2019-2020学年高中物理 阶段检测4 波粒二象性（含解析）新人教版选修3-5

阶段测试4波粒二象性(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第79题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)12002年诺贝尔物理学奖中的一项是奖励美国科学家贾科尼和日本科学家小柴昌俊发现了宇宙x放射源x射线是一种高频电磁波，若x射线在真空中的波长为，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以e和p分别表示x射线每个光子的能量和动量，则()ae，p0be，pce，p0de，p【答案】d【解析】根据eh，且，c可得x射线每个光子的能量为e，每个光子的动量为p.2硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是()a硅光电池是把光能转变为电能的一种装置b硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出c逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关d任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应【答案】a【解析】硅光电池是把光能转变为电能的一种装置，是利用光电效应原理制成的器件，a对；依据光电效应方程ekhwhh0，可见只有当入射光子的频率大于极限频率时才可能发生光电效应，b、c、d错3下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是()a光的波动性和粒子性是相互矛盾的，不能统一b在衍射现象中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方c大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强d频率低的光子表现出的粒子性强，频率高的光子表现出的波动性强【答案】c【解析】光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，故a错误；在衍射现象中，暗条纹是指振动减弱的地方，并非光子不能到达的地方，故b错误；光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故c正确；光的粒子性和波动性与光子频率高低无关，故d错误故选c.4若某个质子的动能与某个氦核的动能相等，则这两个粒子的德布罗意波长之比为()a12b21c14d41【答案】b【解析】由p及，得，因质子与氦核的动能相同，所以，选b.5(2016天津卷)右图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则()a在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大b从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角大c照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大d若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大【答案】d【解析】a光的干涉条纹间距小于b的，依据x可知，a的波长小于b的，a的频率大于b的，a的折射率大于b的，则根据n可知，在同种介质中a的速度小，a错；sin c，从同种介质中射入真空发生全反射a的临界角小，b错误；发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，选项c错；a光的频率大，若两光均由氢原子能级跃迁产生，则产生a光的能级差大，d对6现有a、b、c三束单色光，其波长关系为abc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应，若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以判定()aa光束照射时，不能发生光电效应bc光束照射时，不能发生光电效应ca光束照射时，释放出的光电子数目最多dc光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小【答案】a【解析】发生光电效应的条件是0，即b，a项正确，b项错误光电管中电子向左流，因此回路电流顺时针，即电流表中电流从a流向b，故c项正确，d项错误二、非选择题(本题共5小题，共46分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤)10(5分)关于光电效应，有如下几种陈述，其中错误的是_a金属电子的逸出功与入射光的频率成正比b光电流的强度与入射光的强度无关c用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大d对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应e若某材料的逸出功是w，则它的极限频率0【答案】abc【解析】金属的逸出功由该金属决定，与入射光源频率无关，光电流的强度与入射光强度成正比，选项a、b错误不可见光包括能量大的紫外线、x射线、射线，也包括能量比可见光小的红外线、无线电波，选项c错误11(5分)在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是_a使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样b单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样c光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏d单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性e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【答案】ade12(5分)关于光的本性，下列说法中正确的是_a光电效应反映了光的粒子性b光子的能量由光的强度所决定c光子的能量与光的频率成正比d光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子e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【答案】acd13(13分)如图所示表示黑体辐射强度随波长的变化图线根据热辐射理论，辐射强度的极大值所对应的波长m与热力学温度之间存在如下关系：mt2.90103 mk.求：(1)t15 000 k所对应的波长；(2)用t15 000 k所对应波长的光照射逸出功为w04.45 ev的金属钨，能否发生光电效应？若能，逸出光电子的最大初动能是多少？【答案】(1)1.93107 m(2)能1.90 ev【解析】(1)由公式mt2.90103 mk，得mm1.93107 m.(2)波长m1.93107 m的光子能量eh ev6.44 ev.因w0，故能发生光电效应由光电效应方程ekhw0，得ek(6.444.54) ev1.90 ev.14(18分)利用光电管通过实验可测出普朗克常量现在用已知频率为1和2的两种光分别照射到同一金属表面上，都能产生光电流用频率为1的光照射时，测得遏止电压为u1，用频率为2的光照射时，遏止电压