子产生的成效显示出粒子性，且跟着光的频次的增大，颠簸性愈来愈不明显，而粒子性却愈来愈明显．hε2．实物粒子 (如：电子、质子等)都有一种波与之对应(物质波的波长λ＝p，频次ν＝h)．3．物质波与光波相同都属于概率波．概率波的本质：是指粒子在空间散布的概率是受颠簸规律支配的．例 3对于光的波粒二象性的说法中，正确的选项是()A．一束流传的光，有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是相同的一种粒子，光波和机械波是相同的一种波C．能量越大的光子其颠簸性越明显D ．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否认电磁说，在光子能量ε＝ hν中，频次ν仍表示的是波的特征分析光是一种波、同时也是一种粒子，光拥有波粒二象性， A 错误；当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性，光的干预、衍射又说明光是一种波，光既不一样于宏观的粒子，也不一样于宏观的波，不论频次高低，光都拥有波粒二象性， B 错误；能量越大的光子，波长越短，粒子性越强， C 错误；光拥有波粒二象性，光的颠簸性与粒子性不是独立的，由公式ε＝hν能够看出两者是有联系的．光的粒子性并无否认光的颠簸性， D 正确．答案D－ 18μm，普朗1．能惹起人的眼睛视觉效应的最小能量为10 J，已知可见光的均匀波长约为0.6克常量 h＝ 6.63 ×10－34J s·，则进入人眼的能量子数起码为()A．1 个B．3 个C．30 个D．300 个答案B分析可见光的均匀频次ν＝c，能量子的均匀能量为λε＝ hν，惹起视觉效应时E＝ nε，联立可得 n≈3， B 正确．2． (多项选择 )光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．不论光强多强，只需光的频次小于极限频次就不可以产生光电效应B．不论光的频次多低，只需光照时间足够长就能产生光电效应C．频次超出极限频次的入射光，光照强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．频次超出极限频次的入射光，频次越高，所产生的光电子的最大初动能就越大答案 AD分析依据光电效应规律可知A正确，B错误．依据光电效应方程E k＝hν－ W0知，频次ν越高，光电子的最大初动能就越大，C错误，D正确．3．已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能E k跟入射光的频次ν的关系图象如图 1 中的直线 1 所示．某种单色光照耀到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为E1.若该单色光照耀到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E2，E2<E1，对于这类金属的最大初动能E k跟入射光的频次ν的关系图象应是图中的()图1A ．a C． cB ． bD ．上述三条图线都不正确答案A分析依据光电效应方程知，E k－ν为一次函数，普朗克常量h 是斜率，h 是确立的值，固然金属的逸出功不一样，但两个E k－ν图象的斜率相同，两个直线平行，同时再利用E k＝ hν－ W0，联合图象E2<E1，hν相同，所以W1<W2，即直线在纵轴上的截距W2大，应选项A正确．4． (多项选择 )波粒二象性是微观世界的基本特点，以下说法正确的有()A．光电效应现象揭露了光的粒子性B．热衷子束射到晶体上产生衍射图样说明中子拥有颠簸性C．黑体辐射的实验规律可用光的颠簸性解说D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案AB5．在大家关注的男子 110 米栏决赛中，雅典奥运冠军刘翔以12 秒 91 的成绩第一个冲过终点．设刘翔的质量约为 74 kg ，计算他在110 米栏决赛中的德布罗意波长．(普朗克常量 h＝ 6.63 ×10－34 J s·，计算结果保存三位有效数字．)答案 1.05 ×10－36m分析由德布罗意波长公式知，λ＝h＝h＝－ 346.63 ×10m≈ 1.05×10－36m. p mv11074×12.91。

人教版高中物理选修3-5第十七十八章波粒二象性原子结构训练题三套波粒二象性第十七章训练题一一、选择题1、在光电效应实验中，如果需要增大光电子到达阳极时的速度，可采用的方法是（D）A．增加光照时间．B．增大入射光的波长．C．增大入射光的强度．D．增大入射光频率．2、关于光电效应有如下几种陈述，其中正确的是：（D）A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比；B．光电流强度与入射光强度无关；C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大D．对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。

3、金属钠的逸出功为2.48eV，则下列各色光中，能使钠发生光电效应的有：（CD）A．波长为6.5×10-7m的红光B．频率为5.5×1014Hz的红光C．波长为4.8×10-7m的蓝光D．频率为7.5×1014Hz的紫光。

4、下列光的波粒二象性的说法中，正确的是( C )A．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．C．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著．D．大量光子产生的效果往往显示出粒子性．5、实验表明电子也有波粒二象性，由于电子的粒子性比光强，故电子的波长比光的波长更短，电子和光相比，我们( B )A．更容易观察到明显的衍射现象和干涉现象B．不容易观察到明显的衍射现象和干涉现象C．不容易观察到明显的衍射现象，但容易观察到干涉现象D．更容易观察到明显的衍射现象，但不容易观察到干涉现象6、研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为 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作减速运动。

光电流i由图中电流计G测出，反向电压截止电压U0由电压表测出。

在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是（B）7、下列关于物质波的认识中正确的是( CD )A．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D．物质波是一种概率波8、A和B两种单色光均垂直照射到同一条直光纤的端面上，A光穿过光纤的时间比B光穿过光纤的时间长。