2019高中物理第十七章波粒二象性综合测评(二)(含解析)新人教版

综合测评(二)(时间：90分钟分值：100分)命题报告考察知识点简单中等较难光电效应方程及应用2、5、610、12、1316光的颠簸性3、4714光的波粒二象性1、811不确立关系915一、选择题(此题共10小题，每题4分，共40分；第1～6小题，每题只有一个选项切合要求，第7～10小题，每题有多个选项切合要求)1．以下实验中，能证明光拥有粒子性的是( )A．光电效应实验B．光的双缝干预实验C．光的圆孔衍射实验D．泊松亮斑实验【分析】光的双缝干预实验，光的圆孔衍射实验，泊松亮斑实验都证明光拥有颠簸性．光电效应实考证明光拥有粒子性，应选A.【答案】A2．以下对于光电效应的说法正确的选项是( )A．只需入射光的强度足够大，就能够发生光电效应B．只需入射光照耀的时间足够长，就能够发生光电效应，与入射光的强度和频次没关C．入射光的频次高于极限频次时，光的频次越大，产生的光电子的最大初动能越大D．入射光的频次高于极限频次时，光的强度越大，产生的光电子的最大初动能越大【分析】只有当入射光的频次高于极限频次时，才发生光电效应，与入射光的强弱和照耀时间没关，依据Ek＝hν－W0，可知，入射光频次越大，产生的光电子的最大初动能越大，只有C项正确．【答案】C3．已知α粒子的质量α＝6.64×10－27kg，速度v＝3×107m/s，要察看到α粒子显然m的衍射现象，阻碍物的尺寸约为( )A．3.3×10－10mB．3.3×10－12mC．3.3×10－15mD．3.3×10－18m【分析】依据德布罗意假说hh－346.63×107m≈3.3－15m.λ＝＝＝×10－27×3×10×10pmv6.64要察看到显然的衍射现象，阻碍物的尺寸应与波长差不多，C正确，A、B、D错误．【答案】C4．影响显微镜分辨本事的一个要素是波的衍射，衍射现象越显然，分辨本事越低，使用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本事，它利用高压对电子束加快，最后打在感光胶片上来察看显微图象．已知波长比孔的尺寸越大越易发生衍射．以下说法中正确的选项是( )A．加快电压越高，电子的波长越长，分辨本事越强B．加快电压越高，电子的波长越短，衍射现象越显然C．假如加快电压同样，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本事强D．假如加快电压同样，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本事弱【分析】设加快电压为，电子电荷量为e，质量为，则有k＝12＝p2p＝，又UmE2mveU2m＝hh22，可得λ＝h2λ越小，衍射现象越，故eU＝2mλ.对电子来说，加快电压越高，λ2emU不显然，应选项A、B都不对．电子与质子比较，因质子质量比电子质量大得多，可知质子加快后的波长要小得多，衍射现象不显然，分辨本事强，应选项C对，D错．【答案】C5．(2015·沙坪坝高二检测)频次为ν的光照到某金属资料时，产生光电子的最大初动能为Ekm，若改用频次为2ν的光照耀同一金属资料，则所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)( )A．Ekm＋hνB．2EkmC．Ekm－hνD．Ekm＋2hν【分析】由光电效应方程得频次为ν的光照耀金属资料时Ekm＝hν－W0，改用频次为2ν的光照耀同一金属资料时Ekm′＝h·2ν－W0，解得Ekm′＝Ekm＋hν，故A正确．【答案】A6．研究光电效应规律的实验装置如图1所示，以频次为ν的光照耀光电管阴极K时，有光电子产生．因为光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将朝阳极A做减速运动．光电流

i

由图中电流计

G测出，反向电压

U由电压表

V测出．当电流计的示数恰巧为零时，

电压表的示数称为反向截止电压

Uc，在以下图所表示光电效应实验规律的图象中，错误的选项是

(

)图1【分析】

当反向电压

U与入射光频次ν一准时，光电流

i

与光强成正比，所以

A图正确；频次为ν的入射光照耀阴极所发射出的光电子的最大初动能为

122mevmax＝hν－

W0，而截止电压

Uc与最大初动能的关系为

12eUc＝2mvmax，所以截止电压

Uc与入射光频次ν的关系是

eUc＝hν－W0，其函数图象可是原点，所以B图错误；当光强与入射光频次一准时，单位时间内单位面积上逸出的光电子数及其最大初动能是必定的，所形成的光电流强度会随反向电压的增大而减少，所以C图正确；依据光电效应的刹时性规律，不难确立D图是正确的．【答案】B7．(2014·北京要点中学联考)对于物质波，以下认识中错误的选项是( )A．任何运动的物体(质点)都陪伴一种波，这类波叫物质波B．X射线的衍射实验，证明了物质波假定是正确的C．电子的衍射实验，证明了物质波假定是正确的D．宏观物体只管能够看作物质波，但它们不拥有干预、衍射等现象【分析】据德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这类波就叫物质波，可见，A选项是正确的；因为X射线自己就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象其实不可以证明物质波理论的正确性，即B选项错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表示运动着的实物粒子拥有颠簸性，故C选项是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少许电子穿过铝箔后所落地点是凌乱的，无规律的，但大批电子穿过铝箔后落的地点则体现出衍射图样，即大批电子的行为表现出电子的颠簸性，干预、衍射是波的特有现象，只假如波，都会发生干预、衍射现象，应选项错误．【答案】BD8．电子的运动受颠簸性的支配，对于氢原子的核外电子，以下说法正确的选项是( )

