XX省专用学年高中物理第十七章波粒二象性阶段验收评估四波粒二象性含解析新人教选修

XX省专用学年高中物理第十七章波粒二象性阶段查收评估四波粒二象性含解析新人教版选修XX省专用学年高中物理第十七章波粒二象性阶段查收评估四波粒二象性含解析新人教版选修PAGEXX省专用学年高中物理第十七章波粒二象性阶段查收评估四波粒二象性含解析新人教版选修阶段查收评估（四）波粒二象性(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(此题共8小题，每题6分，共48分。第1～5小题只有一个选项符合题目要求，第6～8小题有多个选项符合题目要求，所有选对的得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，猜想光拥有粒子性，进而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于()A．等效代替B．控制变量C．科学假说D．数学概括解析：选C为认识释光电效应的实验规律，因为当时没有现成的理论，爱因斯坦就提出了“光子说”来解说光电效应的规律，并获得成功。从科学研究的方法来说，这属于科学假说。C正确，A、B、D错误。2．对于德布罗意波，以下说法正确的选项是()A．所有物体无论其能否运动，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．运动着电场、磁场没有相对应的德布罗意波D．只有运动着的微观粒子才有德布罗意波，对于宏观物体，无论其能否运动，都没有相对应的德布罗意波解析：选B任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，即物质波，物质有两类：实物和场，所以B正确。3．对于热辐射，以下说法中正确的选项是()A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度相关B．黑体只汲取电磁波，不反射电磁波，所以黑体必然是黑的C．必然温度下，黑体辐射强度随波长的散布有一个极大值D．温度高升时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向挪动解析：选C一般物体的热辐射强度除与温度相关以外，还与资料、表面状况相关，A错误；黑体能够辐射可见光，不用然是黑的，B错误；由黑体辐射的实验规律知，C正确，D错误。4．以以下图是一个粒子源，产生某种粒子，在其正前面安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前面的荧光屏上使荧光屏发光，以下结论不正确的选项是()A．有多条明暗相间的条纹B．每个光子抵达屏上的地点都是必然的C．光子抵达明条纹处的概率较大D．光子抵达暗条纹处的概率较小，但也有可能抵达的光子解析：选B因为粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受颠簸规律支配，对大批粒子运动抵达屏上某点的概率，能够用波的特点进行描述，即产生双缝干预，在屏大将看到干预条纹，所以选项A、C、D正确，B错误。5．1924年法国物理学家德布罗意提出物质波的看法，任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长λ＝eq\f(h,p)，p为物体运动的动量，h是普朗克常量。相同光也拥有粒子性，光子的动量p＝eq\f(h,λ)。依据上述看法能够证明一个静止的自由电子假如完满汲取一个γ光子，会发生以下状况：设光子频次为ν，则E＝hν，p＝eq\f(h,λ)＝eq\f(hν,c)，被静止的自由电子汲取后有hν＝eq\f(mev2,2)，eq\f(hν,c)＝mev。由以上两式可解得v＝2c，电子的速度为两倍光速，明显这是不能够能的。对于上述过程以下说法正确的选项是()A．因为在微观世界中动量守恒定律不合用，上述论证错误，所以电子可能完满汲取一个γ光子B．因为在微观世界中能量守恒定律不合用，上述论证错误，所以电子可能完满汲取一个γ光子C．动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中广泛合用规律，所以独一结论是电子不能够能完满汲取一个γ光子D．若γ光子与一个静止的自由电子发生作用，则γ光子被电子散射后频次不变解析：选C动量守恒定律和能量守恒定律是自然界中广泛合用的规律，所以在微观世界中动量守恒定律和能量守恒定律仍合用，在光电效应实验中金属内部电子在汲取必然能量的光子后战胜逸出功进而成为自由电子，所以电子能够汲取光子，故得出的独一结论是静止的自由电子不能够能完满汲取一个γ光子，选项A、B错误，C正确；γ光子与静止的自由电子发生作用，被电子散射后因能量变小进而频次降低，选项D错误。6．对光的认识，以下说法中正确的选项是()A．个别光子的行为易表现为粒子性，大批光子的行为易表现为颠簸性B．光的颠簸性是光子自己的一种属性，不是光子之间的互相作用惹起的C．