2019高中物理第十七单元波粒二象性单元测试（一）新人教版选修3_5.doc

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1、1第十七单元 波粒二象性注 意 事 项 ：1 答 题 前 ， 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 ， 并 将准 考 证 号 条 形 码 粘 贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。2 选 择 题 的 作 答 ： 每 小 题 选 出 答 案 后 ， 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目的 答 案 标 号 涂 黑 ， 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。3 非 选 择 题 的 作 答 ： 用 签 字 笔 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域

2、内 。 写在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。4 考 试 结 束 后 ， 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。一、选择题（本大题共 10 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，第 16 题只有一项是符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分）1下列说法不正确的是( )A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体是一种理想化模型，其辐射强度与温度有关，当温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向

3、移动D在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，会把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变短2关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B光波与机械波是同种波C光的波动性是由光子间的相互作用而形成的D光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量E h 中，仍表现出波的特性3电子显微镜的最高分辨率高达 0.2 nm，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将( )A小于 0.2 nm B大于 0.2 nm C等于 0.2 nm D以上说法均不正确4频率为 的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能

4、为 Ek，改用频率2 的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为（ h 为普朗克常量）( )A Ek h B2 Ek C Ek h D2 h Ek5用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果换一种频率更大的光照射该金属，但光的强度减弱，则( )A单位时间内逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小B单位时间内逸出的光电子数增大，光电子的最大初动能减小C单位时间内逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能增大D单位时间内逸出的光电子数增大，光电子的最大初动能增大6现用电子显微镜观测线度为 d 的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为 n其中 n 1。已知普朗

5、克常量 h、电子质量 m 和电子电荷量 e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )A2nhedB123()mdhneC2nhmedD2dhmen7实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是( )A 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹B人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样D光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关8一束绿光照射某金属发生了光电效应，则以下说法正确的是( )A若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数增加B若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能增加C若改用紫光照射，则

6、可能不会发生光电效应2D若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加9电子的运动受波动性支配，对氢原子的核外电子，下列说法正确的是( )A电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的B电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置C电子绕核运动时电子边运动边振动D电子在核外的位置是不确定的10如图所示是研究光电效应的电路，阴极 K 和阳极 A 是密封在真空玻璃管中的两个电极，K 在受到光照时能够发射光电子。阳极 A 吸收阴极 K 发出的光电子，在电路中形成光电流如果用单色光 a 照射阴极 K，电流表的指针发生偏转；用单色光 b 照射光电管阴极 K 时，电流表的指针不发生偏转。则下列说法正确的是( )

7、A a 光的波长一定小于 b 光的波长B只增加 a 光的强度可能使通过电流表的电流增大C只增加 a 光的强度可使逸出的电子最大初动能变大D阴极材料的逸出功与入射光的频率有关二、非选择题(本题共 6 小题，共 60 分。按题目要求做答，计算题解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(8 分)伦琴射线管是用来产生 X 射线的一种装置，构造如图所示。真空度很高（约为 10-4 Pa）的玻璃泡内，有一个阴极 K 和一个阳极 A，由阴极发射的电子受强电场的作用被加速后打到阳极，会产生 X 光内的各种能量的光子，其中光

8、子能量最大值等于电子的动能。已知阳极和阴极之间的电势差 U，普朗克常数 h，电子电荷量e 和光速 c，则可知该伦琴射线管产生的 X 光的最大频率为_，最短波长为_。12(8 分)在某次光电效应实验中，得出的遏止电压 Uc与入射光的频率 v 的关系如图所示。若该直线的斜率和纵轴上截距分别为 k 和 b，电子电荷量的绝对值为 e，则普朗克常量可表示为_，所用材料的逸出功可表示为_。13(8 分)历史上美国宇航局曾经完成了用“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”坦普尔号彗星的实验。探测器上所携带的重达 400 kg 的彗星“撞击器”将以 1.0104 m/s 的速度径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星

9、后“撞击器”融化消失，这次撞击使该彗星自身的运行速度出现 1.010-7 m/s 的改变。已知普朗克常量 h6.610 -34 Js。则：(1)撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长为_；(2)根据题中相关信息数据估算出彗星的质量为_。14(10 分)用波长为 的光照射金属的表面，当遏止电压取某个值时，光电流便被截止；当光的波长改变为原波长的 1n后，已查明使电流截止的遏止电压必须增大到原值的 倍，试计算原入射光的波长 。(已知该金属的逸出功为 W0)15(12 分)电子具有多大速度时，德布罗意波的波长同光子能量为 4104 eV 的 X 射线的波长相等？此电子需经多大的电压加速？316(14 分

10、)有一真空中波长为 610-7 m 的单色光，普朗克常量为 6.6310-34 Js，求：(1)此单色光的频率；(2)此单色光的 1 个光子的能量；(3)金属钠产生光电效应的极限频率是 6.01014 Hz。根据能量转化和守恒守律，用该单色光照射金属钠时，产生的光电子的最大初动能是多大？12018-2019 学 年 高 二 上 学 期 第 十 七 单 元 训 练 卷物 理 （ 一 ） 答 案一、选择题（本大题共 10 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，第 16 题只有一项是符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0