DA．氢原子的核外电子能够用确立的坐标描绘它们在原子中的地点B．电子绕核运动时，能够运用牛顿运动定律确立它的轨道C．电子绕核运动的“轨道”实际上是没存心义的D．电子轨道只可是是电子出现的概率比较大的地点【分析】微观粒子的颠簸性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不合用了，所以氢原子的核外电子不可以用确立的坐标描绘它们在原子中的地点，电子的“轨道”实际上是没存心义的，电子轨道只可是是电子出现的概率比较大的地点，综上所述，C、D正确．【答案】CD9．光经过单缝所发生的现象，用地点和动量的不确立性关系的看法加以解说，正确的是(

)A．单缝宽，光是沿直线流传，这是因为单缝宽，地点不确立量

x

大，动量不确立量小，能够忽视B．当能发生衍射现象时，动量不确立量p能够忽视C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为地点不确立量越小，动量不确立量越大D．以上解说都是不对的【分析】光在流传过程中的地点和动量的不确立性关系为x≥h.发生衍射时4πx>0，所以，p不可以忽视，应选项B错误；缝越宽，p越小，缝越窄，p越大，所以，选项A、C正确．【答案】AC图210．(2014·河北正定中学期末检测)用如图2所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照耀到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA.挪动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0.则()A．光电管阴极的逸出功为1.8eVB．开关S断开后，没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7eVD．改用能量为1.5eV的光子照耀，电流表G也有电流，但电流较小【分析】由题知U＝0.7V，故E＝eU＝0.7eV，C项正确；由E＝hν－W，可得ckck0W0＝1.8eV，A项正确，D项错误；开关S断开，仍会发生光电效应，有光电子逸出，光电管与G仍可组成闭合回路，电路中会有电流流过G，B项错误．【答案】AC二、填空题(此题共3小题，共20分)11．(4分)“嫦娥二号”进入地月转移轨道时的速度约为11km/s.已知“嫦娥二号”卫星的质量为2480kg，则与卫星奔月过程对应的物质波波长大小为________m.hh－34【分析】与嫦娥二号卫星奔月过程对应的物质波波长为6.626×10λ＝＝＝2480×11×103pmvm＝2.43×10－41m.【答案】－412.43×10图312．(6分)太阳能直接变换的基来源理是利用光电效应，将太阳能变换成电能．如图3所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．标出电源和电流表的正负极；入射光应照在________极上．(3)电流表读数是10μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子起码是________个．【分析】(1)加正向电压，应当是在光电管中电子由B向A运动，即电流是由左向右．因此电源左端是正极，右端是负极，电流表上端是正极，下端是负极．(2)光应照在B极上．(3)设电子个数为n，则I＝ne，所以n＝10×10－6131.6×10－19＝6.25×10(个)．【答案】(1)电源左端是正极，右端是负极；电流表上端是正极，下端是负极(2)B(3)6.25×101313．(10分)深邃的夜色中，在海洋上航行的船舶依赖航标灯引导航道．如图4所示是一个航标灯自动控制电路的表示图．电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属．下表反应的是各样金属发生光电效应的极限频次和极限波长，又知可见光的波长在400～770nm(1nm＝10－9m)．图4各样金属发生光电效应的极限频次和极限波长：金属铯钠锌银铂极限频次4.545×6.000×8.065×1.153×1.529×(Hz)10141014101410151015极限波长0.66000.50000.37200.26000.1962(μm)依据图和所给出的数据，你以为：光电管阴极K上应涂有金属________；控制电路中的开关S应和________(填“a”和“b”)接触；工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤事故．假如将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机，这时电路中开关S应和________接触，这样，当工人不慎将手伸入危险地区时，因为遮住了光芒，光控继电器衔铁立刻动作，使机床停止工作，防止事故发生．【分析】(1)依题意知，可见光的波长范围为400×10－9～770×10－9m而金属铯的极限波长为λ＝0.6600×10－6－9m＝660×10m，所以，光电管阴极K上应涂金属铯．(2)深邃的夜色中，线圈中无电流，衔铁与b接触，船舶依赖航标灯引导航道，所以控制电路中的开关S应和b接触．若将上述控制电路中的电灯换成电机，在手遮住光芒以前，电机应是正常工作的，此时衔铁与a接触，所以电路中的开关S应和a接触．【答案】(1)铯(2)b(3)a三、计算题(此题共3小题，共40分)14．(12分)已知：功率为100W的灯泡耗费的电能的5%转变为所发出的可见光的能量，光速c＝3.0×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，假定所发出的可见光的波长都是nm，计算灯泡每秒内发出的光子数．hc【分析】波长为λ的光子能量为：E＝λ设灯泡每秒内发出的光子数为n，灯泡电功率为P，kP则n＝E式中，k＝5%是灯泡的发光效率．kPλ得：光子数n＝hc，19代入题给数据得：n＝1.4×10(个)．15．(12分)原子核的半径为10－15m，预计核内质子的动量不确立范围．假如电子被限制在核内，其动量不确立范围又是多少？【分析】设质子的地点不确立范围等于原子核的直径，即x＝2×10－15m，由不确立hhx＝2.6×10－20关系公式xp≥4π，得p≥4πkg·m/s.同理，电子被限制在核内，动量的不确立范围与质子同样，为：≥2.6×10－20kg·m/s.p【答案】均为大于或等于2.6×10－20kg·m/s16．(16分)用波长为4×10－7m的紫光照耀某金属，发出的光电子垂直进入3×10－4T的匀强磁场中，光电子所形成的圆轨道的最大部分径为1.2cm(电子电荷量e＝1.6×10－19C，其质量m＝9.1×10－31kg)．求：紫光光子的能量；光电子的最大初动能；该金属发生光电效应的极限频次．【分析】(1)光子的能量ε＝hν＝hc＝6.63×10－34×3×108J＝4.98×10－19J.－7λ4×10v2(2)光电子进入