《高中物理人教版选修35同步作业与测评：第十七章波粒二象性综合评估 Word版含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教版选修35同步作业与测评：第十七章波粒二象性综合评估 Word版含解析（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十七章波粒二象性综合评估 对应学生用书P33本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。第卷(选择题，共50分)一、选择题(每小题5分，共50分。其中16题为单选，710题为多选)1一束平行光经玻璃三棱镜折射后，分解为互相分离的三束光，分别照在相同的金属板a、b、c上，如图所示，已知金属板b有光电子放出，则可知()A板a一定不放出光电子B板a一定能放出光电子C板c一定不放出光电子D板c一定能放出光电子答案D解析从棱镜对光的色散可知，光的频率越大，在同一介质的折射率越大。由题意：abc，同种材料极限频率相同，由b板有光电子，发生光电效应，则c一定可放出光电子
2、，所以C错误，D正确。但射到a板上的光的频率不能确定是否大于极限频率，所以不能判断是否发生光电效应，所以A、B错误。22017年年初，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm109 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲，大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h6.61034 Js，真空光速c3108 m/s)()A1021 J B1018 J C1015 J D1012
3、 J答案B解析一个处于极紫外波段的光子的能量为：Eh21018 J，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级必须相同，故B正确。3紫外线光子的动量为p。一个静止的O3吸收了一个紫外线光子后()A仍然静止 B沿着光子原来运动的方向运动C沿光子运动相反方向运动 D可能向任何方向运动答案B解析由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的O3分子与光子原来运动方向相同。故正确选项为B。4.如图所示，用单色光做双缝干涉实验。P处为亮条纹，Q处为暗条纹，不改变单色光的频率，而调整光源使其极微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子()A一定到达P处 B一定到达Q处C可能到达
4、Q处 D都不正确答案C解析单个光子的运动路径是不可预测的，只知道落在P处的概率大，落在Q处的概率小。因此，一个光子从狭缝通过后可能落在P处，也可能落在Q处，故C正确。5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跟入射光的频率的关系图象如图中的直线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，E2E1，关于这种金属的最大初动能Ek跟入射光的频率的关系图象应如图中的()AaBbCcD以上三条图线都不正确答案A解析根据光电效应方程EkhW0，知Ekhhc，知图线的横轴截距表示截止频率，图线的斜率表示普朗
5、克常量，知所求图线应与1图线平行，因为E2E1，则这种金属的截止频率比金属锌的大，故A正确，B、C、D错误。6人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为6.631034 Js，光速为3.0108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是()A2.31018 W B3.81019 WC7.01010 W D1.21018 W答案A解析每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收到最小功率为P W2.31018 W。7下列各种说法中正确的有 ()A普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说B一束光
6、照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短C在光的单缝衍射实验中，狭缝越窄，光子动量的不确定量越大D任何一个运动物体，无论是大到太阳、地球，还是小到电子、质子，都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波答案ACD解析普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量的量子化观点，A正确；当入射光的频率大于截止频率时才能产生光电效应，与入射光的强度和时间无关，B错误；根据xp可知，狭缝越窄即x越小，光子动量不确定量p越大，C正确；由概率波的知识可知，D正确。8近年来，数码相机家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点。现知300万
7、像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因理解错误的是()A光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B光的波动性是由大量光子之间的相互作用引起的C大量光子表现出粒子性D光具有波粒二象性，大量光子表现出波动性答案ABC解析由题意知像素越高，形成照片的光子数越多，表现出的波动性越强，照片越清晰，故D正确，A、B、C错误。9在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置(如图a)在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图b所示。则正确的是()A乙光的频率大于甲光的频率B甲光的波长大于丙光的波长C丙光的光子能量小于甲光的光子能量D乙光对应的
