波粒二象性章末测试ppt课件

1、第1页 第1页 章末测试章末测试第2页 第2页 一一 选择题选择题(每题每题5分分,共共50分分,有的小题只需一个选项正确有的小题只需一个选项正确,有有的小题有多个选项正确的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的把正确选项前的字母填在题后的括号内括号内.)1.1905年是爱因斯坦的年是爱因斯坦的“奇观之年奇观之年,这一年他先后发表了三这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文篇具有划时代意义的论文,其中关于光量子的实际胜利解其中关于光量子的实际胜利解释了光电效应景象释了光电效应景象,关于光电效应关于光电效应,以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是( )第3页 第3页 A.当入射光的

2、频率低于截止频率时当入射光的频率低于截止频率时,不能发生光电效应不能发生光电效应B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D.某单色光照射某一金属时不发生光电效应某单色光照射某一金属时不发生光电效应,改用波长较短的改用波长较短的光照射该金属能够发生光电效应光照射该金属能够发生光电效应答案答案:AD第4页 第4页 2.两束能量一样的色光两束能量一样的色光,都垂直地照射到物体外表都垂直地照射到物体外表,第一束光第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在一样时间在某段时间内打

3、在物体上的光子数与第二束光在一样时间内打到物体外表的光子数之比为内打到物体外表的光子数之比为5 4,那么这两束光的光那么这两束光的光子能量和波长之比子能量和波长之比( )A.4 5 4 5 B.5 4 4 5C.5 4 5 4 D.4 5 5 4第5页 第5页 1221121221214,55,:En ,n,4h.nhcn解析 由能量相同时 与 成反比 所以光子能量又根据即答案答案:D第6页 第6页 3.现有现有a b c三束单色光三束单色光,其波长关系其波长关系abc,用用b光照到光照到某金属时某金属时,恰能发生光电效应恰能发生光电效应,假设分别用假设分别用a光束和光束和c光束照光束照射该金

4、属射该金属,那么可以断定那么可以断定( )A.a光束照射时光束照射时,不能发生光电效应不能发生光电效应B.c光束照射时光束照射时,不能发生光电效应不能发生光电效应C.a光束照射时光束照射时,释放的光电子数目多释放的光电子数目多D. c光束照射时光束照射时,释放出的光电子最大初动能最小释放出的光电子最大初动能最小答案答案:A第7页 第7页 4.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能,假设假设有有N个频率为个频率为的光子打在光电池极板上的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量这些光子的总能量为为( )A.h B. NhC.Nh D.2Nh12答

5、案答案:C第8页 第8页 5.某光波射到一逸出功为某光波射到一逸出功为W0的光电资料外表的光电资料外表,所产生的光电所产生的光电子在垂直于磁感应强度为子在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的最的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为大半径为r,那么该光的频率为那么该光的频率为(设电子的质量为设电子的质量为m 带电量带电量为为e 普朗克常量为普朗克常量为h)( )222022222200.2.22We B rABhmhWWe B re B rCDhmhhmh第9页 第9页 20222201:,mvhWevBC2,2.mvrWe B rhmh解析 由光电效应方程由向心力公式两式联立可得故 选项正

6、确答案答案:C:C第10页 第10页 6.紫外线的动量为紫外线的动量为 ,一个静止的一个静止的O2吸收了一个紫外线光吸收了一个紫外线光子后子后( )A.依然静止依然静止B.沿着光子原来运动的方向运动沿着光子原来运动的方向运动C.沿光子运动相反的方向运动沿光子运动相反的方向运动D.能够向任何方向运动能够向任何方向运动解析解析:由动量守恒可知由动量守恒可知,O2分子吸收了紫外线光子后与原来的分子吸收了紫外线光子后与原来的运动方向一样运动方向一样,故故B选项正确选项正确.答案答案:Bhc第11页 第11页 7.用不同频率的紫外光分别照射钨和锌的外表而产生光电效用不同频率的紫外光分别照射钨和锌的外表而

7、产生光电效应应,可得到光电子的最大初动能可得到光电子的最大初动能Ek随入射光频率随入射光频率变化的变化的Ek-图象图象.知钨的逸出功是知钨的逸出功是3.28 eV,锌的逸出功是锌的逸出功是3.34 eV,假设将二者的图线画在同一个坐标系中假设将二者的图线画在同一个坐标系中,以实线表示钨以实线表示钨,虚虚线表示锌线表示锌,那么以下图中正确反映这一过程的图象是那么以下图中正确反映这一过程的图象是( )第12页 第12页 第13页 第13页 解析解析:由由Ek=h-W0可知可知,Ek和和的图线的斜率表示的图线的斜率表示h,故两直线故两直线应为平行的倾斜直线应为平行的倾斜直线,不同金属的逸出功不同不同

