第一节 能量量子化
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）
1.下列叙述正确的是（ ）?
A.一切物体都在辐射电磁波
B.一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关?
C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关?
D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
2.黑体辐射的实验规律如图1所示，图中画出了不同温度下，黑体辐射的强度与波长的关系，从图中可以看出（ ）
图1
A.随温度的升高，各种波长的辐射强度都增加
B.随温度的升高，各种波长的辐射强度都减小
C.随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D.随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
3.对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是（ ）?
A.温度 B.材料?
C.表面状况 D.以上都正确
4.下列说法正确的是（ ）?
A.微观粒子的能量变化是跳跃式的?
B.能量子与电磁波的频率成正比?
C.红光的能量子比绿光大?
D.电磁波波长越长，其能量子越大
5.已知某单色光的波长为，在真空中光速为,普朗克常量为，则电磁波辐射的能量子的值为（ ）?
A. B.?
C. D.以上均不正确
6.单色光从真空射入玻璃时，它的（ ）?
A.波长变长，速度变小，光量子能量变小?
B.波长变短，速度变大，光量子能量变大?
C.波长变长，速度变大，光量子能量不变?
D.波长变短，速度变小，光量子能量不变
7.关于光的传播，下列说法中正确的是（ ）
A.各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同?
B.各种色光在真空中频率不同，同一色光在各种介质中频率相同?
C.同一色光在各种介质中折射率不同，不同色光在同一介质中折射率相同?
D.各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比任何介质中波长都长
8.关于黑体辐射的实验规律正确的有（ ）?
A.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加
B.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动?
C.黑体热辐射的强度与波长无关?
D.黑体辐射无任何实验
9.对一束太阳光进行分析,下列说法正确的是（ ）
A.太阳光是由各种单色光组成的复合光?
B.在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光?
C.在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为紫光?
D.组成太阳光的各单色光，其能量都相同
10.以下宏观概念，哪些是“量子化”的（ ）
A.物体的质量
B.人的身高?
C.班里学生的个数
D.物体的动量
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
11.一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与 有关.
12.在某种介质中，某色光的波长为，已知这种色光的能量子为，那么该介质对这种色光的折射率是 .?
三、计算及简答题（本题共4小题，共48分.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）
13.（10分）给一铁块不断加热，铁块会依次呈现暗红、赤红、橘红，直至变成黄白色，这种变化说明了什么？??
14.（10分）由能量的量子化假说可知，能量是一份一份的而不是连续的，但我们平时见到的宏观物体的温度升高或降低，为什么不是一段一段的而是连续的，试解释其原因.?
?
15.（14分）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6.63×10-34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少？(1 nm＝10-9 m)
?
?
?
16.（14分）氦氖激光器发射波长为6 328的单色光，试计算这种光的一个能量子为多少?若该激光器的发光功率为18 mW，则每秒钟发射多少个能量子?
第一节 能量量子化 答题纸
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11. 12.
三、计算及简答题
13.
14.
15.
16.
第一节 能量量子化参考答案
一、选择题
1. ACD 解析：根据热辐射的定义，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B错误，C正确；根据黑体的定义知D正确.
2. AC 解析：由题图可知，随温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，故选项A正确；随温度的升高，各种波长的辐射强度都增大，故选项B错误；随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故选项C正确；随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故选项D错误.
3.A 解析：影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度，故选项A正确.
4.AB 解析：微观粒子的能量变化是跳跃式的，选项A正确；由可知，能量子与电磁波的频率成正比，选项B正确；红光的频率比绿光小，由可知，红光的能量子比绿光小，选项C错误；电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小，选项D错误.
5. A 解析：由光速、波长的关系可得出光的频率，，故A选项正确.
6. D 解析：因为光的频率不变，光量子的能量不变；再根据折射率可知，光的速度变小，波长变短.?
7. ABD 解析：各种色光在真空中的传播速度都相同；同一介质对不同色光有不同的折射率；色光频率不变；同一色光在不同介质中波速不同，在不同介质中波长不同.
8.AB?
9. AC 解析：根据棱镜散射实验得：太阳光是由各种单色光组成的复合光，故A对.根据能量子的概念得：光的能量与它的频率有关，而频率又等于光速除以波长，由于红光的波长最长，紫光的波长最短，可以得出各单色光中能量最强的为紫光，能量最弱的为红光，即B、D错，C对.
