2019_2020学年高中物理第十七章波粒二象性单元测试题（四）（含解析）新人教版

2019_2020学年高中物理第十七章波粒二象性单元测试题（四）（含解析）新人教版

波粒二象性单元测试题（四）一、选择题1、入射光照射到金属表面上发生了光电效应，若入射光的强度减弱，但频率保持不变，那么以下说法正确的是（）A．从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔明显增加B．逸出的光电子的最大初动能减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少D．有可能不再产生光电效应1．C解析：由光电效应的基本规律知,光的频率不变,逸出的光电子的最大初动能不变;入射光的强度减弱,单位时间内照射到金属上的光子数减少,因而单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少;只要入射光的频率大于金属的极限频率,就能产生光电效应,并且是瞬时的,不会因入射光的强度减弱而延长时间.ABD错,C对.2、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．等效代替B．控制变量C．科学假说D．数学归纳2．C解析：:本题考查科学研究方法.爱因斯坦由光电效应的实验规律提出光子说,属于科学假说.光子说圆满地解释了光电效应的实验规律,后来的康普顿效应又无可辩驳地证明了光是一种粒子,光子说得到了验证,由假说上升为一种正确理论.图13、如图1所示，画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则（）A．各种波长的辐射强度都有增加B．只有波长短的辐射强度增加C．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．辐射电磁波的波长先增大后减小3．A、C。解析：从图像可以看出A、C正确。4、对光的认识，以下说法正确的是（）A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性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，不具有粒子性；光表现出粒子性时，不具有波动性D．光的波粒二象性应理解为：在某些场合下光的波动性表现明显，在另外一些场合下，光的粒子性表现明显4．A、B、D。解析：个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性；光与物质相互作用，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，因为波动性表现为粒子分布概律，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，A、B、D正确。5、光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的方向而发生散射，康普顿对散射的解释为（）A．虽然改变原来的运动方向，但频率保持不变B．光子从电子处获得能量，因而频率增大nC．入射光引起物质内电子做受迫振动，而从入射光中吸收能量后再释放，释放出的散射光频率不变D．由于电子受碰撞后得到动量，散射后的光子频率低于入射光的频率5．D。解析：入射光子不仅具有能量也具有动量，与静止的电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律，碰撞时入射光子要把一部分动量传给电子，光子的动量变小。由看，波长λ变大，频率变小。D正确。6、一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是（）A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加C．若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应D．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加6．A、D。解析：光电效应的规律表明：入射光的频率决定着是否发生光电效应以及发生光电效应时产生的光电子的最大初动能的大小，当入射光频率增加后，产生的光电子最大初动能也增加；而照射光的强度增加，会使单位时间内逸出的光电子数增加。紫光频率高于绿光，A、D正确。7、用波长为λ1和λ2的单色光1和2分别照射金属1和2的表面。色光1照射金属1和2的表面时都有光电子射出，色光2照射金属1时有光电子射出，照射金属2时没有光电子射出。设金属1和2的逸出功为W1和W2，则有（）A．λ1>λ2，W1>W2B．λ1>λ2，W1W2D．λ1<λ2，W1ν2,则色光波长λ1<λ2.故正确选项为D.8、在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是（）A．使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样B．单个光子通过单缝后，底片上也会出现完整的衍射图样C．光子通过狭缝的运动路线像水波一样起伏图2D．单个光子通过单缝后的运动情况具有随机性，大量光子通过单缝后的运动情况也呈现随机性8．A提示：本题考查学生对光的波粒二象性的理解，衍射现象是大量光子的集体行为.正确选项为A.9．A解析:波长为400nm的单色光光子的能量:E=hν=h=6.63×10－34×J=4.95×10－19J.只有光子的能量大于金属的逸出功,才能使金属发生光电效应,故光子只能使铯、钙发生光电效应,A正确.9、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动能Ek与入射光的频率ν的关系如图2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．