学年高中物理第十七章波粒二象性水平测试新人教版选修

1、学年高中物理第十七章波粒二象性水平测试新人教版选修学年高中物理第十七章波粒二象性水平测试新人教版选修PAGE学年高中物理第十七章波粒二象性水平测试新人教版选修第十七章波粒二象性水平测试本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。第卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分，其中16题为单项选择，710题为多项选择)1.爱因斯坦因提出了光量子看法并成功地讲解光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系以以下列图，其中0为极限频率。从图中能够确定的是()A逸出功与有关BEk与入射光强

2、度成正比C当0时，会逸出光电子D图中直线的斜率与普朗克常量有关答案D分析依照爱因斯坦的光电效应方程EkhW0可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而与入射光的强度没关，选项B错误；在Ek图象中，图线的斜率表示普朗克常量，图线在轴上的截距表示极限频率，选项D正确；逸出功是金属自己对金属内电子的一种拘束本领的表现，与入射光的频率没关，选项A错误；当0时，不会发生光电效应，选项C错误。2能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为1018J，已知可见光的平均波长约为0.6m，普朗克常量h6.631034Js，则要引起视觉效应进入人眼的光子最少为()A1个B3个C30个D300个答案B分析由题意可知，可见

3、光光子的平均能量为heqf(hc,)eqf(6.6310343108,0.6106)3.31019J，引起视觉效应时En，所以neqf(E,)eqf(1018,3.31019)3个，故B项正确。3.研究光电效应规律的实验装置以以下列图，以频率为的光照射光电管阴极时，有光电子产生。由于光电管间加的是反向电压，光电子从阴极发射后将旭日极做减速运动。光电流由图中电流计G测出，反向电压由电压表测出。当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为遏止电压。以下表示光电效应实验规律的图象错误的选项是()4A、B两种光子的能量之比为21，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB

4、，则以下说法正确的选项是()AA、B两种光子的频率之比为12BA、B两种光子的动量之比为12C该金属的逸出功W0EA2EBD该金属的极限频率ceqf(EAEB,h)答案C分析由h知，光子的能量与频率成正比，则A、B两种光子的频率之比为21，故A错误；由光子能量eqf(hc,)和动量公式peqf(h,)知，A、B两种光子的动量之比等于A、B两种光子的能量之比，为pApB21，故B错误；EAAW0，EBBW0，解得W0EA2EB，故C正确；该金属的极限频率为ceqf(W0,h)eqf(EA2EB,h)，故D错误。5光子不仅有能量，还有动量，光照射到某个面上就会产生压力。有人设想在火星探测器上安装面

5、积很大的薄膜，正对着太阳光，靠太阳光在薄膜上产生压力推动探测器前进。第一次安装的是反射率极高的薄膜，第二次安装的是吸取率极高的薄膜，那么()A安装反射率极高的薄膜，探测器的加速度大B安装吸取率极高的薄膜，探测器的加速度大C两种情况下，由于探测器的质量相同，探测器的加速度大小应相同D两种情况下，探测器的加速度大小无法比较答案A分析若薄膜的反射率极高，那么光子与其作用后，动量改变较大，由动量定理可知，若作用时间都相同，薄膜反射对光子的作用力较大，依照牛顿第三定律，光子对薄膜的作用力也较大，所以探测器可获得较大的加速度，A正确。6在绿色植物的光合作用中，每放出1个氧分子要吸取8个波长为6.88107

6、m的光量子。每放出1mol的氧气，同时植物存储469kJ的能量，绿色植物能量变换效率为(普朗克常量h6.631034Js)()A9%B34%C56%D79%答案B分析植物存储的能量与它存储这些能量所需要吸取的总光能的比值就是绿色植物的能量变换效率。现已知每放出1mol氧气存储469kJ的能量，只要再求出所需的光能就行了。设阿伏加德罗常数为NA。因每放出一个氧分子需要吸取8个光量子，故每放出1mol的氧气需要吸取的光量子数为8NA。其总能量为E8NAeqf(hc,)86.021023eqf(6.6310343108,6.88107)J1.392106J。绿色植物的能量转变效率为eqf(46910

7、3,1.392106)100%34%。7黑体辐射的实验规律以以下列图，由图可知()B随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C随温度高升，辐射强度的极大值向波长较短的方向搬动D随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向搬动答案ACD分析由题图可知，随温度的高升，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向搬动，当温度降低时，上述变化相反。故正确答案为A、C、D。8人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，以以下列图的四个表示图所表示的实验能说明光拥有颠簸性的是()答案ABD分析A为单缝衍射、B为双孔干涉、D为薄膜干涉，这三个实验均说明光拥有颠簸性；C为光电效应，说明光拥

8、有粒子性。9关于物质波，以下认识正确的选项是()A任何运动的物体(质点)都陪同一种波，这种波叫物质波BX射线的衍射实验，证了然物质波假设是正确的C电子的衍射实验，证了然物质波假设是正确的D宏观物体尽管能够看做物质波，但它们不拥有干涉、衍射等现象答案AC分析依照德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，A正确；由于X射线自己不是实物粒子，故X射线的衍射现象其实不能够够证明物质波理论的正确性，B错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表示运动着的实物粒子拥有颠簸性，C正确；衍射是波的特有现象，只若是波，都会发生干涉、衍射现象，D错误。10以以下列图，某种单色