10. C 解析：人数是自然数不连续.
二、填空题
11.材料的种类及表面状况
解析：根据实验得出结论，一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和材料的表面状况有关.
12. 解析：由，得，所以该介质对这种色光的折射率为
三、计算及简答题
13.铁块颜色的变化表明辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同，温度越高，热辐射中较短波长的成分越来越强.
14.由于宏观物质是由大量微粒组成的，每一个粒子的能量是一份一份的，这符合能量量子化假说，而大量粒子则显示出了能量的连续性，故我们平时看到的物体的温度升高或降低不是一段一段的，而是连续的.?
15. 2.3×10-18 W
解析：因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率，式中,又,可解得 W=2. 3×10-18 W.
16. 3.14×10-19 J 5.73×1016个
解析：= J =3.14×10-19 J
每秒发射的能量子个数为5.73×1016个
第三节 粒子的波动性
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）
1.关于光的波粒二象性,正确的说法是( )
A.光的频率愈高,光子的能量愈大,粒子性愈显著
B.光的波长愈长,光子的能量愈小,波动性愈明显
C.率高的光子不具有波动性,波长较长的光子不具有粒子性
D.个别光子产生的效果往往显示粒子性,大量光子产生的效果往往显示波动性
2.有关光的本性的说法正确的是( )?
A.关于光的本性,牛顿提出了“微粒说”,惠更斯提出了“波动说”,爱因斯坦提出了“光子说”,它们都圆满地说明了光的本性
B.光具有波粒二象性是指:既可以把光看成宏观概念上的波,也可以看成微观概念上的粒子
C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性
D.在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝时显出波动性，如果光只通过一个缝时显出粒子性
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.下列说法中正确的是（ ）?
A.物质波属于机械波
B.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性?
C.德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波?
D.宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性
5.下列说法正确的是（ ）?
A.光子和电子一样，都是实物粒子?
B.光子和电子都能发生衍射现象?
C.光子和电子均是微观实物粒子，均具有波粒二象性?
D.光子具有波粒二象性，电子只具有粒子性
6.下列现象中能说明光具有粒子性的是（ ）
A.光的色散和光的干涉?
B.光的干涉和衍射?
C.光的反射和光的折射?
D.康普顿效应和光电效应
7.（江苏高考）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=1.67×10-27 kg,普朗克常量=6.63×10-34 J·s,可以估算德布罗意波长=1.82×10-10 m的热中子动能的数量级为（ ）?
A.10-17 J B.10-19 J?
C.10-21 J D.10-24 J
8.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有个频率为的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为（为普朗克常量）( )
A. B.?
C. D.
9.关于物质波，以下说法正确的是（ ）
A.任何运动物体都具有波动性
B.湖面上形成的水波就是物质波
C.通常情况下，质子比电子的波长长
D.核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道
10.关于物质波，下列认识错误的是（ ）
A.任何运动的物体（质点）都伴随一种波，这种波叫物质波
B. X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
C.电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的
D.宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
11.电子经电势差为=200 V的电场加速，在的情况下，此电子的德布罗意波长为 .?
12.质子甲的速度是质子乙速度的4倍，甲质子的德布罗意波波长是乙质子的 ，同样速度的质子和电子相比， 的德布罗意波波长大.
三、计算与简答题（本题共4小题，共48分.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）
13.（10分）质子和电子分别以速度=4.0×107 m/s运动,试比较它们的物质波的波长.
?
14.（10分）一个带电荷量为元电荷的粒子，经206 V的加速电压由静止加速后，它的德布罗意波长为0.002 nm，试求这个粒子的质量.?
?
?
15.（14分）根据光子说光子的能量,我们还知道物体能量,频率=5×1014 Hz的光子具有的动量是多少？一电子的动量与该光子相同，该电子的运动速度是多少？该电子物质波的波长是多少？
16.（14分）质量为10 g ，速度为300 m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波波长是多少？为什么我们无法观察出其波动性？如果能够用特殊的方法观察子弹的波动性，我们是否能够看到子弹上下或左右颤动着前进，在空间中描绘出正弦曲线或其周期性曲线？为什么？
第三节 粒子的波动性 答题纸
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11． 12.
三、计算与简答题
13
14.
15
16.
