《2016-2017学年高中物理 第2章 波粒二象性章末综合测评 粤教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016-2017学年高中物理 第2章 波粒二象性章末综合测评 粤教版选修3-5（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 章末综合测评(二) (时间：60分钟 满分：100分) 一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每题给出的5个选项中有3项 符合题目要求，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分每选错1个扣3分， 最低得分为0分) 1一个光子和一个电子具有相同的波长，则( ) A光子具有较大的动量 B光子具有较大的能量 C电子与光子的动量相等 D电子和光子的动量不确定 E电子和光子都满足不确定性关系式xp h 4 【解析】 根据 可知，相同的波长具有相同的动量 h p 【答案】 BCE 2(2016郑州一中检测)以下说法中正确的是( ) A光波和物质波都是概率波 B实物粒子不具有波动性 C
2、实物粒子也具有波动性，只是不明显 D光的波动性是光子之间相互作用引起的 E光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹，光子在空间出现的概率可以通过波动规 律确定 【解析】 光波和物质波都是概率波，可通过波动规律来确定，故A、C、E正确，B 错误；光的波动性是光的属性，不是光子间相互作用引起的，D错误 【答案】 ACE 3在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说 法正确的是( ) A增大入射光的强度，光电流增大 B减小入射光的强度，光电效应现象消失 C改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应 D改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大 E光电效应的发生与照射光的强度无关
3、 【解析】 增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流 将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故2 选项B错误，E正确用频率为的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光 照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hW 逸 mv 2 可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确 1 2 【答案】 ADE 4下列叙述的情况中正确的是 ( ) A光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样 B光是波，与橡皮绳上的波类似 C光是波，但与宏观概念的波有本质的区别 D光是一种粒子，它和物质作用是“
4、一份一份”进行的 E光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动的规律来描述 【解析】 光的粒子性说明光是一种粒子，但到达空间某位置的概率遵守波动规律， 与宏观概念的粒子和波有着本质的不同，所以选项A、B错误，C、E正确根据光电效应 可知，光是一种粒子，光子与电子的作用是一对一的关系，所以选项D正确 【答案】 CDE 5电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是( ) A氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置 B电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道 C电子绕核运动时，不遵从牛顿运动定律 D电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的 E电子轨道只
5、不过是电子出现的概率比较大的位置 【解析】 微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已 经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的 “轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述， C、D、E正确 【答案】 CDE 二、非选择题(本题共8小题，共70分按题目要求作答) 6(6分)在做双缝干涉实验中，观察屏的某处是亮纹，则对某个光子来说到达亮纹处 的概率比到达暗纹处的概率_，该光子_到达光屏的任何位置 【解析】 根据概率波的含义，一个光子到达亮纹处的概率要比到达暗纹处的概率大 得多，但并不是一定能够到达亮纹
6、处 【答案】 大 可能 7(6分)频率为的光照到某金属材料时，产生光电子的最大初动能为E km ，若改用 频率为2的光照射同一金属材料，则所产生光电子的最大初动能为_(h为普朗3 克常量) 【解析】 由光电效应方程得频率为的光照射金属材料时E km hW 0 ，改用频率 为2的光照射同一金属材料时E km h2W 0 ，解得E km E km h. 【答案】 E km h 8(6分)经150 V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， 电子到达屏上的位置受_规律支配，无法用确定的_来描述它的位置 【解析】 电子被加速后其德布罗意波波长 110 10m，穿过铝箔时发生衍 h
7、p 射，电子的运动不再遵守牛顿运动定律，不可能用“轨迹”来描述电子的运动，只能通过 概率波来描述 【答案】 波动 坐标 9(6分)某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21 eV，用波长为 2.510 7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.010 8m/s，元电荷为1.610 19C，普朗克常量为6.6310 34Js.钾的极限频率为_，该光电管发射的光电子的 最大初动能是_ 【解析】 由W 0 h c 得，极限频率 c 5.310 14Hz；由光电效应方程 W0 h E k hW 0 得，光电子的最大初动能E k h W 0 4.410 19J. c 【答案】 5.310 14
8、Hz 4.410 19J 10(10分)太阳能直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳能转换成电能如图 1所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压 图1 (1)标出电源和电流表的正负极； (2)入射光应照在_极上 (3)电流表读数是10 A，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是_个. 【导学号：78220029】 【解析】 (1)加正向电压，应该是在电子管中电子由B向A运动，即电流是由左向 右因此电源左端是正极，右端是负极，电流表上端是正极，下端是负极 (2)光应照在B极上 (3)设电子个数为n，则 Ine，所以n 6.2510 13 (个) 10 106 1.6 10194 【答案】
9、 (1)电源左端是正极，右端是负极；电流表上端是正极，下端是负极 (2)B (3)6.2510 13 11(12分)深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道如图2所示是 一个航标灯自动控制电路的示意图电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金 属下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长，又知可见光的波长在 400770 nm(1 nm10 9 m) 图2 各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长： 金属 铯 钠 锌 银 铂 极限频率(Hz) 4.54510 1 4 6.00010 1 4 8.06510 1 4 1.15310 1 5 1.52910 1 5 极限波长(m
10、) 0.660 0 0.500 0 0.372 0 0.260 0 0.196 2 根据图和所给出的数据，你认为： (1)光电管阴极K上应涂有金属_； (2)控制电路中的开关S应和_(选填“a”和“b”)接触； (3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工 伤事故如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机，这时电路中开关S 应和_接触，这样，当工人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电 器衔铁立即动作，使机床停止工作，避免事故发生 【解析】 (1)依题意知，可见光的波长范围为 40010 9 77010 9 m 而金属铯的极限波长为0.66
11、0 010 6 m66010 9 m， 因此，光电管阴极K上应涂金属铯 (2)深沉的夜色中，线圈中无电流，衔铁与b接触，船舶依靠航标灯指引航道，所以控 制电路中的开关S应和b接触 (3)若将上述控制电路中的电灯换成电机，在手遮住光线之前，电机应是正常工作的， 此时衔铁与a接触，所以电路中的开关S应和a接触 【答案】 (1)铯 (2)b (3)a 12(12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5 ，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440 nm， h p 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
12、量的大小； (2)试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系，并计算加速电压的大小电子质量 m9.110 31kg，电子电荷量e1.610 19C，普朗克常量h6.610 34Js，加速 电压的计算结果取一位有效数字. 【导学号：78220030】 【解析】 (1)由 知电子的动量 h p p 1.510 23kgm/s. h (2)电子在电场中加速，有eU mv 2 1 2 又 mv 2 1 2 p2 2m 解得U 810 2V. mv2 2e h2 2me2 【答案】 (1)1.510 23kgm/s (2)U 810 2V h2 2me2 13(12分)如图3所示，相距为d的两平行金属板A、B
13、足够大，板间电压恒为U，有 一波长为的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金 属板B的逸出功为W 0 ，电子质量为m，电荷量为e.求： 图3 (1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子，到达A板时的动能； (2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间. 【导学号：78220031】 【解析】 (1)根据爱因斯坦光电效应方程得E k hW 0 光子的频率为 c 所以光电子的最大初动能为E k W 0 hc 能以最短时间到达A板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B板的电子，设到 达A板的动能为E k1 ，由动能定理，得eUE k1 E k6 所以E k1 eU W 0 . hc (2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B 板的光电子 则d at 2 1 2 Uet2 2dm 解得td . 2m Ue 【答案】 (1)eU W 0(2)d hc 2m Ue
