人教版高二物理选修3-5 第十七章 波粒二象性单元检测卷（word版含答案）

人教版选修3-5《波粒二象性》单元测评
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于光电效应,下列说法正确的是(　　)。
A.对于某种金属无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应
C.产生光电效应时从金属表面逸出的所有光电子的动能都相同
D.发生光电效应的反应时间一般都大于10-7s
2.已知黄光照射到某一金属表面上能够发生光电效应,下列说法中正确的是(　　)。
A.只要光照射的时间足够长,换成任何其他金属都能产生光电效应
B.逸出光电子的最大初动能跟入射光强度成正比
C.若将黄光换成蓝光,也一定能产生光电效应
D.若只将入射光的强度增强,单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
3.科学研究证明,光子有能量也有动量,当光子与电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞前的波长为λ,碰撞后的波长为λ',则以下说法中正确的是(　　)。
A.碰撞过程中能量守恒,动量守恒,且λ=λ'
B.碰撞过程中能量不守恒,动量不守恒,且λ=λ'
C.碰撞过程中能量守恒,动量守恒,且λ>λ'
D.碰撞过程中能量守恒,动量守恒,且λ<λ'
4.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,其中n>1。已知普朗克常量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(　　)。
A.　　　　　　
B.
C.
D.
5.研究光电效应规律的实验装置如图所示,以频率为ν的光照射光电管阴极K时,有光电子产生。由于光电管K、A间加的是反向电压,光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动。光电流i由图中电流计测出,反向电压U由电压表测出。当电流计的示数恰好为零时,电压表的示数为遏止电压Uc,在图所示光电效应实验规律的图像中,错误的是(　　)。
6.如图所示,光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B,A球的质量大于B球的质量。开始时A球以一定的速度向右运动,B球处于静止状态。两球碰撞后均向右运动。设碰撞前A球的德布罗意波长为λ1,碰撞后A、B两球的德布罗意波长分别为λ2和λ3,则下列关系正确的是(　　)。
A.λ1=λ2=λ3
B.λ1=λ2+λ3
C.λ1=
D.λ1=
7.德布罗意认为,任何一个运动着的物体,都有一种波与它对应,波长是λ=,式中p是运动物体的动量,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10-4,则该电子的动量大小为(　　)。
A.1.5×10-23
kg·m/s
B.3.8×10-23
kg·m/s
C.6.6×10-23
kg·m/s
D.3.8×10-25
kg·m/s
8.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
nm=10-9
m)附近连续可调的世界上首个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h=6.6×10-34
J·s,真空光速c=3×108
m/s)(　　)。
A.10-21
J
B.10-18
J
C.10-15
J
D.10-12
J
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中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。
9.用波长为λ1和λ2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.λ1>λ2
B.λ1<λ2
C.WC>WD
D.WC10.关于物质的波粒二象性,下列说法正确的是(　　)。
A.光的波长越短,光子的能量越大,光的粒子性越明显
B.不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性
C.光电效应现象揭示了光的粒子性
D.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性
11.爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释了光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。若测量金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系,其测量电路图如图1所示,Ekm-ν图像如图2所示,其中ν0为极限频率。则(　　)。
图1　　　　　　　　图2
A.光电子是指光电效应中发射出来的电子
B.逸出功与ν有关
C.图中直线的斜率与普朗克常量有关
D.Ekm与入射光强度成正比
12.在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub,光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb,h为普朗克常量。下列说法正确的是(　　)。
A.若νa>νb,则一定有UaB.若νa>νb,则一定有Eka>Ekb
C.若UaD.若νa>νb,则一定有hνa-Eka>hνb-Ekb
三、非选择题,共6题,共60分。
13.(6分)波长λ=0.071
nm的X射线使金箔发射光电子,电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做匀速圆周运动的最大半径为r。已知r·B=1.88×10-4
T·m,电子的质量me=9.1×10-31
kg。则金箔的逸出功为　　　　
eV,光电子的最大初动能为　　　　
eV。?
14.(6分)为了解释光电效应现象,爱因斯坦提出了“光子”的概念,并给出了光电效应方程。但这一观点一度受到质疑,密立根通过下述实验来验证其理论的正确性,实验电路如图1所示。
(1)为了测量遏止电压Uc与入射光频率的关系,实验中双刀双掷开关应向　　　　(选填“ab”或“cd”)
闭合。?
(2)如果实验所得Uc-ν图像如图2所示,其中U1、ν1、ν0为已知量,电子电荷量为e,那么:
①只需将　　　　　　　　　与普朗克常量h进行比较,若在误差许可的范围内二者相等,则证明
“光电效应方程”是正确的。?
②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为　　　　　　　　　。?
15.(10分)二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射,这种长波辐射的波长范围是1.4×10-5
m~1.6×10-5
m,相应的能量子的值的范围是　　　　　　　　。?
16.(12分)A、B
两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EkA
、EkB。求A、B
两种光子的动量之比和该金属的逸出功。
17.(12分)已知铯的逸出功为1.9
eV,现用波长为4.3×10-7
m
的入射光照射金属铯。
(1)问能否发生光电效应?
(2)若能发生光电效应,则光电子的德布罗意波长最短为多少?(电子的质量m=0.91×10-30
kg)
?
18.(14分)某金属受到频率ν1=7.0×1014Hz的紫光照射时,释放出来的光电子最大初动能是0.69
eV,当受到频率ν2=11.8×1014Hz的紫外线照射时,释放出来的光电子最大初动能是2.69
eV。求:
(1)普朗克常量。
(2)该金属的逸出功和极限频率。
人教版选修3-5《波粒二象性》单元测评参考答案
1-5.ACDDB
6-8.DAB
9.BD
10.ABC
11.AC
12.BC
13.1.44×104　
3.1×103
14.(1)cd　(2)①　②hν0
15.1.25×10-20
J~1.42×10-20
J
16.光子能量E=hν,动量p=,且ν=
联立解得p=,故pA∶pB=2∶1
用A光照射时,光电子的最大初动能EkA=EA-W0
用B光照射时,光电子的最大初动能EkB=EB-W0
且EA=2EB
联立解得W0=EkA-2EkB。
17.
(1)入射光子的能量ε=hν=h
=6.63×10-34×
J
=4.63×10-19
J=2.9
eV
因为E=2.9
eV>W0,所以能发生光电效应。
(2)根据光电效应方程可得光电子的最大初动能
Ek=m=hν-W0=1.6×10-19
J
而光电子的最大动量p=mvm=
光电子的德布罗意波长的最小值
λ==
m=1.2×10-9
m。
18.
(1)根据光电效应方程有Ekm1=hν1-W0
Ekm2=hν2-W0
联立解得普朗克常量h≈6.67×10-34
J·s。
(2)将普朗克常量代入方程组可得逸出功W0≈3.57×10-19
J
根据W0=hν0得,极限频率
ν0==
Hz≈5.35×1014
Hz。