单位时间逸出的光电子数10．A、B、C。解析：依据光电效应方程可知，当时，，即图像中横坐标的截距在数值上等于金属的极限频率。图线的斜率为，可见，图线的斜率在数值上等于普朗克常量。假设图线的延长线与轴的交点为C，其截距的绝对值就等于逸出功W的数值，A、B、C正确。10、某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量。则激光器每秒发射的光子数为（）A．B．C．D．λPhc1．A　解析：由P·1=nh得n=，故正确选项为A.12．C。开关闭合后，光电管两端所加的电压为反向电压，其作用是阻碍由光电管阴极发射出的光电子向阳极运动。当电压为0.60V时，电路中恰无电流，说明由阴极发射的具有最大初动能的光电子也恰好不能到达阳极—即具有最大初动能的光电子到达阳极速度恰减为零，也就是eV。由爱因斯坦光电效应方程：得：，C正确。二、填空题n11、质量为60kg的运动员，百米赛跑的成绩为10s，运动员的德布罗意波的波长约为_______m。13．1.1×10-36m。解析：由公式知，运动员的德布罗意波波长λ=≈1.1×10-36m。12、如图3所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角。图3(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将______(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针______(填“有”或“无”)偏转。14．(1)减小(2)无解析：当用紫外光照射锌板时，锌板发生光电效应，放出光电子而带上了正电，此时与锌板连在一起的验电器也带上了正电，从而指针发生了偏转.当带负电的小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏转减小.使验电器指针回到零，用钠灯黄光照射，验电器指针无偏转，说明钠灯黄光的频率小于极限频率，红外光比钠灯黄光的频率还要低，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.13、在光电效应实验中，如果实验仪器及线路完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是__________________________。15．入射光波长太大或反向电压太大。入射光频率小于这种金属的极限频率（即入射光波长大于这种金属的极限波长），不能发生光电效应现象，即无光电子逸出。另一种可能是光电管上所加反向电压过大，逸出的光电子减速运动，速度为零后又返回，使电路中没有电流通过。14、在一个可视为逐个释放可见光光子的实验中，光屏每秒钟获得的能量为J，则相邻两个光子的平均距离约为___________m（普朗克常量h=6.63×10-34J·s，可见光的频率取6×1014Hz，保留两位有效数字）。6．。每秒钟光屏接收到光子的个数为n，则E=nhν，n===1.26×106个，每秒钟光子运动的距离：s=ct=。故相邻两个光子的平均距离：d===2.4×102m三、计算题15、分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1：2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为多大？由方程①②③得16、在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会发射包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差为U、普朗克常量为h、电子电荷量为e，光速为c，求可知该X射线管发出的X光的最大频率。18．。解析：由动能定理可知，加速电场对电子所做的功等于电子动能的增量，由题意可知，光子的最大能量等于电子的动能，则有：，故x光的最大频率。17、为引起人眼的视觉，进入人眼的绿光的能量至少为每秒E=10-16nJ。假设在漆黑的夜晚，在距人s=100m远处点亮一只绿光小灯泡，为使人看到它的光线，小灯泡的功率至少为多大？(人用一只眼看，瞳孔直径为4mm)19．10-6W解析：由题意知E=×π()2　　解得P==W=10-618、红宝石激光器发射的激光是一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲。现有一红宝石激光器，发射功率为1.0×1010W，所发射的每个光脉冲持续的时间Δt=1.0×10－11s，波长为693.4nm.问每列光脉冲的长度是多少？其中含有的光子数n是多少？20．答案:3.0×10－3m3.5×1017个解析:每列光脉冲长度L=cΔt=3×108×1.0×10－11m=3.0×10－3m每个光子的能量E1=h每列光脉冲含有的光子数n==3.5×1017个.n参考答案一、选择题1．C2．C3．AC4．ABD5．D6．AD7．D8．A9．ABC10．A　二、填空题11．1.1×10-36m12．(1)减小(2)无13．入射光波长太大或反向电压太大。入射光频率小于这种金属的极限频率（即入射光波长大于这种金属的极限波长），不能发生光电效应现象，即无光电子逸出。另一种可能是光电管上所加反向电压过大，逸出的光电子减速运动，速度为零后又返回，使电路中没有电流通过。14．三、计算题15．解析根据爱因斯坦光电效应方程和得①②且：：2③由方程①②③得16．解析由动能定理可知，加速电场对电子所做的功等于电子动能的增量，由题意可知，光子的最大能量等于电子的动能，则有：，故x光的最大频率。17．10-6W解析由题意知E=×π()2　　解得P==W=10-618．3.0×10－3m3.5×1017个解析每列光脉冲长度L=cΔt=3×108×1.0×10－11m=3.0×10－3m，每个光子的能量E1=h，每列光脉冲含有的光子数n==3.5×1017个。