8、金属的逸出功不同,hc=W0,c为截止频率为截止频率,即与即与轴的截距轴的截距,钨的逸出功小于锌的逸出功钨的逸出功小于锌的逸出功,故故A选项正确选项正确.答案答案:A第14页 第14页 8.利用光电管研讨光电效应实验如下图利用光电管研讨光电效应实验如下图,用频率为用频率为的可见光的可见光照射阴极照射阴极K,电流表中有电流经过电流表中有电流经过,那么那么( )第15页 第15页 A.用紫外线照射用紫外线照射,电流表不一定有电流经过电流表不一定有电流经过B.用红外线照射用红外线照射,电流表一定无电流经过电流表一定无电流经过C.用频率为用频率为的可见光照射的可见光照射K,当滑动变阻器的滑动触头移到当

9、滑动变阻器的滑动触头移到A端端,电流表中一定无电流经过电流表中一定无电流经过D.用频率为用频率为的可见光照射的可见光照射K,当滑动变阻器的滑动触头向当滑动变阻器的滑动触头向B端端滑动时滑动时,电流表示数能够不变电流表示数能够不变第16页 第16页 解析解析:由于紫外线的频率比可见光的频率高由于紫外线的频率比可见光的频率高,所以紫外线照射所以紫外线照射时时,电流表中一定有电流经过电流表中一定有电流经过,选项选项A错误错误;因不知阴极因不知阴极K的的截止频率截止频率,所以用红外线照射时所以用红外线照射时,不一定发生光电效应不一定发生光电效应,所以所以B选项错误选项错误;即使即使UAK=0,电流表中

10、仍有电流电流表中仍有电流,应选项应选项C错误错误;当滑动变阻器触点向当滑动变阻器触点向B端滑动时端滑动时,UAK增大增大,光电流能够会光电流能够会增大增大,当到达饱和电流时当到达饱和电流时,再添加再添加UAK,电流也不会再增大电流也不会再增大,坚持不变坚持不变,所以所以D选项正确选项正确.答案答案:D第17页 第17页 9.光子不仅具有能量还具有动量光子不仅具有能量还具有动量,光照射到某个面上就会产生光照射到某个面上就会产生压力压力.人们想象在火星探测器上安装面积很大的薄膜人们想象在火星探测器上安装面积很大的薄膜,正对正对着太阳光着太阳光,靠太阳光在薄膜上产生的压力推进探测器前进靠太阳光在薄膜

11、上产生的压力推进探测器前进.第一次安装的是反射率极高的薄膜第一次安装的是反射率极高的薄膜,第二次安装的是吸收第二次安装的是吸收率极高的薄膜率极高的薄膜.那么那么( )A.安装反射率极高的薄膜安装反射率极高的薄膜,探测器的加速度大探测器的加速度大B.安装吸收率极高的薄膜安装吸收率极高的薄膜,探测器的加速度大探测器的加速度大C.两种情况下两种情况下,由于探测器的质量一样由于探测器的质量一样,探测器的加速度大小探测器的加速度大小一样一样D.两种情况下两种情况下,探测器的加速度大小无法比较探测器的加速度大小无法比较第18页 第18页 解析解析:此题所调查的动量守恒和牛顿第三定律此题所调查的动量守恒和牛

12、顿第三定律,具有一定的综具有一定的综合性合性.假设膜的反射率极高假设膜的反射率极高,那么光子与其作用后那么光子与其作用后,动量改动动量改动较大较大,即薄膜对光子的作用力较大即薄膜对光子的作用力较大,根据牛顿第三定律根据牛顿第三定律,光子光子对薄膜的作用也较大对薄膜的作用也较大,因此因此,探测器可获得较大的加速度探测器可获得较大的加速度,应应选项选项A正确正确.答案答案:A第19页 第19页 10.如图是光电管的原理图如图是光电管的原理图,知有波长为知有波长为0的光照到阴极的光照到阴极K上上时时,电路中有光电流电路中有光电流,那么那么( )第20页 第20页 A.假设换用波长为假设换用波长为1(

13、10)的光照射阴极的光照射阴极K时时,电路中一定电路中一定没有光电流没有光电流B.假设换用波长为假设换用波长为2(20)的光照射阴极的光照射阴极K时时,电路中光电电路中光电流一定增大流一定增大C.假设将变阻器滑动头假设将变阻器滑动头P从图示位置向右滑一些从图示位置向右滑一些,仍用波长为仍用波长为0的光照射的光照射,那么电路中光电流一定增大那么电路中光电流一定增大D.假设将变阻器滑动头假设将变阻器滑动头P从图示位置向左滑过中心从图示位置向左滑过中心O点时点时,其其他条件不变他条件不变,那么电路中仍能够有光电流那么电路中仍能够有光电流第21页 第21页 解析解析:根据光电效应的条件根据光电效应的条

