高中物理人教版5第十七章波粒二象性 单元质量评估17

第十七章一、选择题1．下列实验中，能证实光具有粒子性的是()A．光电效应实验 B．光的双缝干涉实验C．光的圆孔衍射实验 D．泊松亮斑实验解析：光电效应证明光具有粒子性，A正确．光的干涉和衍射可证明光具有波动性．B、C、D错误．答案：A2．下列关于光具有波粒二象性的叙述中正确的是()A．光的波动性与机械波、光的粒子性与质点都是等同的B．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性C．光有波动性又有粒子性，是互相矛盾的，是不能统一的D．光的频率越高，波动性越显著解析：光的波动性与机械波、光的粒子性与质点有本质的区别，A选项错．大量光子显示波动性，个别光子显示粒子性，B选项对．光是把粒子性和波动性有机结合在一起的矛盾统一体，C选项错．光的频率越高，粒子性越显著，D选项错．答案：B3．某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是()A．延长光照时间 B．增强光的强度C．换用波长较短的光照射 D．换用频率较高的光照射解析：要产生光电效应，入射光的频率必须大于该金属的极限频率．波长较短的光，频率高，当入射光的频率高于极限频率时就能产生光电效应．若入射光的频率低于该金属的极限频率或入射光的波长高于该金属的极限波长，增强光的强度、延长光照时间均不能产生光电效应．答案：CD4．下列说法中正确的是()A．质量大的物体，其德布罗意波长小B．速度大的物体，其德布罗意波长小C．动量大的物体，其德布罗意波长小D．动能大的物体，其德布罗意波长小解析：由德布罗意假说得德布罗意波长λ＝eq\f(h,p)．式中h为普朗克常量，p为运动物体动量，可见p越大，λ越小；p越小，λ越大．故C正确，A、B、D错误．答案：C5．紫外线光子的动量为eq\f(hν,c)．一个静止的O3吸收了一个紫外线光子后()A．仍然静止B．沿着光子原来运动的方向运动C．沿与光子运动方向相反的方向运动D．可能向任何方向运动解析：由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的O3分子与光子原来运动方向相同．故正确选项为B．答案：B6．关于物质波，下列说法正确的是()A．速度相等的电子和质子，电子的波长大B．动能相等的电子和质子，电子的波长小C．动量相等的电子和中子，中子的波长小D．甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍解析：由λ＝eq\f(h,p)可知，动量大的波长小．电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长．电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式：p＝eq\r(2mEk)可知，电子的动量小，波长长，动量相等的电子和中子，其波长应相等．如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲的波长应是乙的eq\f(1,3)．答案：A7．关于光电效应，下列说法正确的是()A．极限频率越大的金属材料逸出功越大B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多解析：逸出功W＝hν0，ν0越大，W越大，A正确．每种金属都存在极限频率，小于极限频率的光照射时间再长也不会发生光电效应，B错误．由Ek＝hν－W知，在光照频率不变的情况下，Ek越大，W越小，C错误．单位时间内逸出的光电子数与光强有关，D错误．故选A．答案：A8．经150V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则()A．所有电子的运动轨迹均相同B．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置解析：电子被加速后其德布罗意波波长λ＝eq\f(h,p)＝1×10－10m，穿过铝箔时发生衍射．电子的运动不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道电子的位置和动量，不可能用“轨迹”来描述电子的运动，只能通过概率波来描述．所以A、B、C项均错．答案：D9．在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系如图所示．由实验图线可求出()A．该金属的极限频率和极限波长B．普朗克常量C．该金属的逸出功D．单位时间内逸出的光电子数解析：Ek－ν图象与横轴的交点坐标值等于极限频率大小，再由λc＝eq\f(c,νc)即可计算出极限波长λc，故选项A正确；Ek－ν图象的斜率等于普朗克常量h大小，故选项B正确；由W0＝hνc即可计算出该金属的逸出功W0，故选项C正确；不能计算出单位时间内逸出的光电子数，故选项D错误．答案：ABC10．频率为ν的光子，德布罗意波波长为λ＝eq\f(h,p)，能量为E，则光的速度为()A．Eλ/h B．pEC．E/p D．h2/Ep解析：根据c＝λν，E＝hνλ＝eq\f(h,p)，即可解得光的速度为eq\f(Eλ,h)或eq\f(E,p)，故选A、C．答案：AC11．若某个质子的动能和某个氮核的动能相等，则这两个粒子的德布罗意波长之比为()A．1∶4 B．4∶1C．1∶2 D．2∶1解析：由动能和动量的关系得：p＝eq\r(2mEk)①再由德布罗意波长公式：λ＝eq\f(h,p)②联系①②式解得：eq\f(λH,λHe)＝eq\r(\f(mHe,mH))＝eq\r(\f(4,1))＝eq\f(2,1)，D选项正确．答案：D二、非选择题12．照相底片上的感光物质中的AgBr分子在光照射下能分解，经冲洗后就被记录下来(这种现象称为“光化效应”，与光电效应类似，只有入射光光子的能量大于某一数值，才能发生)．已知分解一个AgBr分子所需的最小能量约为1．0×10－19J，试探究分析这种照相底片感光的截止波长(即它能记录的光的最大波长值)．解析：ε＝hν，而c＝νλ故λ＝eq\f(hc,ε)＝eq\f×10－34×3×108,×10－19)m＝2．0×10－6答案：2．0×10－613．铝的逸出功是4．2eV，现在用波长为200nm的光照射铝的表面．求：(1)光电子的最大初动能；(2)金属铝的遏止电压；(3)铝的截止频率．解析：(1)光子的能量E＝hν＝heq\f(c,λ)＝eq\f×10－34×3×108,200×10－9)J＝1．0×10－18J根据爱因斯坦光电效应方程有hν＝W0＋Ek，所以光电子的最大初动能为Ek＝hν－W0＝1．0×10－18J－4．2×1．6×10－19J＝3．3×10－19J(2)遏止电压Uc满足Ek＝eUc，所以Uc＝eq\f(Ek,e)＝eq\f×10－19,×10－19)V＝2．1V(3)当光电子逸出时的最大初动能为零时，再减小照射光的频率，便不能发生光电效应了，所以截止频率满足hν0＝W0，ν0＝eq\f(W0,h)＝eq\f××10－19,×10－34)Hz＝1．0×1015Hz．答案：(1)3．3×10－19J(2)2．1V(3)1．0×1015Hz14．如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2．5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0．60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0．60V时，电流表读数为零．(1)求此时光电子的最大初动能的大小．(2)求该阴极材料的逸出功．解析：