11、 分）1 【答案】D【解析】光电效应现象揭示了光的粒子性，A 正确；衍射现象是波特有的性质，故热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，B 正确；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与黑体的温度有关，黑体辐射随着波长越短温度越高辐射越强，C 正确；康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移 给 电 子 ， 因 此 光 子 能 量 减 小 ， 根 据 可 得 光 子 散 射 后 波 长 变=长 ， D 错 误 。2 【答案】D【解析】个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性，而不是有的光是波，有的光是粒子，故 A 错误；光子是电磁波，而电子是

12、实物粒子，故 B 错误；光波是概率波，个别光子的行为是随机的，表现为粒子性，大量光子的行为往往表现为波动性，不是由光子间的相互作用形成的，故 C 错误；光是一种波，同时也是一种粒子，在光子能量 h 中，频率 仍表示的是波的特性，它体现了光的波动性与粒子性的统一，故 D 正确。3 【答案】A【解析】根据德布罗意波长公式 知，质子的质量大于电子的质量，相同=速度的质子比相同速度的电子动量大，则质子的德布罗意波长小，分辨率高，则最高分辨率将小于 0.2nm，故 A 正确。4 【答案】C【解析】频率为 v 的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为 ，根据光电效应方程知，逸出功 ；改用频率 2v 的光

13、照射同一金属，则0=最大初动能 ，故 C 正确。=20=+5 【答案】C【解析】根据光电效应方程 Ekm=hvW 0得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少，故 C 正确。6 【答案】C【解析】物质波的波长 ，则 ，得： ，由动能定理可得：= = =，解得： 。=122 =22227 【答案】BC【解析】 粒子在云室中受磁场力的作用，做的是圆周运动，与波动性无关，A 错误；可以利用慢中子衍射来研究晶体的结构，说明中子可

14、以产生衍射现象，说明具有波动性，B 正确；干涉是波具有的特性，电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，C 正确；光电效应实验，说明的是能够从金属中打出光电子，说明的是光的粒子性，D 错误。8 【答案】AD【解析】光的强度增大，则单位时间内逸出的光电子数目增多，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能不变，故 A 正确、B 错误；因为紫光的频率大于绿光的频率，一定发生光电效应，故 C 错误；根据光电效应方程 Ekm=hv W0知，光电子的最大初动能增加，故 D 正确。9 【答案】ABD10 【答案】AB【解析】用单色光 b 照射光电管阴极 K 时，电流表的指针不发生偏转，说明

15、用 b 光不能发生光电效应，即 a 光的波长一定小于 b 光的波长，选项 A 正确；只增加 a 光的强度可使阴极 K 单位时间内逸出的光电子数量增加，故通过电流表的2电流增大，选项 B 正确；只增加 a 光的强度不能使逸出的电子的最大初动能变大，选项 C 错误；阴极材料的逸出功只与阴极材料有关，与入射光的频率无关，选项D 错误。二、非选择题(本题共 6 小题，共 60 分。按题目要求做答，计算题解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11 【答案】 【解析】光子的最大能量 E=eU=h，解得 = ，则最短波长

16、。 =12 【答案】 ke be【解析】根据光电效应方程 Ekm=hv-W0，以及 Ekm=eUc得： ，图线=0的斜率： ，解得普朗克常量 h=ke。纵轴截距的绝对值： ，所用材料的= =0逸出功可表示为： 。0=13 【答案】(1) (2)1.6510-40m 4.01013Kg【解析】 （1）撞击前彗星“撞击器”的动量为：，则撞击前彗星 “撞击器”对应物=4001.0104=4.0106/质波波长为： ；=6.610344.0106=1.651040（2）以彗星和撞击器组成的系统为研究对象，规定彗星初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得 ，则得彗星的质量为=40011041107 =4.

17、0101314 【解析】由题意，结合光电效应方程，及 ，当用波长为 的光照射金属表面，则有：h W0 eU0当光的波长改为原波长的 1/n 后，则有： h W0 eU 0解得：= 。()0(1)15 【解析】由德布罗意波公式 hp hmeve光子能量式 E h hc联立可得： ve m/s2.3410 7 m/sEmec 41041.610 199.110 313108由动能定理得： eU mev12 2eU V1.5610 3 V。9.110 31（ 2.34107） 221.610 1916 【解析】 （1）由 c=，该单色光的频率为：= ，解得= Hz=51014Hz31086107（2）1 个光子的能量 E=h=6.6310 34 51014J=3.3151019 J（3）由 WA=h 0即得：W A=6.631034 6.01014=3.9781019 J 根据光电效方程可知，光电子的最大初动能为：E Km=hW A代入数据解得：EKm=hW A=6.631034 6.010143.31510 19 =6.631020 J。