第四章 波粒二象性 章末检测试卷（含答案）

《第四章 波粒二象性 章末检测试卷（含答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章 波粒二象性 章末检测试卷（含答案）（9页珍藏版）》请在七七文库上搜索。

1、章末检测试卷(四)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共计60分.18题为单项选择题，912题为多项选择题)1.关于热辐射，下列说法中正确的是()A.一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B.黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的C.一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D.温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动答案C解析一般物体的热辐射强度除与温度有关之外，还与材料、表面状况有关，A错误；黑体可以辐射可见光，不一定是黑的，B错误；由黑体辐射的实验规律知，C正确，D错误.2.爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，

2、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.数学归纳答案C解析为了解释光电效应的实验规律，由于当时没有现成的理论，爱因斯坦就提出了“光子说”来解释光电效应的规律，并取得成功.从科学研究的方法来说，这属于科学假说.C正确，A、B、D错误.3.波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是()A.光电效应现象揭示了光的波动性B.热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案B解析光电效应现象揭示了光的粒子性，A错误；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明

3、中子具有波动性，B正确；普朗克借助于能量子假说，解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的德布罗意波长相等，则动量p也相等，动能则不相等，D错误.4.用波长为1和2的单色光A和B分别照射两种金属C和D的表面.单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象.设两种金属的逸出功分别为WC和WD，则下列选项正确的是()A.12，WCWDB.12，WCWDC.1WDD.12，WCWD答案D解析由题意可知，A光光子的能量大于B光光子的能量，根据hh，得12

4、；又因为单色光B只能使金属C产生光电效应现象，不能使金属D产生光电效应现象，所以WCWD，故正确选项是D.5.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2.5107m的紫外线照射阴极.已知真空中光速为3.0108 m/s，电子电荷量为1.61019C，普朗克常量为6.631034 Js，则钾的截止频率和该光电管发射的光电子的最大初动能分别是()A.5.31014 Hz,2.2 JB.5.31014 Hz,4.41019 JC.3.31033 Hz,2.2 JD.3.31033 Hz,4.41019 J答案B解析由Wh0得截止频率0 Hz5.31014 Hz，由光电效应

5、方程得mv2hWhW J2.211.61019 J4.41019 J.6.在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近，已知中子质量m1.671027 kg，普朗克常量h6.631034 Js，可以估算出德布罗意波长1.821010 m的热中子的动能的数量级可能是()A.1017 J B.1019 JC.1021 J D.1024 J答案C解析由，p22mEk，得Ek，代入数据，有Ek3.971021 J，数量级为1021 J，故选C项.7.已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能mv2跟入射光的频率的关系图像如图1中的直线l所示.某种单色

6、光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为mv12.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mv22，mv22mv12，关于这种金属的最大初动能mv2跟入射光的频率的关系图像应是图中的()图1A.a B.bC.c D.上述三条图线都不正确答案A解析根据光电效应方程知，mv2为一次函数，斜率是普朗克常量h，h是确定的值，虽然两金属的逸出功不同，但两个mv2图像的斜率相同，两个直线平行，同时再利用mv2hW，结合题意mv22mv12，h相同，所以W1W2，即直线在纵轴上的截距的绝对值W2大，故选项A正确.8.(2019济宁市期末)如图2所示，N为钨板，M为金属网，它们分别与

7、电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知钨板的逸出功为4.5 eV.现分别用不同的光照射钨板(各光子的能量已在图上标出)，则图中有光电子到达金属网的是()图2A. B.C. D.答案B解析入射光的光子能量小于逸出功，则不能发生光电效应，故错误.入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，电场对光电子加速，故有光电子到达金属网，故正确.入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程mv2hW3.5 eV，因为所加的电压为反向电压，大小为2 V，根据动能定理，知光电子能到达金属网，故正确.入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程mv2hW3.5 eV，所

8、加的反向电压为4 V，根据动能定理知，光电子不能够到达金属网，故错误.9.(2018泰安市高二下学期期末)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.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B.射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构答案ACD解析电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子是一种波，故A正确；射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可说明射线是一种粒子，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子的衍

9、射现象，说明电子是一种波，故D正确.10.(2018辛集中学期中)如图3是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能mv2与入射光频率的关系图像.由图像可知()图3A.该金属的逸出功等于EB.入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为2EC.该金属的截止频率等于0D.入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为答案AC11.如图4所示，某种单色光射到光电管的阴极上时，电流表有示数，则()图4A.入射的单色光的频率必须大于阴极材料的截止频率B.增大单色光的强度，电流表的示数将增大C.滑片P向左移，电流表示数将增大D.滑片P向左移，电流表示数将减小，甚至为零答案ABD解析单色光射到光电管的阴