第三节 粒子的波动性 参考答案
一、选择题
1. ABD 解析：干涉、衍射现象表明光具有波动性，光电效应现象表明光具有粒子性，因此任何光都具有波粒二象性，选项C错误.但波长越长、频率愈低的光波,干涉和衍射愈容易发生,波动性愈显著.频率愈高、光子的能量越大,愈容易发生光电效应,粒子性愈显著.故选项A、B正确.让光子一个一个的通过双缝,曝光时间短时,底片上呈现不规则分布的点子,曝光时间长时,底片上呈现清晰的干涉条纹,这个实验表明,个别光子的行为显示粒子性,大量光子产生的效果显示波动性,故选项D正确.
2. C 解析：牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样,惠更斯主张的波动说中的波动与宏观机械波等同,这两种观点是相互对立的,都不能说明光的本性,所以A、B错误,C正确.在双缝干涉实验中,双缝干涉出现明暗均匀的条纹,单缝出现中央亮而宽、周围暗而窄的条纹,都说明光的波动性.当让光子一个一个地通过单缝时,曝光时间短时表现出粒子性,曝光时间长时显出波动性,因此D错误.
3. A 解析：显微镜的分辨能力与波长有关,波长越短其分辨能力越强,由知,如果把质子加速到与电子相同的速度,质子的波长更短,分辨能力更高.
4.C?解析：实物粒子也具有波动性，这种与实物粒子相联系的波称为物质波，机械波是由于物体的振动在介质中传播形成的，物质波不是机械波，选项A错误；实物粒子也有波动性，故选项B错误； C.任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波，选项C正确；宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，是因为宏观粒子的波长短，衍射或干涉现象不明显，选项D错误.
5. B 解析：光子不是实物粒子,微观粒子也具有波动性,故B项正确,A、C、D项错误.
6.D?解析：光的折射、光的干涉和衍射说明光具有波动性，光的色散、康普顿效应和光电效应说明光具有粒子性，光的反射即能体现光的波动性也能体现光的粒子性，故选项A、B、 C错误，选项D正确.
7. C 解析：据;
即,代入数据可得动能数量级为10-21 J,故C项正确.
8.C 解析：单个光子的能量为,所以个光子的总能量为.?
9.AD 解析：任何运动物体都具有波动性，A正确.湖面上形成的水波是机械波不是物质波，B错.电子的动量比质子的动量往往要小一些，由知，电子的德布罗意波长要长，C错.由于电子的波动性，核外电子绕核运动不可能有确定的轨道，D正确.
10.BD 解析：X射线衍射实验验证X射线是电磁波，B错误，宏观物体物质波也具有干涉、衍射现象，只不过现象不明显，D错误.?
二、填空题
11. 8.70×10-2 nm
解析：已知?
所以?
nm?
如=200 V，则= nm= nm=8.70×10-2 nm.?
12. 电子
解析：知波长与速度成反比，，，
由知电子质量小波长长.
三、计算与简答题
13.电子的波长大于质子的波长?
解析：根据物质波公式
对于电子: kg·m/s?
对于质子： kg·m/s
可得 m=1.8×10-11 m?
m=1.0×10-14 m?
由计算可知，电子的德布罗意波的波长大于质子的德布罗意波的波长.
14.1.67×10-27 kg?
解析：粒子加速后获得的动能为
粒子的物质波的波长
粒子的动量
以上各式联立得 kg=1.67×10-27 kg.
15. 1.1×10-27 kg·m/s 1.2×103 m/s 6.0×10-7 m
解析：对光子，能量,动量,故得
kg·m/s
≈1.1×10-27 kg·m/s.
设电子质量为,速度为,动量为,则
依题知.
以上三式联立得到电子的速度大小为
m/s≈1.2×103 m/s.
电子物质波的波长
m≈6.0×10-7 m.
16.2.2×10-34 m 其他问题见解析
解析：根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一种波和它对应，飞行的子弹必有一种波与之对应.由于子弹的德布罗意波波长极短，我们不能观察到其衍射现象.即使采用特殊方法观察，由于德布罗意波是一种概率波，仅是粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非粒子的曲线运动.由波长公式可得
m=2.21×10-34 m.
因子弹的德布罗意波波长太短，无法观察到其波动性.不会看到这种现象，因德布罗意波是一种概率波，粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非宏观的机械波，更不是粒子做曲线运动.
第二节 光的粒子性
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）
1.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图1所示，这时（ ）
图1
A.锌板带正电，指针带负电?
B.锌板带正电，指针带正电?
