2017-2018学年同步备课套餐之物理沪科版选修3-5讲义：第2章波和粒子 章末检测

1、学必求其心得，业必贵于专精章末检测(第2章）(时间：90分钟满分:100分)一、选择题（17题为单项选择题，812题为多项选择题，每小题5分，共60分)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下列说法正确的是（)a爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程

2、b康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量c实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性d德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长答案a3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4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

3、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5现有a、b、c三束单色光,其波长关系为abc123。当用a光束照射某金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为ek，若改用b光束照射该金属板,飞出的光电子最大动能为ek,当改用c光束照射该金属板时

4、(）a能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为ekb能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为ekc能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为ekd由于c光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应答案b解析对a、b、c三束光由光电效应方程有：wek,wek，由以上两式得ek，wek。当改用c光束照射该金属板时wekekek，故b正确6如图1甲所示,合上开关，用光子能量为2。5 ev的一束光照射阴极k，发现电流表读数不为零调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0。60 v时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0。60 v时，电流表读数为零把电路改为图乙，当电压表读数为2 v时，则逸出功及电子到达阳极

5、时的最大动能为()图1a1。5 ev0。6 ev b1.7 ev1。9 evc1.9 ev2。6 ev d3.1 ev4.5 ev答案c解析用光子能量h2.5 ev的光照射阴极,电流表读数不为零，则能发生光电效应,当电压表读数大于或等于0.60 v时，电流表读数为零,则电子不能到达阳极，由动能定理eu0mv知，最大动能ekmeu0.6 ev，由光电效应方程whekm1.9 ev，对题图乙当电压表读数为2 v时，电子到达阳极的最大动能为ekmekmeu0。6 ev2 ev2。6 ev。故c正确7已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大动能ekm跟入射光的频率的关系图像如图2中的直线1所示某种单

6、色光照射到金属锌的表面时,产生的光电子的最大动能为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动能为e2，e2e1，关于这种金属的最大动能ekm跟入射光的频率的关系图像应是图中的()图2aa bbcc 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，ekm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ekm图像的斜率相同,两个直线平行，同时再利用ekmhw,结合图像e2e1，h相同,所以w1w2，即直线在纵轴上的截距w2大，故选项a正确8下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是()a通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程

7、的正确性b通过测试多种物质对x射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分c通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象d利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性答案cd解析干涉和衍射是波特有的现象，由于x射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故x射线散射中有波长变大的成分,并不能证实物质波理论的正确性,即a、b不能说明粒子的波动性9在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是（）a遏止电压b饱和光电流c光电子的最大动能d逸出功答案acd解析同一束光照射不同的金属,一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属,逸出功不同，根据光电效

8、应方程ekmhw知，最大动能不同，则遏止电压不同；同一束光照射，光中的光子数目相等，所以饱和光电流是相同的10有关经典物理学中的粒子,下列说法正确的是（）a有一定的大小，但没有一定的质量b有一定的质量，但没有一定的大小c既有一定的大小，又有一定的质量d有的粒子还有一定量的电荷答案cd解析根据经典物理学关于粒子的理论定义得c、d正确11物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明,如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则分布的点；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是()

9、a曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点b单个光子的运动表现出波动性c干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方d只有大量光子的行为才能表现出波动性答案cd解析光是一种概率波，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但概率最大的是中央亮纹处，可达95%以上，还可能落到暗纹处,不过落在暗纹处的概率最小(注意暗纹处并非无光子到达)故c、d选项正确12如图3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

10、是(）图3aa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

11、电流方向一定是由dgf.故d正确二、填空题（本题共2个小题，共10分）13。图4(4分)1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应。1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图4所示图中，“亮圆”表示电子落在其上的_大,“暗圆表示电子落在其上的_小答案概率概率14(6分）如图5所示的实验电路，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

12、属涂层,则毫安表_（选填“有”或“无”)示数图5答案无有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动能，故毫安表无示数当改用蓝光照射时,光电子的最大动能增大，光电子能到达a极,形成电流三、计算题（本题共3个小题，共30分）15（10分）铝的逸出功是4.2 ev，现用波长200 nm的光照射铝的表面求:（1）光电子的最大动能；(2)遏止电压；(3)铝的极限频率答案（1)2.02 ev（2)2。02 v（3）1.011015 hz解析(1）由爱因斯坦光电效应

13、方程ekmhw可得:ekmhw(4.21。61019）j3.2251019 j2.02 ev。(2）由euekm得遏止电压u2.02 v.(3)由wh0得极限频率0hz1.011015 hz.16（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:(1)电子的动量的大小;（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电子质量m9。11031 kg,电子电荷量e1.61019c,普朗克常量h6.631034 js，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)，电子的动量p kgm/s1.51023 kgm/s。(2)电子在电场中加速，有eumv2u8102 v。17(10分）如图6甲所示是研究光电效应规律的光电管用波长0.50 m的绿光照射阴极k,实验测得流过表的电流i与ak之间电势差uak满足如图乙所示规律，取h6.631034 js。结合图像，求:（结果均保留两位有效数字）图6(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极k时的最大动能（2）该阴极材料的极限波长答案（1）4.01012个9。61020 j（2）6。6107 m解析(1)光电流