人民教育出版版选修35第17章波粒二象性最新能力培养

1、(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60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5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)12006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黑体谱相关的说法中正确的是()A微波是指波长在103m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

2、解析：选ACD.由电磁波谱的划分可知，A对微波的本质是电磁波，可以在真空中传播，无需介质声波的本质是机械波，只能在介质中传播，B错黑体辐射可以辐射各种波长的电磁波，本质上是电磁辐射，C对根据普朗克的能量子假说推算出的黑体辐射规律和观测到的事实符合得相当好，D对2关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是()图173解析：选B.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3100多年前的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

3、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解析：选AD.根据光电效应的规律可知，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故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，故B错根据光电效应现象规律可知光电子的最大初动能与入射光强度无关，故C错4.图174(2011年济宁质检)如图174所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，

4、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，这一电压称为遏止电压欲使遏止电压增大，可以采用的措施为()A增大黄光强度B延长照射时间C改用蓝光照射 D改用红光照射答案：C5关于光电效应，下列说法正确的是()A动能最大的光电子的动能与入射光的频率成正比B光电子的动能越大，光电子形成的电流强度就越大C光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率D用紫光照射某金属发生光电效应，用绿光照射该金属一定不发生光电效应解析：选C.光电子形成的电流强度取决于单位时间从金属表面逸出的光电子数目，它与单位时间入射的光子数成正比，而与光电子的动能

5、无关，动能最大的光电子的动能可根据光电效应方程确定，至于能否产生光电效应，要通过比较入射光的频率和极限频率来确定，其正确选项为C.6如图175是利用光电管研究光电效应的实验原理示意图，用可见光照射光电管的阴极K，电流表中有电流通过，则()图175A滑动变阻器的滑动触头由a端向b端滑动的过程中，电流表中一定无电流通过B滑动变阻器的滑动触头由a端向b端滑动的过程中，电流表的示数一定会持续增大C将滑动变阻器的滑动触头置于b端，改用紫外线照射阴极K，电流表中一定有电流通过D将滑动变阻器的滑动触头置于b端，改用红外线照射阴极K，电流表中一定无电流通过解析：选C.根据极限频率的含义知D错误，C正确；当滑动

6、触头自a端向b端移动时，开始一段有光电流而且应增大，若移动到某一位置时达到饱和，则此后的移动过程中光电流不变，故A、B错误7某种单色光的频率为，用它照射某种金属时，在逸出的光电子中动能最大值为Ek，则这种金属的逸出功和极限频率分别是()AhEk， BEkh，ChEk， DEkh，解析：选A.由光电效应方程EkhW0，得逸出功W0hEk，又因W0hc，所以极限频率c，故A正确8(2011年扬州模拟)下列说法正确的是()A光的频率越低，其粒子性越显著B光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波C物质波理论告诉我们，任何运动的微观粒子都具有波粒二象性D在光的单缝衍射实验

7、中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变大解析：选BCD.光的频率越高，粒子性越显著，A错光波不同于宏观概念中的波，它是一种概率波，B正确任何运动的微观粒子都对应一定的波长，都具有波粒二象性，C正确在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，位置不确定量变小由x·p，则光子动量的不确定量变大，D正确9一束波长为7×105 m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4×105 m那么这束光每秒钟通过这个垂直平面的光子数目为()A.×1015个 B3×1015个C.×1015个 D.

8、5;1015个解析：选C.由题意得n1n2，代入数据得3×1015×n2n2×1015个，故选C.10科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子假设光子与电子碰撞前的波长为，碰撞后的波长为，则碰撞过程中()A能量守恒，动量守恒，且B能量不守恒，动量不守恒，且C能量守恒，动量守恒，且D能量守恒，动量守恒，且解析：选C.能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界，光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律光子与电子碰撞前，光子的能量Ehh ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量Ehh，由EE

9、，可知，选项C正确11.图176(2010年高考天津理综卷)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176.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光的偏折程度大解析：选BC.由图可知b光照射时对应遏止电压UC2大于a光照射时的遏止电压UC1.因qUmv2，而hWmv2，所以b光照射时光电子最大初动能大，A错，且可得b>a，b<a，故D错，C对b光折射率大于a光折射率，所以a光临界角大，

10、B对12根据不确定性关系xp，判断下列说法正确的是()A采取办法提高测量x精度时，p的精度下降B采取办法提高测量x精度时，p的精度上升Cx与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关Dx与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关解析：选AD.不确定关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定关系所给出的限度故A、D正确二、计算题(本题共4小题，共40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

11、出数值和单位)13(8分)氦氖激光器发射波长为632.8 nm的单色光，试计算这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为18 mW，则每秒钟发射多少个光子？解析：根据爱因斯坦光子学说，光子能量Eh，而c，所以EJ3.14×1019J，合1.96 eV.因为发光功率等于光子的总能量除以单位时间，所以1 s内发射的光子数为n5.73×1016(个)答案：1.96 eV5.73×1016个14(8分)质量为10 g的子弹，以300 m/s的速度射向靶子，试计算此子弹位置不确定性的范围(设其动量的不确定范围为0.02%)解析：pxmv×0.02%10&

12、#215;103×300×0.02×102 N·m·s16×104 N·m·s1.由x·px知，位置的不确定性的范围是x m9×1032 m.答案：大于等于9×1032 m15(12分)已知铯的逸出功为1.9 eV，现用波长为4.3×107 m的入射光照射金属铯求：(1)能否发生光电效应？(2)若能发生光电效应，求光电子的德布罗意波长最短为多少？(电子的质量为m0.91×1030 kg)解析：(1)入射光子的能量Ehh6.63×1034× J4.63×1019 J2.9 eV.由E2.9 eVW0，所以能发生光电效应(2)根据光电效应方程可得光电子的最大初动能Ekmv2hW01.6×1019 J.而光电子的最大动量pmvm.光电子的德布罗意波长的最短值 m1.2×109 m.答案：见解析16(12分)波长为0.71 Å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最大半径为r的匀速圆周运动，已知r·B1.88×104T·m.试求：(1)光电子的最大初