C.锌板带负电，指针带正电?
D.锌板带负电，指针带负电
2.（上海物理）光电效应的实验结论是：对于某种金属（ ）?
A.无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B.无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应
C.超过极限频率的入射光强度越弱，产生的光电子的最大初动能就越小
D.超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大
3.在X射线管中,由阴极发射的电子被加速后打到阳极,会产生包括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、普朗克常量、电子电荷量和光速，则可知该X射线管发出的X光的（ ）
A.最短波长为 B.最长波长为?
C.最小频率为 D.最大频率为
4. (重庆理综)真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为和）制成，极板面积为，间距为.现用波长为(＜＜)的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量正比于（ ）?
A. B.?
C. D.
5.入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（ ）
A.从光照到金属表面上到发射出光电子之间的 时间间隔将明显增加?
B.逸出的光电子的最大初动能将减小?
C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小?
D.有可能不发生光电效应
6.下列对光子的认识，正确的是（ ）?
A.光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的光电子?
B.光子说中的光子就是光电效应中的光电子?
C.在空间传播中的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子
D.光子的能量跟光的频率成正比
7.对光电效应的解释正确的是（ ）?
A.金属内的每一个电子都要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出金属
B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所做的最小功，便不能发生光电效应
C.发生光电效应时，入射光越强，光子能量就越大，光电子的初动能就越大
D.由于不同金属的逸出功是不同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光最低频率也不同
8.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应,可得到光电子最大初动能随入射光频率变化的图.已知钨的逸出功是3.28 eV,锌的逸出功是3.34 eV,若将二者的图线画在同一个坐标图中,用实线表示钨，虚线表示锌,则正确反映这一过程的图象是图2所示中的( )?
图2
9.关于光电效应，下列说法正确的是（ ）
A.极限频率越大的金属材料逸出功越大?
B.只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应?
C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小?
D.入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
10.(江苏高考)研究光电效应规律的实验装置如图3所示，以频率为的光照射光电管阴极时，有光电子产生.由于光电管间加的是反向电压，光电子从阴极发射后将向阳极 图3
做减速运动.光电流由图中电流计G测出，反向电压由电压表测出.当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压.图4表示光电效应实验规律的图象中，错误的是（ ）?
图4
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
11.在伦琴射线管两极间加6.63×104 V的电压，设从阴极发出的电子的初速度为零，加速到达阳极时具有的动能的10%变为伦琴射线的光子的能量，普朗克常量为6.63×10-34 J·s，电子电荷量为1.6×10-19 C，伦琴射线的波长为 .
12. (上海物理)如图5所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零，用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带 电（选填“正”或“负”）；若改用红外线重复以上实验，结果发现验电器指针根本不会偏转，说明金属锌的极限频率 红外线的频率（选填“大于”或“小于”）.
图5
三、计算与简答题（本题共4小题，共48分.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）
13.（8分）光具有波动性已被人们所接受,光具有能量,光的能量是连续的还是分立的? 光是否也具有粒子性呢?
14.（13分）已知金属铯的极限波长为0.66μm.用0.50μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳?铯金属的逸出功为多少焦耳????
?
?
?
?
15.（13分）一束频率为5×1014 Hz的黄光，以60°的入射角从真空中射入玻璃，其折射角为30°，求黄光在玻璃中的速度、波长和每个光子的能量.
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16.（14分）在半径=10 m的球壳中心有一盏功率为=40 W的钠光灯（可视为点光源），发出的钠黄光的波长为＝0.59μm，已知普朗克常量＝6.63×10-34J·s，真空中光速=3×108 m/s.试求每秒钟穿过=1 cm2球壳表面的光子数目.
?
?
?
?
?
?
?
?
?
第二节 光的粒子性 答题纸
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11． 12.
三、计算与简答题
13
14.
15
16.
第二节 光的粒子性 参考答案
一、选择题
1.B 解析：本题应从光电效应、验电器原理来考虑解答.锌板原来不带电，验电器的指针发生了偏转，说明锌板在弧光灯的照射下发生了光电效应，发生光电效应时，锌板向空气中发射电子，所以锌板带正电，验电器指针亦带正电，故B对.