8、光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能答案AB解析当光电管两端加上反向截止电压且光电流为0时，有mveU，对同一光电管使用不同频率的光照射，有hW0mv，两式联立得hW0eU，甲光的反向遏止电压最小，所以甲光频率最小，波长最长，A、B正确；由光子能量Eh，知C错误；乙、丙两光对应的光电子最大初动能相等，D错误。10用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA。移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0。则()A光电管阴极的逸出功为1.8 eVB开关K断开后，没有电流流过电流表GC光电子的最大初动能为
9、0.7 eVD改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小答案AC解析该装置所加的电压为反向电压，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，EkmhW0，W01.8 eV，故A、C正确。开关K断开后，用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误。改用能量为1.5 eV的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故D错误。故选A、C。第卷(非选择题，共50分)二、填空题(共16分)11(6分)如图所示，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。(1)现用
10、一带负电的金属小球(与锌板相比电荷量小)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。(3)实验室用功率P1500 W的紫外线灯演示光电效应。紫外线波长253 nm，阴极离光源距离d0.5 m，原子半径取r11010 m，则阴极表面每个原子每秒钟接收到的光子数为_个。答案(1)减小(2)无(3)19解析(1)当用紫外线照射锌板时，锌板发生光电效应，放出光电子而带正电，此时与锌板连在一起的验电器也带正电，从而指
11、针发生偏转，当带负电的小球与锌板接触，中和一部分正电荷，从而使验电器的指针偏转减小。(2)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，红外线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。(3)以紫外线灯为圆心，作半径为d的球面，则每个原子每秒钟接收到的光能量为Er21.51017 J因此每个原子每秒钟接收到的光子数为n19个。12(4分)照相底片上的感光物质AgBr在光照射下能分解，经冲洗后就被记录下来(这种现象称为“光化效应”，与光电效应类似，只有入射光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
12、需的最小能量约为1.01019 J，则这种照相底片感光的截止波长为_(即它能记录的光的最大波长值)。答案1.99106 m解析由hh，得1.99106 m。13(2分)已知钾的截止频率为5.441014 Hz，钠的截止频率为5.531014 Hz，钙的截止频率为7.731014 Hz，钨的截止频率为10.951014 Hz，当用波长为0.486 m的光来照射它们的时候，可发生光电效应的是_。答案钾、钠解析由波速公式c得，则波长为0.486 m的光频率为： Hz6.171014 Hz，比较题目所给数据，可知该光的频率大于钾、钠的截止频率，故可以发生光电效应的金属应该是钾、钠。14(4分)如图所示
13、是做光电效应实验的装置简图。在抽成真空的玻璃管内，K为阴极(用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9 eV)，A为阳极。在a、b间不接任何电源，用频率为(高于铯的截止频率)的单色光照射阴极K，会发现电流表指针有偏转。这时，若在a、b间接入直流电源，a接正极，b接负极，并使a、b间电压从零开始逐渐增大，发现当电压表的示数增大到2.1 V时，电流表的示数刚好减小到零。则a、b间未接直流电源时，通过电流表的电流方向为_；从阴极K发出的光电子的最大初动能Ek_ J；入射单色光的频率_ Hz。答案从下向上3.3610199.651014解析光电子由K向A定向移动，光电流由A向K，因此通过电流表的电流方
14、向为从下向上。电流表示数刚好减小到零时，具有最大初动能的电子刚好不能到达A板，根据动能定理得：Ue0Ek，代入数据，得最大初动能为Ek2.1 eV3.361019 J。由光电效应方程：EkhW0，得9.651014 Hz。三、计算题(共34分)15(8分)已知由激光器发出的一细束功率为P0.15 kW的激光束，竖直向上照射在一个固态铝球的下部，使其恰好能在空中悬浮。已知铝的密度为2.7103 kg/m3，设激光束的光子全部被铝球吸收，求铝球的直径是多大？(计算中可取3，g10 m/s2)答案0.33 mm解析设每个激光光子的能量为E，动量为p，时间t内射到铝球上的光子数为n，激光束对铝球的作用力为F，铝球的直径为d。则有：PtnE，Ft0np，光子能量和动量间的关系是Epc，铝球的重力和F平衡，因此Fgd3，由以上各式联立解得d0.33 mm。16(8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，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，若将电子加速，使它的德布罗意波波长是这种紫光波长