14、件,用波长用波长1的光照射时的光照射时,电路中有能电路中有能够有电流够有电流,也有能够没有电流也有能够没有电流,用用2的光照射时的光照射时,电路中一定电路中一定有电流有电流,但电流的强度跟光强有关但电流的强度跟光强有关,所以电流不一定增大所以电流不一定增大,故故A B选项错误选项错误.滑动触头向右滑动滑动触头向右滑动,使加在光电管上的正向使加在光电管上的正向电压增大电压增大,假设滑动前光电流曾经到达饱和电流假设滑动前光电流曾经到达饱和电流,那么电流那么电流不变不变,所以所以C选项错误选项错误;滑动头滑过中心滑动头滑过中心O点点,那么在光电管那么在光电管A K间加反向电压间加反向电压,但电压小于

15、遏止电压值但电压小于遏止电压值,仍能够有电流仍能够有电流,故故D选项正确选项正确.答案答案:D第22页 第22页 二二 实验题实验题(8分分)11.如下图如下图,一静电计与锌板相连一静电计与锌板相连,在在A处用一弧光灯照锌板处用一弧光灯照锌板,关关灯后灯后,指针坚持一定偏角指针坚持一定偏角.第23页 第23页 (1)现用一带负电的金属小球与锌板接触现用一带负电的金属小球与锌板接触,那么静电计指针偏那么静电计指针偏角将角将_.(填填“增大增大 “减小或减小或“不变不变)(2)使静电计指针回到零使静电计指针回到零,再用一样强度的钠灯发出的黄光照再用一样强度的钠灯发出的黄光照射锌板射锌板,静电计指针

16、无偏转静电计指针无偏转,那么那么,假设改用强度更大的红外线假设改用强度更大的红外线照射锌板照射锌板,可察看到静电计指针可察看到静电计指针_(填填“有或有或“无无)偏转偏转. 减小减小无无第24页 第24页 解析解析:(1)锌板在紫外线照射下锌板在紫外线照射下,发生光电效应发生光电效应,有光电子飞出有光电子飞出,锌板带正电锌板带正电,将一带负电的金属小球与锌板接触将一带负电的金属小球与锌板接触,将锌板上将锌板上的正电荷中和一部分的正电荷中和一部分,锌板所带正电量减少锌板所带正电量减少,那么静电计指那么静电计指针将变小针将变小.(2)当改用黄光照射不发生偏转当改用黄光照射不发生偏转,那么黄光频率低

17、于截止频率那么黄光频率低于截止频率,而红光的频率低于黄光频率而红光的频率低于黄光频率,即也低于锌板发生光电效应即也低于锌板发生光电效应的截止频率的截止频率,静电计指针不偏转静电计指针不偏转.第25页 第25页 三三 计算题计算题(包括包括3小题小题,共共42分分)12.(10分分)如下图为证明电子波存在的实验安装如下图为证明电子波存在的实验安装,从从F上漂出的上漂出的热电子可以为初速度为零热电子可以为初速度为零,所加加速电压所加加速电压U=104伏伏,电子质电子质量为量为m=0.9110-30 kg.电子被加速后经过小孔电子被加速后经过小孔K1和和K2后后入射到薄的金膜上入射到薄的金膜上,发生

18、衍射作用发生衍射作用,结果在照相底片上构成结果在照相底片上构成同心圆明暗条纹同心圆明暗条纹.试计算电子的德布罗意波长试计算电子的德布罗意波长.第26页 第26页 34321101941226.:eUmv ,pmv1.23 163 102 0.91 101.6m01010kmEhmp解析 电子在电场中加速由动能定理得得由物质波波长答案答案:1.2310-11 m第27页 第27页 13.(15分分)具有波长具有波长=0.71 的伦琴射线使金箔发射电子的伦琴射线使金箔发射电子,电电子在磁感应强度为子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀的匀速圆周运动速圆周运

19、动,知知rB=1.8810-4 Tm.(电子电量电子电量e=1.610-19 C,质量质量m=9.110-31 kg)试求试求:(1)光电子的最大初动能光电子的最大初动能.(2)金箔的逸出功金箔的逸出功.(3)该电子的物质波的波长该电子的物质波的波长.第28页 第28页 22221924231216,1(1.6 10)(: 1evBv1.88 10 )222 9.1 1mv.910J04 7mverBrme r BJm解析电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供得 15k00k1516115348122.80 10JEhW WhE2.80 104.97 10J2.36.63 103.0 107.1 1000 1JhcEhJ入射光的能量由光电效应方程第29页 第29页 311114496.63 101.88 101.6 1032.20 10m.hhhmpmverB该电子运动的物质波的波长答案:(1)4.9710-16 J (2)2.3010-15 J(3)2.2010-11 m第30页 第30页 14.(17分分)如下图如下图,阴极阴极K用极限波长用极限波长0=0.66 m的金属铯制的金属铯制成成,用