光表现出颠簸性时，就不拥有粒子性了，光表现出粒子性时，就不拥有颠簸性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的颠簸性表现明显，在其他某种场合下，光的粒子性表现明显解析：选ABD个别光子的行为易表现为粒子性，大批光子的行为易表现为颠簸性。光与物质互相作用，表现为粒子性，光的流传表现为颠簸性，光的颠簸性与粒子性都是光的实质属性，故A、B、D正确。7．以以下图，某种单色光射到光电管的阴极上时，电流表有示数，则()A．入射的单色光的频次必然大于阴极资料的极限频次B．增大单色光的强度，电流表的示数将增大C．滑片P向左移，电流表示数将增大D．滑片P向左移，电流表示数将减小，甚至为零解析：选ABD单色光射到光电管的阴极上时，电流表有示数，说明发生了光电效应，所以入射的单色光的频次必然大于阴极资料的极限频次，选项A正确；增大单色光的强度，则产生的光电流增大，电流表的示数增大，选项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错误，D正确。8．美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的制止电压Uc与入射光的频次ν的关系，描述出图乙中的图像，由此算出普朗克常量h。电子的电荷量用e表示，以下说法正确的选项是()A．入射光的频次增大，为了测制止电压，则滑动变阻器的滑片P应向M端挪动B．由Uc­ν图像可知，这类金属的截止频次为νcC．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大D．由Uc­ν图像可求普朗克常量表达式为h＝eq\f(U1e,ν1－νc)解析：选BD入射光的频次增大，光电子的最大初动能增大，则制止电压增大，测制止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端挪动，故A错误；依据光电效应方程Ek＝hν－W0知，光电子的最大初动能与入射光的强度没关，故C错误；依据Ek＝hν－W0＝eUc，解得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(hνc,e)，图线的斜率k＝eq\f(h,e)＝eq\f(U1,ν1－νc)，则h＝eq\f(U1e,ν1－νc)，当制止电压为零时，ν＝νc。故B、D正确。二、计算题(此题共3小题，共52分)9．(16分)以以下图是光电效应实验表示图。当用光子能量为hν＝3.1eV的光照耀金属K时，产生光电流。若K的电势高于A的电势，且电势差为0.9V，此光阴电流恰好截止。那么，当A的电势高于K的电势，且电势差也为0.9V时，光电子抵达A极时的最大动能是多大？此金属的逸出功是多大？解析：设光电子逸出时最大初动能为Ek，抵达A极的最大动能为Ek′当A、K间所加反向电压为0.9V时，由动能定理有eU＝Ek，得Ek＝0.9eV当A、K间所加正向电压为0.9V时，由动能定理有eU′＝Ek′－Ek，得Ek′＝1.8eV由光电效应方程有Ek＝hν－W0，得W0＝2.2eV。答案：1.8eV2.2eV10．(16分)德布罗意以为：任何一个运动着的物体，都有着一种波与它对应，波长是λ＝eq\f(h,p)，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440nm，若将电子加快，使它的德布罗意波长是这类紫光波长的10－4倍，求：(1)电子的动量的大小；(2)试推导加快电压跟德布罗意波波长的关系，并计算加快电压的大小。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＝6.6×10－34J·s，加快电压的计算结果取一位有效数字。解析：(1)λ＝eq\f(h,p)，电子的动量p＝eq\f(h,λ)＝eq\f(6.6×10－34,4.4×10－11)kg·m/s＝1.5×10－23kg·m/s。(2)电子在电场中加快，有eU＝eq\f(1,2)mv2U＝eq\f(mv2,2e)＝eq\f(h2,2meλ2)＝8×102V。答案：(1)1.5×10－23kg·m/s(2)U＝eq\f(h2,2meλ2)8×102V11．(20分)太阳光垂直射到地面上时，地面上1m2接收的太阳光的功率为1.4kW，此中可见光部分约占45%。(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s)(1)假如以为可见光的波长约为0.55μm，日、地间距离R＝1.5×1011m，预计太阳每秒辐射出的可见光子数为多少？(2)若已知地球的半径为6.4×106m，预计地球接收的太阳光的总功率。解析：(1)设地面上垂直阳光的1m2面积上每秒钟接收的可见光光子数为n，则有P×45%＝n·heq\f(c,λ)解得n＝eq\f(0.45λP,hc)＝eq\f(0.45×0.55×10－6×1.4×103,6.6×10－34×3×108)＝1.75×1021(个)假想一个以太阳为球心，以日、地距离为半径的大球面包围着太阳，大球面接收的光子数即等于太阳辐射的所有光子数。则所求可见光光子数N＝n·4πR2＝1.7