2. AD 解析：能不能发生光电效应，取决于灯光的频率是不是大于极限频率与灯光的强度无关，A对，B错；由知，灯光频率越大，光电子的最大初动能就越大，与灯光的强度无关，C错.D对.
3. D 解析：电子被电场加速获得的动能为.产生光子能量的最大值故光子频率的最大值为.光子波长的最小值为,选项D正确.
4.D 解析：由可知.从金属板钾中打出的光电子的最大初动能,当时极板上带电荷量最多，联立可知D项正确.
5.C 解析：发生光电效应几乎是瞬间的，所以选项A错误.入射光强度减弱，说明单位时间内入射光子数减少；频率不变，说明光子能量不变，逸出的光电子最大初动能也就不变，选项B也是错误的.入射光子数目减少，逸出的光电子数目也减少，可见选项C正确.入射光照射到某金属上发生光电效应，说明入射光频率大于这种金属的极限频率，一定能发生光电效应，故选项D错误.
6. CD 解析：根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，而牛顿的“微粒说”中的微粒指的是宏观世界的微小颗粒，光电效应中的光电子指的是金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面，称为光电子，故A、B选项错误而C选项正确.由知光子能量与其频率成正比，故D选项正确.
7.BD 解析：按照爱因斯坦光子说，光子的能量是由光的频率决定的，与光强无关.入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大，但要使电子离开金属，需使电子吸收一个光子，因此只要光子的频率低，即使照射时间足够长，也不会发生光电效应.从金属中逸出时，只有在金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小，这个功称为逸出功，不同金属逸出功不同.故正确选项为B、D.?
8. A 解析：根据爱因斯坦光电效应方程=.?
设极限频率为则，.
9. A 解析：由爱因斯坦光电效应方程可知，所以极限频率越大，逸出功越大，A正确；低于极限频率的光无论强度多大，照射时间多长，都不可能产生光电效应，B错误；光电子的最大初动能还与照射光子的频率有关，C错误；单位时间内逸出光电子个数与光强成正比，与频率无关，D错误.
10. B 解析：A选项，反向电压和频率一定时，发生光电效应产生的光电子数与光强成正比，则单位时间到达阴极的光电子数与光强也成正比，故光电流与光强成正比，A正确.
B选项，由动能定理，?,又因所以，可知截止电压与频率是线性关系，不是正比关系，故B错误.??
C选项，光强与频率一定时，光电流随反向电压的增大而减小，又据光电子动能大小的分布概率及发出后的方向性可知C正确.?
D选项，由光电效应知金属中的电子对光子的吸收是十分迅速的,时间小于10-9 s,10-9 s后，光强和频率一定时，光电流恒定，故D正确.
二、填空题
11. 1.875×10-10 m
解析：电子在伦琴射线管中加速到阳极所获得的动能?
伦琴射线光子的能量?
光子的波长 m m.
12.正 大于 解析：紫外线照射锌板后，与锌板相连的验电器指针发生明显偏转，可知锌板带电.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因此橡胶棒与锌板接触，验电器指针张角变小，说明锌板上的电荷与橡胶棒上的电荷电性相反，由此可判断锌板带正电.金属要发生光电效应，入射光的频率必须大于金属的极限频率，本题中红外线照射锌板.验电器指针不偏转，说明没发生光电效应.因此可判断锌的极限频率大于红外线的频率.
三、计算与简答题
13.解析：光的能量是分立的，具有量子化特点，光具有粒子性
14. 9.6×10-20J 3.0×10-19 J
解析：光波的波长越小,频率就越大,光子的能量就越大,反之光子能量就越小.当光子能量等于逸出功时波长最长,所以=6.63×10-34× J≈3.0×10-19 J.由爱因斯坦光电效应方程?
所以J≈9.6×10-20 J.
15. =1.732×108 m/s λ=3.5×10-7 m =3.3×10-19 J
16. 9.4×1012 个 解析：钠黄光的频率 Hz=5.1×1014 Hz?
则一个光子的能量?
=6.63×10-34×5.1×1014 J=3.4×10-19 J?
又钠黄灯在=1 s内发出光能?
40×1 J＝40 J?
那么在=1 s内穿过球壳=1 cm2的光子能量?
J?
则每秒钟穿过该球壳1 cm2面积的光子数?
（个）.?