9、光射到光电管的阴极上时，电流表有示数，则()A入射的单色光的频率必大于阴极资料的截止频率B增大单色光的强度，电流表示数将增大C滑片P向左移，可增大电流表示数D滑片P向左移，电流表示数将减小，甚至为零答案ABD分析光电管内是真空的，靠阴极K放出的光电子导电，电流表有示数，必然发生了光电效应，则选项A、B正确；当滑片P向左移时，K极的电势比A极高，光电管上加的是反向电压，应选项C不正确，而D正确。第卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共3小题，共15分)11(3分)用同一束单色光，在同一条件下，先后照射锌片和银片，都能产生光电效应。在这两个过程中，对以下四个量，必然相同的是_，可能相同的是_，

10、必然不一样样的是_。(填正确答案标号)A光子的能量B金属的逸出功C光电子的初动能D光电子的最大初动能答案ACB、D分析光子的能量由光的频率决定，同一束单色光频率相同，所以光子能量相同。逸出功等于电子走开原子核拘束需要做的最少的功，所以只由资料决定，锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功必然不一样样。由EkhW0，照射光的光子能量h相同，逸出功W0不一样样，则电子最大初动能不一样样。由于光电子吸取光子后到达金属表面的路径不一样样，途中损失的能量也不一样样，所以走开金属时的初动能分布在零到最大初动能之间。所以，在两个不一样样光电效应过程中，光电子的初动能是有可能相等的。12(6分)用频率未知的紫外

11、线照射某光电管的阴极时，有光电子飞出。现给你一个电压可调且可指示电压数值的直流电源和一个矫捷度很高的矫捷电流计，试在以以下列图的方框中设计一种电路(光电管已画出)。要求用该电路测量用所给紫外线照射光电管的阴极时产生的光电子的最大初动能，依照你设计的电路，需要记录的数据是_。你所测量的光电子的最大初动能是_(已知电荷量为e)。答案电路图如图。电流恰好为0时的电压值UUe分析测量电路以以下列图。调治电源电压使矫捷电流计的读数恰好为零，记下此时电源电压的值U；光电管的阴极接电源正极，阴极和阳极间的电场阻截光电子旭日极运动，当矫捷电流计的读数恰好为零时，由动能定理得eUeqf(1,2)mveqoal(

12、2,m)，光电子最大初动能为eU。13(6分)已知某金属的逸出功为2.25eV，则入射光子的最低频率是_Hz时就可以使其发生光电效应，此种频率的光的颜色是_。(附表：可见光中各色光在真空中波长)可见光各色光在真空中波长光色波长(nm)红630760橙600630黄570600绿500570青450500蓝430450紫400430答案5.431014绿色分析由光电效应方程EkhW0知，入射光的最低频率h0W0，求得05.431014Hz，波长eqf(c,0)552nm。三、计算题(本题共4小题，共45分)14(12分)用功率P1W的光源，照射离光源r3m处的某金属薄片。已知光源发出的是波长58

13、90的单色光，(11010m)试计算：(1)单位时间内打到金属片单位面积上的光子数；(2)若取该金属原子的半径r10.51010m，则金属表面上每个原子平均需要隔多长时间才能接收到一个光子？答案(1)2.621016个(2)4854.4s分析(1)离光源3m处的金属片每秒内单位面积上接收的光能为：Weqf(Pt,4r2)eqf(11,43.1432)J8.846103J；每个光子的能量：heqf(c,)eqf(6.6310343108,58901010)J3.3771019J。所以单位时间内打到金属片单位面积上的光子数为：neqf(W,)eqf(8.846103,3.3771019)2.621

14、016(个)。(2)每个原子的截面积为S1reqoal(2,1)3.14(0.51010)2m27.851021m2。把金属板看作由原子密集排列组成的，则每个原子截面上每秒内接收到的光子数：n1nS12.6210167.8510212.06104(个)。每相邻的两个光子落在原子上的时间间隔为：teqf(1,n1)eqf(1,2.06104)s4854.4s。15(12分)普朗克常量h6.631034Js，铝的逸出功W06.721019J，现用波长200nm的光照射铝的表面。(结果保留三位有效数字)(1)求光电子的最大初动能；(2)若射出的一个拥有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动，求

15、在此运动过程中两电子电势能增加的最大值。(电子所受的重力不计)答案(1)3.231019J(2)1.621019J分析(1)EkhW0eqf(hc,)W03.231019J。(2)增加的电势能来自系统损失的动能，当两电子的速度相等时电势能最大，由动量守恒mv02mv损失的动能：Ekeqf(1,2)mveqoal(2,0)eqf(1,2)(2m)v2eqf(Ek,2)1.621019J，所以，电势能增加的最大值为1.621019J。16(9分)电视显像管中的电子的加速电压为10kV，电子枪的枪口直径设为0.01cm，试求电子射出电子枪后的横向速度的不确定量。答案大于等于0.58m/s分析电子的横

16、向地址不确定量x0.01cm，由不确定关系式得vxeqf(h,4mx)eqf(6.631034,43.140.911030104)m/s0.58m/s。17(12分)光电管是应用光电效应实现光信号与电信号之间相互变换的装置，其广泛应用于光功率测量、光信号记录、电影、电视和自动控制等诸多方面。以以下列图，C为光电管，B极由金属钠制成(钠的极限波长为5.0107m)。现用波长为4.8107m的某单色光照射B极。(h6.631034Js)(1)电阻R上电流的方向是向左还是向右？(2)求出从B极发出的光电子的最大初动能；(3)若恩赐光电管足够大的正向电压时，电路中光电流为10A，则每秒射到光电管B极的光子数最少为多少个？答案(1)向左(2)1.661020J(3)6.251013个分析(1)电子从B逸出后，向A运动，因电子带负电，所以流过电阻R的电流的方向向左。(2)因入射光的波长4.8107