10、极上时，电流表有示数，说明发生了光电效应，因此入射的单色光的频率一定大于阴极材料的截止频率，选项A正确；增大单色光的强度，则产生的光电流增大，电流表的示数增大，选项B正确；当滑片P向左移时，K极的电势比A极高，光电管上加的是反向电压，故选项C错误，D正确.12.如图5所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接.用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转.下列说法正确的是()图5A.a光的频率一定大于b光的频率B.用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应C.电源正极可能与c接线柱连接D

11、.若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由dGf答案ACD解析由于电源的接法不知道，所以有两种情况：(1)c接负极，d接正极：单色光a频率大于金属的截止频率，b光的频率小于金属的截止频率，所以a光的频率一定大于b光的频率.(2)c接正极，d接负极：a、b两光可能都发生光电效应，a光产生的光电子能到达负极而b光产生的光电子不能到达负极，a光产生的光电子的最大初动能大，所以a光的频率一定大于b光的频率，故A、C正确，B错误；电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由dGf，故D正确.二、填空题(本题共2小题，共计10分)13.(4分)如图6所示的实验

12、电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转.若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U.若此时增加黄光照射的强度，则毫安表_(选填“有”或“无”)示数.若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表_(选填“有”或“无”)示数.图6答案无(2分)有(2分)解析光电效应的原理是当有频率足够大的光照射到金属表面时，将会使金属中的电子获得足够能量而从表面逸出，逸出的光电子向另一极板定向移动而形成电流.当增加黄光照射的强度时，不能增加光电子的最大初动能，故毫安表无示数.当改用蓝光照射时，照射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，光电

13、子能到达A极，形成电流.14.(6分)采用如图7甲所示电路可研究光电效应规律，现分别用a、b两束单色光照射光电管，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系图像如图乙所示.图7(1)实验中当灵敏电流表有示数时将滑片P向右滑动，则电流表示数一定不会_(选填“增大”“不变”或“减小”).(2)照射阴极材料时，_(选填“a光”或“b光”)使其逸出的光电子的最大初动能较大.(3)若a光的光子能量为5 eV，图乙中U022 V，则光电管的阴极材料的逸出功为_ J.(e1.61019 C)答案(1)减小(2分)(2)b光(2分)(3)4.81019(2分)解析(1)当滑片P向右滑动时，正向电压增大，光电子

14、做加速运动，若光电流达到饱和，则电流表示数不变，若没达到饱和，则电流表示数增大.(2)由题图乙知b光的遏止电压大，由eU0mv2知b光照射阴极材料时逸出的光电子的最大初动能较大.(3)由光电效应方程mv2hW，可知光电管的阴极材料的逸出功为5 eV2 eV3 eV4.81019 J.三、计算题(本题共3小题，共计30分)15.(10分)如图8所示是光电效应实验部分示意图.当用光子能量为h3.1 eV的光照射金属K时，产生光电流.若K的电势高于A的电势，且电势差为0.9 V，此时光电流刚好截止.那么，当A的电势高于K的电势，且电势差也为0.9 V时，光电子到达A极时的最大动能是多大？此金属的逸出

15、功是多大？图8答案1.8 eV2.2 eV解析设光电子逸出时最大初动能为mv2，到达A极的最大动能为mv2当A、K间所加反向电压为0.9 V时，由动能定理有eU0mv2(2分)得mv20.9 eV(1分)当A、K间所加正向电压为0.9 V时，由动能定理有U0mv2mv2(2分)得mv21.8 eV(1分)由光电效应方程有mv2hW(2分)得W2.2 eV.(2分)16.(10分)用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压U0与入射光的频率，得到U0图像如图9所示，根据图像求：图9(1)该金属的截止频率0；(2)普朗克常量h.(已知电子电荷量e1.61019 C)答案见解析解析(1

16、)由图线的横截距可知05.01014 Hz(2分)(2)光电子的最大初动能mv2hh0(2分)根据动能定理得eU00mv2(1分)U0关系式为U00(1分)图线的斜率k(2分)由图线可知k V/Hz(1分)解得h6.41034 Js(1分)17.(10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，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的104倍，求：(电子质量m9.11031 kg，电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js)(1)电子的动量的大小；(结果取两位有效数字)(2)试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小.(加速电压的计算结果取一位有效数字)答案(1)1.51023 kgm/s(2)U8102 V解析(1)(2分)电子的动量p kgm/s1.51023 kgm/s.(2分)(2)电子在电场中加速，有eUmv2(2分)U(2分)代入数据得U8102 V.(2分)