第五节 不确定性关系
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共30分）
1.下列关于不确定关系说法正确的是（ ）
A.只对微观粒子适用
B.只对宏观粒子适用
C.对微观和宏观粒子都适用
D.对微观和宏观粒子都不适用
2.有中子衍射技术中，常用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波波长与晶体中原子间距比较接近。已知中子质量为1.67×10-27 kg，普朗克常量为6.63×10-34 J?s，则可以估算出德布罗意波波长为1.82×10-10 m的热中子动能的数量级为 ( )
A.10-17 J B.10-19 J
C.10-21 J D.10-24 J
3.由不确定性关系可以得出的结论是（ ）?
A.如果动量的不确定范围越小，则与它对应坐标的不确定范围就越大?
B.如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大?
C.动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数?
D.动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一确定的关系
4.下述说法正确的是（ ）?
A.宏观物体的动量和位置可准确测定?
B.微观粒子的动量和位置可准确测定?
C.微观粒子的动量和位置不可同时准确测定?
D.宏观粒子的动量和位置不可同时准确测定
5.关于不确定性关系≥有以下几种理解，正确的是（ ）
A.微观粒子的动量不可确定
B.微观粒子的位置不可确定
C.微观粒子的动量和位置不可同时确定
D.不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体
6.光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是（ ）?
A.单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量大，动量不确定量小，可以忽略
B.当能发生衍射现象时，动量不确定量就不能忽略
C.单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量小，动量不确定量大的缘故
D.以上解释都是不对的
二、填空题（本题共5小题，710小题每空3分，11小题6分，共48分.请将正确的答案填到横线上）
7.在经典物理学中，可以同时用质点的___________和___________精确描述它的运动.不但如此，如果知道了质点的____________，还可以预言它以后任意时刻的____________和_____________.
8.用数学方法对微观粒子的__________进行分析可以知道，如果以表示粒子的___________不确定量，以表示粒子_ _ __不确定量，则有___________，这就是著名的______________.
9.在微观物理学中，不确定关系告诉我们，如果要准确地确定粒子的位置（即更小），则_ _____的测量一定会更不准确（即更大），也就是说，不可能同时准确地测量粒子的__ ___和__ ___.
10.在波粒二象性和不确定关系的基础上，建立了_________，对现象生活、生产和科学技术的发展起到了惊人的作用，比如现代半导体材料的研究和发展等。
11.一辆摩托车以20 m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg,则车撞墙时的不确定范围是 .
三、计算题（本题共2小题，共22分.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）
12.（11分）一质量为10 g的子弹从直径为0.5 cm的枪口射出，求子弹射出枪口时其横向速度的不确定量。
13.（11分）电子的质量为=9.1×10-31 kg，测定其速度的不确定量为2×10-6 m/s.求其位置的不确定量. =5.3×10-35 J·s
第五节 不确定性关系 答题纸
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
二、填空题
7.
8.
9. 10. 11.
三、计算题
12
13.
第五节 不确定性关系 参考答案
一、选择题
1.A
2.D 解析：由不确定性关系得≥
由动量与动能的关系得
联立得≥ J=0.25 J.故选项D正确.
3. ABC
4. AC
5.CD 解析：不确定性关系≥表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小.故不能同时准确确定粒子的动量和坐标.不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微.
6.ABC 解析：由不确定性关系可知选项A、B、C正确.
二、填空题
7.位置 动量 加速度 位置 动量
8.运动 位置的 方向上动量的 ≥ 不确定性关系
9.动量 位置 动量
10.量子力学
11.≥2.64×10-38 m
解析：根据不确定关系≥得：≥ m=2.64×10-38 m.
三、计算题
12. 1.06×10-30 m/s
解析：由不确定性关系≥得，≥ m/s=1.06×10-30 m/s
13.29.1 m
解析：由不确定性关系得≥
由动量定义得
联立得≥ m=29.1 m.
?
第四节 概率波
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错或不选的得0分，共72分）
1.在做双缝干涉实验时,在观察屏的某处是亮纹，则对光子到达观察屏的位置，下列说法正确的是（ ）
A.到达亮纹处的概率比到达暗纹处的概率大
B.到达暗纹处的概率比到达亮纹处的概率大?
C.该光子可能到达光屏的任何位置
D.以上说法均有可能
2.如图1所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片或，以光的传播方向为轴旋转偏振片或，可以看到透射光的强度会发生变化.这是光的偏振现象,这个实验表明( )?
图1
A.光是电磁波
B.光是一种横波?
C.光是一种纵波
D.光是概率波
3.关于经典波的特征，下列说法正确的是（ ）A.具有一定的频率，但没有固定的波长?
