2020-2021学年高中物理人教版选修3-5课堂演练：第十七章　波粒二象性 章末质量评估 Word版含解析

1、章末质量评估(二)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.下列说法不正确的是（）a.普朗克提出“振动者的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍”，从而建立了“能量量子化”观点b.如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体就被称为“黑体”c.我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度无关d.爱因斯坦指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个不可分割的能量子组成的”解析：根据“黑体辐射”以及对黑体辐射的研究，普朗克提出“振动者的带电微粒的能量只能是

2、某一最小能量值的整数倍”，从而建立了“能量量子化”观点.故a正确；根据“黑体辐射”以及对黑体辐射的研究，如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体就被称为“黑体”.故b正确；我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关.故c错误；爱因斯坦提出了光子的概念，指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个不可分割的能量子组成的”.故d正确.本题选择不正确的.答案：c2.下列说法正确的是（）a.就物质波来说，速度相等的电子和质子，电子的波长长b.原来不带电的一块锌板，被弧光灯照射锌板时，锌板带负电c.红光光子比紫光光子的能量大d.光电效应和康普顿

3、效应均揭示了光具有波动性解析：物质波波长，速度相等的电子和质子，电子质量较小，则电子的波长长.故a项正确.原来不带电的一块锌板，被弧光灯照射锌板时，电子从锌板逸出，锌板带正电.故b项错误.红光的频率小于紫光频率，光子能量eh，则红光光子比紫光光子的能量小.故c项错误.光电效应和康普顿效应均揭示了光具有粒子性.故d项错误.答案：a3关于光的波粒二象性，以下说法中正确的是()a光的波动性与机械波，光的粒子性与质点都是等同的b光子和质子、电子等是一样的粒子c大量光子易显出粒子性，少量光子易显出波动性d紫外线、x射线和射线中，射线的粒子性最强，紫外线的波动性最显著解析：光的波动性与机械波、光的粒子性与

4、质点有本质区别，选项a错误；光子实质上是以场的形式存在的一种“粒子”，而电子、质子是实物粒子，故选项b错误；光是一种概率波，大量光子往往表现出波动性，少量光子则往往表现出粒子性，选项c错误；频率越高的光的粒子性越强，频率越低的光的波动性越显著，故选项d正确答案：d4下列关于物质波的说法中正确的是()a实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是本质相同的物体b物质波和光波都不是概率波c粒子的动量越大，其波动性越易观察d粒子的动量越大，其波动性越易观察解析：实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但实物粒子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同；物质波和光波都是概率波；又由可知，p

5、越小，越大，波动性越明显故正确选项为d.答案：d5.黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知，下列说法错误的是()a随温度升高，各种波长的辐射强度都增加b随温度降低，各种波长的辐射强度都增加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解析：黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，a正确、b错误；随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故c、d正确.答案：b6用波长为2.0×107 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×1019 j由此可知，钨的极限频率是：(普朗克常

6、量h6.63×1034 j·s，光速c3.0×108 m/s，结果取两位有效数字)()a5.5×1014hz b7.9×1014hzc9.8×1014hz d1.2×1015hz解析：据ekmhw，wh0 可得：0，代入数据得： 07.9×1014hz，故选b.答案：b7.如图所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球a、b，a球的质量大于b球的质量开始时a球以一定的速度向右运动，b球处于静止状态两球碰撞后均向右运动设碰撞前a球的德布罗意波的波长为1，碰撞后a、b两球的德布罗意波的波长分别为2和3，则下列关系正确的是(

7、)a123b123c1 d1解析：球a、b碰撞过程中满足动量守恒，得pb0papa；由，可得p，所以动量守恒表达式也可写成：，所以1，故选项d正确答案：d8一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后(加速电压为u)，该粒子的德布罗意波长为()a. b.c. d.解析：设加速后的速度为v，由动能定理，得qumv2，所以v ，代入德布罗意波长公式，得.答案：c9.用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属，均能使该金属发生光电效应.下列判断正确的是（）a.用红光照射时，该金属的逸出功小，用蓝光照射时该金属的逸出功大b.用红光照射时，逸出光电子所需时间长，用蓝光照射时逸出光电子所需

8、时间短c.用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光照射时逸出的光电子最大初动能大d.若增加入射光的强度，逸出的光电子最大初动能相应增加解析：强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属，均能使该金属发生光电效应，知红光和蓝光的频率都大于金属的截止频率，金属的逸出功与照射光的频率无关，故a错误；发生光电效应的时间极短，即逸出光电子在瞬间完成，小于109 s，与光的频率无关，故b错误；根据光电效应方程得，ekmhw0，金属的逸出功不变，红光的频率小，蓝光的频率大，则蓝光照射时逸出的光电子最大初动能大，与光照强度无关，故c正确，d错误.答案：c10.实验得到金属钙的光电子的最大初动能ekmax与入射

