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1、波粒二象性单元测试题（三）一、选择题 （本题共8 小题，每小题6 分，共 48 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2在图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A 单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B 单色光照射时不发生光电效应，那么（）AA 光的频率大于B光的频率BB 光的频率大于A光的频率C用 A 光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a 流向 bD用 A 光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b 流向 a3下列说法不正确的是（）A蓝光比绿光更容易使金属发生光电效应
2、现象B同一束光照射两种不同金属发生光电效应现象，则逸出功大的金属中射出的光电子最大初动能大C某金属的极限频率为，当入射光频率为时，逸出的光电子的最大初动能为D一束光照射某金属发生光电效应，换用频率低但光强大的光照射仍能发生光电效应，则两次相比，后者s 内逸出的光电子数多但最大初动能小4对光的波粒二象性的说法正确的是（）A一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B光子与电子是同样一种粒子，光波与机械波是同样一种波C光的波动性是光子间相互作用引起的D光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并没否定电磁说，在光子能量中，频率仍表示的是波的特性5在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的%以上
3、，假设现在让一个光子通过单缝，那么该光子（）A一定落在中央亮纹处B一定落在亮纹处，但不一定是中央亮纹C可能落在暗纹处D落在中央亮纹处的可能性最大6下述说法正确的是（）- 1 -A光波是一种电磁波B光从空气进入水中后，光的波长变短，光子能量减小C光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子D光波是一种概率波，单个光子在空中的运动路线象水波一样7关于物质波，正确的认识是（）A只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波动性，这就是物质波B只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波C由于宏观物体的德布罗意波长太小，所以很难观察到它们的波动性D电
4、子束照射到金属晶体上得到了电子束的衍射图样，从而证实了德布罗意的假设是正确的8为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜下列说法中正确的是（）A电子显微镜所利用电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射B电子显微镜所利用电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射C电子显微镜所利用电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射D电子显微镜所利用电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射二、填空题 （本题共3 题，每题 6 分，共计 18 分）9如图 2 所示，一静电计与锌板相连，在A处用一紫外灯照射锌板，关闭灯后，指针保持一定偏角(1) 现
5、用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计指针偏角将_.( 填“增大”“减小”或“不变”)(2) 使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转，那么，若改用强度更大的红外线照射锌板，可观察到静电计指针_( 填“有”或“无”)偏转10某单色光频率为，用它照射某金属发生光电效应，在逸出的光电子中动能最大值是，则这种金属的逸出功，极限频率11以速度 m/s 运动的电子束的德布罗意波长为m，与该电子束的德布罗意波波长相同的质子束的速度为m/s（电子的质量，质子的质量）- 2 -三、计算题 （本题共3 小题，共 40 分）12试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长13照
6、相底片上的感光物质中的AgBr 分子在光的照射下能分解，经过冲洗后就被记录下来（这种现象叫做光化效应，与光电效应类似，只有入射光子的能量大于某一数值，才能发生），已知分解一个 AgBr 分子所需要的能量的最小值约为 J，求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） 14自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射，热辐射具有如下特点：辐射的能量中包含各种波长的电磁波；物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁
7、能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响. 我们定义一种理想的物体. 它能 100%地吸收入射到其表面的电磁辐射这样的物体称为黑体单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比即P04-824T，其中常量 5.67 ×10W m·K在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体有关数据及数学公式：太阳半径s 696000 km ，太阳表面温度 5770 K ，火星半径rRT 3395km，球面积 42，其中R为球半径SR(1) 太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7 m1×10 2
