2018-2019学年高中物理山东省专用选修3-5检测：第十七章 波粒二象性 阶段验收评估(四) 波粒二象性

阶段验收评估（四）波粒二象性(时间：50分钟满分：100分)一、选择题86481～5小题只有一个选项符合题目6～8630分)的方法来说，这属于()C

控制变量D解析：选C为了解释光电效应的实验规律，由于当时没有现成的理论，爱因斯坦就提出了“光子说”来解释光电效应的规律，并取得成功。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。关于德布罗意波，下列说法正确的( )A．所有物体不论其是否运动，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，不论其是否运动，都没有对应的德布罗意波解析：选BB正确。关于热辐射，下列说法中正确的( )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C．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动 解析：选C错误。如图所示是一个粒子源，产生某种粒子，在其正前方安装有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光，以下结论不正确的( )A．有多条明暗相间的条纹BC．光子到达明条纹处的概率较大D解析：选B由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动规律支配，对大量粒子运动到达屏上某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹，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概念，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 h是普朗克常量。同h样光也具有粒子性，光子的动量p＝λ。根据上述观点可以证明一个静止的自由电子如果完全吸收一个γ光子，会发生下列情况：设光子频率为ν，则E＝hν

h hνmv2 hν

，p＝λ＝c，被静止的自由电，子吸收后有hν＝，

e ＝mv＝2c，电子的速度为两倍光速，显然这e2ce2是不可能的。关于上述过程以下说法正确的( )γ光子因为在微观世界中能量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子可能完全吸收一个γ光子γ光子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率不变解析：选C动量守恒定律和能量守恒定律是自然界中普遍适用的规律，因此在微观世界中动量守恒定律和能量守恒定律仍适用，在光电效应实验中金属内部电子在吸收一定能量的光子后克服逸出功从而成为自由电子，因此电子可以吸收光子，故得出的唯一结论是静止的自由电子不可能完全吸收一个γ光子，选项AB发生作用，被电子散射后因能量变小从而频率降低，选项D错误。对光的认识，以下说法中正确的( )A．个别光子的行为易表现为粒子性，大量光子的行为易表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外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，大量光子的行为易表现为波动性。与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，故A、、D正确。如图所示，某种单色光射到光电管的阴极上时，电流表有数，则( )AB．增大单色光的强度，电流表的示数将增大CP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：ABD因此入射的单色光的频率一定大于阴极材料的极限频率，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BP向左移时，K极的电势比A极高，光电管上加的是反向电压，故选项C错误，D正确。ν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U与入射光的频率νc的关系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量。电子的电荷量用e表示，下列说法确的是( )PM端移动ν 由U- ν c c增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大UeU-νh＝1c ν－ν1 c解析选BD 入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动，故A错误；根据光电效应方程E＝hν－Wk 0知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故C

＝hν－W

＝eU，解得Uhν hν

h U Ue

k 0 c c＝e

eck＝e＝ν

1 h＝－ν

1 。故D正c－νc1 c 1 c确。二、计算题(本题共3小题，共52分)9．(16分如图所示是光电效应实验示意图。当用光子能量为hν＝3.1eVKK的电势高于A0.9，此时光电流刚好截止。那么，当A于K的电势，且电势差也为0.9V时，光电子到达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E

，到达A极的最大动能为 ′Ek kE当A、K间所加反向电压为0.9V时，由动能定理有keU＝E，得k

＝0.9eVEkE当A、K间所加正向电压为0.9V时，由动能定理有EkkeU′＝E′－，得Ekk

′＝1.8eVEkEE＝hν－WW＝2.2。k 0 0答案：1.8eV 2.2eV10．(16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λh＝p，式中p是普朗克常量。已知某种紫光的波长是440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＝6.6×10－34J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字。解析：(1)λ h＝p，电子的动量h 6.6×10－34

23kg·m/s。p＝λ

＝4.4×10－

11kg·m/s＝1.5×10－2(2)电子在电场中加速，有eU＝1mv22mv2 h2U＝2e＝2meλ2＝8×102。h2答案：(1)1.5×10－23kg·m/s (2)U＝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，其中可见光部分约占45%。(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s)假如认为可见光的波长约为0.55射出的可见光子数为多少？

日、地间距离R＝1.5×1011m，估算太阳每秒辐6.4×106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·c0.45λP 0.45×0.55×10－6×1.4×103

hc

6.6×10－

34×3×108

＝1.75×1021(个)设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全部光子数。则所求可见光光子数N＝n·4πR2＝1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)