9、光频率的关系如图所示.下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是（）金属钨钙钠截止频率0/hz10.957.735.53逸出功w/ev4.543.202.29a.如用金属钨做实验得到的ekmax图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大b.如用金属钠做实验得到的ekmax图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大c.如用金属钠做实验得到的ekmax图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，ek2），则ek2<ek1d.如用金属钨做实验，当入射光的频率<1时，可能会有光电子逸出解析：由光电效应方程：ekmhw0hh0可知， ekm图线的斜率表示普朗克常量，

10、横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，故极限波长可求，再根据w0h0可求出逸出功.普朗克常量与金属的性质、与光电子的最大初动能、入射光的频率无关，如用金属钨做实验或者用金属钠做实验得到的ekm图线都是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，故a、b错误.如用金属钠做实验得到的ekm图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，ek2），由于钠的逸出功小于钙的逸出功，则ek2<ek1，故c正确.如用金属钨做实验，当入射光的频率<1时，不可能会有光电子逸出，故d错误.答案：c二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的四个选项

11、中有多个选项正确，全选对得4分，漏选得2分，错选或不选得0分)11在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是()a使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，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上的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性解析：a.使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其他地方机会较少.因此会出现衍射图样，故a正确；b.单个光子通过单缝后，要经过足够长的时间，底片上才会出现完整的衍射图样，故b错误；c.光的波动性不同于宏观意义

12、的波，是一种概率波，c错误；d.单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性.所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，故d正确.故选：ad.答案：ad12用两束频率相同，强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面，均能产生光电效应，那么 () a两束光的光子能量相同b两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同c两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同d两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同解析：由h和ekhw0，可知两束光的光子能量相同，照射金属得到的光电子最大初动能相同，故a、c对，d错；由于两束光强度不同，逸出光电子个数不同，故b错答案：ac

13、13.利用金属晶格（大小约1010 m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，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.则下列说法中正确的是（）a.该实验说明了电子具有波动性b.实验中电子束的德布罗意波的波长为c.加速电压u越大，电子的衍射现象越明显d.若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显解析：该实验观察电子的衍射图样，衍射现象说明粒子的波动性，故a正确；电子束通过电场加速，由动能定理可得eumv2，故有pmv，所以，实验中电子束的德布罗意波的波长为，故b正确；由b可知：加速电压u越大，波长

14、越小，那么，衍射现象越不明显，故c错误；若用相同动能的质子替代电子，质量变大，那么粒子动量p变大，故德布罗意波的波长变小，故衍射现象将不明显，故d错误.答案：ab14美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压u0与入射光频率的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h.电子电量用e表示，下列说法正确的是()图甲图乙a入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片p应向m端移动b增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大c由uc ­图象可知，这种金属的截止频率为cd由uc ­图象可求普朗克常量表达式为h解析：入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏

15、止电压增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片p向n端移动，a错误；根据光电效应方程ekmhw0知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，b错误；根据ekmhw0euc，解得uc，则h；当遏止电压为0时，c，c、d正确答案：cd三、非选择题(本题共4小题，共54分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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.（10分）已知小灯泡的功率p1 w，设小灯泡发光时向四周均匀辐射平均波长106 m的光，求在距离灯泡d1.0×103 m处，每秒钟落在垂直于光线方向上面积为s1 cm2处的光子数是多少（已知h6.6

16、3×1034j·s，计算结果保留两位有效数字）？解析：每个光子w01.99×1019j，每秒发射光子数n5×1018个，n0n，s球4r2，解得n04.0×107个.答案：4.0×107个16(14分)德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长是，式中p是运动物体的动量，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，使它的德布罗意波波长是这种紫光波长的104倍.(1)求电子的动量大小；(2)试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系.解析：根据德布罗意波波长公式与动量表达式，即可求解；根据动能定理，即可求

17、解.(1)根据德布罗意波波长公式：， 电子的动量为：p，代入数据解得：p1.5×1023 kg·m/s.(2)根据动能定理：eumv2，又因：p，联立以上解得：u.答案：(1)1.5×1023 kg·m/s(2)u17(14分)波长为0.071 nm的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为b的匀强磁场区域内做匀速圆周运动的最大半径为r.已知r·b1.88×104 t·m，电子的质量me9.1×1031 kg.试求；(1)光电子的最大初动能；(2)金箔的逸出功；(3)该电子的物质波的波长解析：(1)电子在匀强磁

18、场中做匀速圆周运动的最大半径r.其最大初动能为ekmev2 j3.1×103 ev.(2)由爱因斯坦光电效应方程hekw0和得w0ek ev1.44×104 ev.(3)由德布罗意波长公式得，pmverb.解得2.2×1011 m.答案：(1)3.1×103 ev(2)1.44×104 ev(3)2.2×1011 m18(14分)如图所示装置，阴极k用极限波长00.66 m的金属制成若闭合开关s，用波长0.50 m的绿光照射阴极，调整两个极板电压，使电流表示数最大为0.64 a，求：(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；(2)如果将照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的