8、m范围内，求相应的频率范围(2) 每小时从太阳表面辐射的总能量为多少?2(3) 火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为r( r 为火星半径 ) 的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400 倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度 .- 3 - 4 -参考答案1 C提示：根据实验现象，而后提出理论支持，物理学上把这种研究方法称为“科学假说”，故正确选项为C.2AC提示：根据光电效应的条件可知，A 光的频率高于极限频率，B 光的频率小于极限频率，故A 光的频率大于B 光的频率， A 选项正确；光电管工作时光电子从阴极（右侧）飞向阳极（左侧），由此可知，电路中流过电流表的电
9、流为a b，即 C正确 .3B 提示：本题综合考查光电效应规律与光电效应方程，蓝光比绿光频率高，更容易使金属发生光电效应，故A 选项说法正确，根据爱因斯坦光电效应方程，同一光子照射逸出功大的金属，克服原子核的吸引力做功多，最大初动能小，故B 选项说法错误，极限频率为的金属其逸出功为，现在入射光子能量为，根据爱因斯坦光电效应方程可判定最大初动能为，故 C 选项说法正确，由光电效应的规律可知频率越高的光照射同一金属，逸出的光电子的最大初动能大，而s 内逸出的光电子的个数与入射光的强度成正比，故D 选项说法正确，所以说法不正确的只有B 选项4D 提示：光是一种波，同时也是一种粒子，光同时具有波粒两种
10、性质，仅仅有时波动性明显，有时粒子性明显，故A 选项错误；光具有波粒二象性中的“波”不是宏观的连续波而是概率波，“粒”也不是宏观的粒子而是指光是不连续的，是“一份一份”的，光子没有一定的形状，但电子等宏观粒子有一定的形状，同一介质中光速不变，但电子等宏观粒子的速度是变化的，所以光子与电子不是同样一种粒子，光波与机械波也是不同性质的波，故B选项错误；光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子间的相互作用引起的，故C 选项错误，光子说指出光是一份一份的，可解释光电效应现象，体现了光具有粒子性，同时光子的能量与频率成正比，又体现了波动性，所以光子说并没有否定电磁说，所以正确选项是D5CD提示：本题考查
11、光是一种概率波的含义，根据概率波的概念，对于一个光子通过单缝后落在何处，是不确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可以达到%以上，当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只不过落在暗纹处的概率很小而已，故只有C、 D两选项是正确的6A 提示：本题综合考查光的本质属性及光在传播过程中其频率、波长、波速及光子能量变化的情况光是一种电磁波，也是一种概率波，概率波的概念是光子在空间各点出现的概率受波动规律的支配，而不是说光子在空间的运动轨迹是波动性的曲线，所以A 选项正确，而 D 选项错误；光在传播过程中频率保持不变，但波速却随介质的改变而改变（），由波速公式知波长也随介质的不同而改变，当光从空气
12、进入水中时，频率不变，波速变小，波长变短，- 5 -但光子的能量是由频率决定的，保持不变，故B 选项错误；光电效应证明光子具有能量并且它的能量是不连续的，而是一份一份的，它的能量可以被电子吸收，而不是说光子可以转化为电子，所以C选项是错误的，正确的选项只有A7ACD 提示：根据物质波的定义：只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波动性，A 正确， B 错误；根据物质波公式知宏观物体的动量大则物质波波长短，很难观察到他们的波动性，C 正确； 电子束在晶体上的衍射图样的获得证实了德布罗意的假设是正确的，即证实了物质波的存在，D 正确8A 提示：本题结合显微镜考查实物粒子的物质波
13、，为了观察纳米级的微小结构，用光学显微镜是不可能的因为可见光的波长数量级是10-7 m，远大于纳米，会发生明显的衍射现象，因此不能精确聚焦，如果用很高的电压使电子加速，使它具有一定的动量，则其物质波的波长远小于1nm，不会发生明显衍射，分辨率较高，正确选项为A9减小；无提示：紫外线照射锌板，锌板发生光电效应，放出光电子，锌板及与它连在一起的静电计带正电，带负电小球与其接触后，中和一部分正电荷， 静电计指针偏角减小红外线比黄光的频率更低，更不可能发生光电效应，能否发生光电效应与入射光的强度无关10， 提示：根据爱因斯坦光电效应方程可知，该金属的逸出功为W，该金属吸收光子的能量至少等于逸出功才能发
14、生光电效应，所以极限频率11 m， m/s提示：根据物质波公式，代入数据得电子束的德布罗意波长m，与电子束物质波波长相等的质子的速度= m/s 12约 m提示：估计一个中学生的质量m50kg ，百米跑时速度v7m/s ，则 = m =m13 m 提示：本题借助照相底片的感光现象，考查光电效应规律及光子说等知识，分解一个AgBr 分子所需要的能量是由吸收一个入射光子的能量得来，分子吸收光子的能量也是“一对一”的吸收关系，所以入射光子的能量最小值应等于分解一个AgBr 分子所需要的能量的最小值J，又由光子能量与频率成正比得：，解得m，所以使这种照相底片感光的入射光子的最长波长即截止波长为m14(1
15、)3 ×10 13 Hz1.5 ×10 15Hz (2)1.38×10 30 J （ 3） 204 K解析： (1) 由 c/ 得， 3.00 ×10 8（ 2×10 -7 ） Hz1.5 ×10 15 Hz 3.00 ×10 8（ 1×10 -5 ） Hz3×10 13 Hz所以辐射频率范围是3×10 13 Hz 1.5 ×10 15 Hz(2) 每小时从太阳表面辐射的总能量为2430E 4R T t ，代入数据得E1.38 ×10 Js(3) 设火星表面温度为T，太阳到火星的距离为d，火星单位时间内吸收来的太阳的辐- 6 -24422火星单位时间内向外辐射能量为 P 入4 RsT，代入 d 400Rs 得 P 入 Tr/ （400）射电磁波能量为 424，即422P ，火星处于平衡状态PPTr（ 400） 出入出42 4，解得 204 KrTT- 7 -
高中物理第十七章波粒二象性单元测试题三含解析新人教版选修3_5