B.具有一定的波长，但没有固定的频率?
C.既具有一定的频率，也具有固定的波长?
D.同时还具有周期性
4.在单缝实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上.假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子（ ）?
A.一定落在中央亮纹处?
B.一定落在亮纹处?
C.可能落在暗纹处?
D.落在中央亮纹处的可能性最大
5.（创新题）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，则（ ）
A.所有电子的运动轨迹均相同?
B.所有电子到达屏上的位置坐标均相同?
C.电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定
D.电子到达屏上的位置因波动现象无法具体确定
6.从光的波粒二象性出发，下列说法正确的是（ ）
A.光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性
B.光的频率越高，光子的能量越大
C.在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方
D.在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方
7.在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的95%以上，假设现在只有一个光子通过单缝，那么该光子（ ）
A.一定落在中央亮纹处
B.一定落在亮纹处
C.可能落在暗纹处
D.落在中央亮纹处的可能性最大
8.关于光的性质，下列叙述中正确的是（ ）
A.在其他条件相同的情况下，光的频率越高，衍射现象越容易看到
B.频率越高光的粒子性越显著，频率越低光的波动性越显著
C.大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性
D.如果让光子一个一个地通过狭缝时，它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运动
9.为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是（ ）
A.使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样
B.使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样
C.大量光子的运动规律显示出光的粒子性
D.个别光子的运动显示出光的粒子性
二、计算及解答题（本题共1小题，共28分.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）
10. 20世纪20年代，剑桥大学学生G·泰勒做了一个实验.在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针、照相底板，整个装置如图2所示.小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经过三个月的曝光，在底片上针影子周围才出现非常清晰的衍射条纹.泰勒对这张照片的平均黑度进行测量，得出每秒到达底片的能量是5×10-13 J.
图2
(1)假如起作用的光波波长约500 nm,计算从一个光子到来和下一光子到来所间隔的平均时间及光束中两邻近光子之间的平均距离.
（2）如果当时实验用的箱子长为1.2 m，根据（1）的计算结果，能否找到支持光的概率波的证据？
第四节 概率波 答题纸
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
二、计算及解答题
10.
第四节 概率波 参考答案
一、选择题
1. AC解析：根据概率波的含义，一个光子到达亮纹的概率比到达暗纹处的概率大得多，但并不是一定能够到达亮纹处，故A、C正确.
2.B
3. CD 解析：根据经典波的定义和特点进行分析可以得到C、D正确.
4. CD 解析：根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达到95%以上，当然也可能落在其他亮纹处和暗纹处，只不过概率比落在中央亮纹处的要小，故C、D正确.
5. D 解析：电子被加速后其德布罗意波长1×10-10 m,穿过铝箔时发生衍射.
6.BD 解析：光不是实物粒子，个别光子表现出粒子性，A错误；光子能量，光的频率越高，光子能量越高，B正确；光是概率波，暗条纹光子到达概率小，亮条纹光子到达概率大，C错误，D正确.
7.CD 解析：根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达到95%以上.当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故选项C、D正确.
8.BC 解析：光具有波粒二象性，频率越高，粒子性越显著；少量光子表现出粒子性，频率越低，光子越多，波动性越显著，所以A错误，B、C正确；光子属于概率波，运动时没有固定的轨道和落点，D错误.
9.AD 解析：单个光子运动具有不确定性，但落点的概率分布遵循一定规律，显示出光的波动性，A正确，B、C错误；由光的波粒二象性知D正确.
二、计算及解答题
10.（1）8.0×10-7 s 240 m （2）见解析
解析：（1）对于＝500 nm的光子能量为：
6.63×10-34× J≈4.0×10-19 J.
因此每秒到达底片的光子数为：
个=1.25×106个.
如果光子是依次到达底片的，则光束中相邻两光子到达底片的时间间隔是：==.0×10-7 s.
两相邻光子间平均距离为：
3.0×108×8.0×10-7 m=240 m.
（2）由（1）的计算结果可知，两光子间距有240 m，而箱子长只有1.2 m.所以在箱子里一般不可能有两个光子同时在运动.这样就排除了光的衍射行为是光子相互作用的可能性.因此，衍射条纹的出现是许多光子各自独立行为积累的结果，在衍射条纹的亮区是光子到达可能性较大的区域，而暗区是光子到达可能性较小的区域.这个实验支持了光波是概率波的观点.
