同步备课套餐之物理人教浙江专3-5讲义：第17章波粒二象性 章末检测

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精章末检测(第十七章)（时间：90分钟满分：100分）一、选择题（本题共10个小题,每小题4分，共40分，全部选对得4分，漏选得2分，错选不得分）1．爱因斯坦由光电效应的实验规律,猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于（）A．等效替代 B．控制变量C．科学假说 D．数学归纳答案C解析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．2．(多选）有关经典物理学中的粒子，下列说法正确的是()A．有一定的大小，但没有一定的质量B．有一定的质量，但没有一定的大小C．既有一定的大小，又有一定的质量D．有的粒子还有一定量的电荷答案CD解析根据经典物理学关于粒子的理论定义得C、D正确．3．（2016·绍兴一中高二第二学期期中)下列关于概率波的说法中，正确的是()A．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波C．概率波和机械波的本质是一样的,都能发生干涉和衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过答案B解析概率波与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A错误;物质波是一种概率波,故B正确;概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C错误；根据不确定性关系，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过,故D错误．4．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（）A．光电效应现象揭示了光的波动性B．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性C．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案B解析光电效应现象揭示了光的粒子性，A错误;热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，B正确；依据德布罗意波长公式λ＝eq\f（h，p)可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，C错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的德布罗意波长相等，则动量p也相等，动能则不相等，D错误．5．(多选)下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是（）A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性答案CD解析干涉和衍射是波特有的现象，由于X射线本身就是一种波,而不是实物粒子，故X射线散射中有波长变大的成分,并不能证实物质波理论的正确性，A、B不能说明粒子的波动性．6．(多选）在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面,都能产生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是（)A．遏止电压B．饱和电流C．光电子的最大初动能D．逸出功答案ACD解析同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出功不同,根据光电效应方程Ek＝hν－W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一束光照射，光中的光子数目相等，所以饱和电流是相同的．7．(多选）(2016·浙江4月选考)在光电效应实验中，采用极限频率为νc＝5。5×1014Hz钠阴极,已知普朗克常量h＝6。6×10－34J·s，电子质量m＝9.1×10－31kg.用频率ν＝7.5×1014Hz的紫光照射钠阴极产生光电子的()A．动能的数量级为10－19JB．速率的数量级为108m/sC．动量的数量级为10－27kg·m/sD．德布罗意波长的数量级为10－9m答案AD8．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa∶λb∶λc＝1∶2∶3。当用a光束照射某金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为Ek，若改用b光束照射该金属板，飞出的光电子最大初动能为eq\f（1,3）Ek，当改用c光束照射该金属板时()A．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为eq\f（1，6）EkB．能发生光电效应，飞出的光电子最大初动能为eq\f(1,9）EkC．能发生光电效应,飞出的光电子最大初动能为eq\f（1,12）EkD．由于c光束光子能量较小,该金属板不会发生光电效应答案B解析对a、b、c三束光由光电效应方程有:eq\f（hc,λa)－W0＝Ek,eq\f（hc,2λa）－W0＝eq\f(1，3)Ek，由以上两式得eq\f（hc,λa)＝eq\f（4，3）Ek，W0＝eq\f（1,3）Ek。当改用c光束照射该金属板时eq\f(hc，3λa）－W0＝eq\f(4,9)Ek－eq\f(1，3）Ek＝eq\f（1，9)Ek，故B正确．9．在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图1所示．则可判断出(）图1A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能答案B解析由题图可知丙光对应的光电子的初动能最大，即丙光的频率最高（波长最小)，B项正确，D项错误；甲光和乙光的频率相同，A项错误；由于是同一光电管，所以乙光、丙光的截止频率是一样的,C项错误．10．已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能Ek跟入射光的频率ν的关系图象如图2中的直线1所示．某种单色光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为E1.若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E2，E2〈E1，关于这种金属的最大初动能Ek跟入射光的频率ν的关系图象应是图中的（)图2A．aB．bC．cD．上述三条图线都不正确答案A解析根据光电效应方程知，Ek－ν为一次函数,普朗克常量h是斜率，h是确定的值，虽然两金属的逸出功不同，但两个Ek－ν图象的斜率相同,两个直线平行，同时再利用Ek＝hν－W0，结合图象E2〈E1,hν相同，所以W1〈W2，即直线在纵轴上的截距W2大,故选项A正确．二、填空题(本题共2个小题，共12分）11．（6分)1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应.1927年,两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案,如图3所示．图中，“亮圆”表示电子落在其上的________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．图3答案概率概率12．（6分)已知铯的极限频率为4。545×1014Hz，钠的极限频率为6。00×1014Hz，锶的极限频率为1.153×1015Hz，铂的极限频率为7.529×1015Hz，当用波长为0。375μm的光照射它们时，其中能够发生光电效应的金属是________．答案钠和铯解析根据公式c＝λν,得到入射光的频率ν＝eq\f（c，λ)＝eq\f（3×108，0。375×10－6)Hz＝8×1014Hz.可以看出铯和钠的极限频率比入射光的频率小．三、计算题（本题共3个小题，共48分)13．（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。63×10－34J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字．答案（1)1。5×10－23kg·m/s(2）U＝eq\f（h2，2meλ2）8×102V解析（1)λ＝eq\f（h,p），电子的动量p＝eq\f（h，λ）＝eq\f(6.63×10－34，4.4×10－11）kg·m/s≈1。5×10－23kg·m/s.(2)电子在电场中加速，有eU＝eq\f（1，2)mv2U＝eq\f(mv2,2e)＝eq\f(h2，2meλ2）≈8×102V。14．(16分)已知金属铯的极限波长为0.66μm,用0。50μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳？铯金属的逸出功为多少焦耳?（普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)答案9.6×10－20J3×10－19J解析金属铯发生光电效应的极限频率ν0＝eq\f（c,λ0).金属铯的逸出功W＝hν0＝heq\f（c,λ0）＝6.63×10－34×eq\f（3×108，0.66×10－6)J≈3×10－19J。由光电效应方程Ek＝hν－W0＝heq\f（c，λ)－heq\f(c,λ0)＝hc(eq\f(1,λ)－eq\f（1，λ0)）＝6.63×10－34×3×108×(eq\f(1，0。50×10－6)－eq\f（1,0.66×10－6）)J≈9.6×10－20J。15．(16分）（2016·台州路桥中学高二上学期月考）波长为λ的单色光照射某金属M表面发生光电效应,发射的光电子(电荷量绝对值为e,质量为m）经狭缝S后垂直进入磁感应强度为B的均匀磁场,如图4所示，今已测出电子在该磁场中做圆周运动的最大半径为R，求：图4（1）金属材料的逸出功;（2)反向遏止电压．答案（1）eq\f（hc，λ）－eq\f（B2e2R2，2m）（2)eq\f（B2eR2，2m）解析(1)电子在磁场中半径最大时对应的初动能最大，由洛伦兹力提供向心力，则有：Bevm＝eq\f(mv\o\al（2,m)，R）再由爱因斯坦的光电效应方程可得：Ek＝hν－W0＝eq\f（1,2)m