2020_2021学年高中物理第十七章波粒二象性单元评估检测含解析新人教版选修3_5

单元评估检测(第十七章)
一、选择题(本题共12小题，每小题6分，共72分．其中1～8题为单选题，9～12题为多选题)
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
2．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，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
3．关于光的波粒二象性，下列理解正确的是(　　)
A．当光子静止时有粒子性，光子传播时有波动性
B．光是一种宏观粒子，但它按波的方式传播
C．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述
D．大量光子出现的时候表现为粒子性，个别光子出现的时候表现为波动性
4．关于物质波以下说法正确的是(　　)
A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性
B．宏观物体不存在对应波的波长
C．电子在任何条件下都能表现出波动性
D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性
5．从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式ΔxΔp≥判断下列说法正确的是(　　)
A．入射的粒子有确定的动量，射到屏上粒子就有准确的位置
B．狭缝的宽度变小了，因此粒子动量的不确定性也变小了
C．更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了
D．可以同时确定粒子的位置和动量
6．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与入射光的频率ν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，E2A．a
B．b
C．c
D．上述三条图线都不正确
7．下列关于近代物理学的结论正确的是(　　)
A．热辐射只与物体的温度有关
B．康普顿效应说明光子只有动量
C．光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
D．光既具有粒子性又具有波动性
8．如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5
eV的一束光照射阴极，发现电流表读数不为0.合上开关S，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.6
V时，电流表读数仍不为0；当电压表读数大于或等于0.6
V时，电流表读数为0.由此可知阴极材料的逸出功为(　　)
A．1.9
eV
B．0.6
eV
C．2.6
eV
D．3.1
eV
9．光电效应实验中，下列表述正确的是(　　)
A．光照时间越长光电流越大
B．入射光足够强就可以有光电流
C．遏止电压与入射光的频率有关
D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
10．频率为ν的光子，德布罗意波波长为λ＝，能量为E，则光的速度为(　　)
A．Eλ/h
B．pE
C．E/p
D．h2/Ep
11．在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率和纵截距分别为k和－b，电子电荷量的绝对值为e，则(　　)
A．普朗克常量可表示为
B．若更换材料再实验，得到的图线的k不改变，b改变
C．所用材料的逸出功可表示为eb
D．b由入射光决定，与所用材料无关
12．如图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，灵敏电流表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，灵敏电流表G的指针不偏转．下列说法正确的是(　　)
A．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．若灵敏电流表的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f
二、非选择题(本题共2个小题，共28分)
13．(14分)铝的逸出功是4.2
eV，现在将波长200
nm的光照射铝的表面．求：
(1)光电子的最大初动能；
(2)遏止电压；
(3)铝的极限频率．
14．(14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λ＝，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10－4倍，求：
(1)电子的动量的大小；
(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m＝9.1×10－31
kg，电子电荷量e＝1.6×10－19
C，普朗克常量h＝6.6×10－34
J·s，加速电压的计算结果取一位有效数字．
单元评估检测(第十七章)
1．解析：一般物体的热辐射强度与物体的材料、结构、温度有关，A错；黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，黑体不一定是黑的，B错；一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值，C对；温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长更短的方向移动，D错．
答案：C
2．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．
答案：C
3．解析：光子是不会静止的，大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，故A、D错误；光子不是宏观粒子，光在传播时有时可看成粒子有时可看成波，故B错误；光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述，故C正确．
答案：C
4．解析：一切运动的粒子，包括宏观及微观粒子，都具有波动性，D项正确．
答案：D
5．解析：由ΔxΔp≥，狭缝变小了，即Δx减小了，Δp变大，即动量的不确定性变大，故C正确，A、B、D错误．
答案：C
6．解析：根据光电效应方程知，Ek－ν为一次函数，普朗克常量h是斜率，h是确定的值，虽然两金属的逸出功不同，但两个Ek－ν图象的斜率相同，两条直线平行，同时再利用Ek＝hν－W0，结合图象E2答案：A
7．解析：辐射强度与物体的材料、结构、温度有关，故A项错误．康普顿效应说明光子不但具有能量，而且有动量，故B项错误．从光电效应方程知，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，不是成正比，故C项错误．光的干涉、衍射现象，这属于波的特征，光电效应和康普顿效应证实光具有粒子性，因此，光既具有波动性又具有粒子性，故D项正确．
答案：D
8．解析：设用光子能量为2.5
eV的一束光照射时，光电子的最大初动能为mv2，阴极材料的逸出功为W，据爱因斯坦的光电效应方程有：mv2＝hν－W①
图中光电管上加的是反向电压，据题意，当反向电压U大于或等于0.6
V时，具有最大初动能的光电子也不能到达阳极，因此eU＝mv2②
由①②式得W＝hν－eU＝2.5
eV－0.6
eV＝1.9
eV.
答案：A
9．解析：由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eUc＝Ek＝hν－W0(其中Uc为遏止电压，Ek为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光频率)．由以上分析知，A、B错误，C、D正确．
答案：CD
10．解析：根据c＝λν，E＝hν，λ＝，即可解得光的速度为c＝或，故选A、C.
答案：AC
11．解析：根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，以及Ekm＝eUc得：Uc＝－，图线的斜率k＝，解得普朗克常量h＝ke，故A错误；纵轴截距的绝对值b＝，解得逸出功W0＝eb，故C正确；b等于逸出功与电子电量的比值，而逸出功与材料有关，则b与材料有关，故D错误；更换材料再实验，由于逸出功变化，可知图线的斜率不变，纵轴截距改变，故B正确．
答案：BC
12．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频率大于金属的极限频率，b光的频率小于金属的极限频率，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两光都能发生光电效应，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，若灵敏电流表的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f，故D正确．
答案：ACD
13．解析：(1)由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可得：
Ek＝h－W0
＝
J
＝3.23×10－19
J
＝2.02
eV.
(2)由eUc＝Ek得遏止电压Uc＝＝2.02
V.
(3)由W0＝hν0得极限频率
ν0＝＝
Hz＝1.01×1015
Hz.
答案：(1)2.02
eV　(2)2.02
V　(3)1.01×1015
Hz
14．解析：(1)λ＝，电子的动量
p＝＝
kg·m/s＝1.5×10－23
kg·m/s.
(2)电子在电场中加速，有eU＝mv2
U＝＝＝8×102
V.
答案：(1)1.5×10－23
kg·m/s　(2)U＝　8×102
V
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