XX省專用學年高中物理第十七章波粒二象性階段查收評估四波粒二象性含解析新人教版選修XX省專用學年高中物理第十七章波粒二象性階段查收評估四波粒二象性含解析新人教版選修PAGEXX省專用學年高中物理第十七章波粒二象性階段查收評估四波粒二象性含解析新人教版選修階段查收評估（四）波粒二象性(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(此題共8小題，每題6分，共48分。第1～5小題只有一個選項符合題目要求，第6～8小題有多個選項符合題目要求，所有選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．愛因斯坦由光電效應的實驗規(guī)律，猜想光擁有粒子性，進而提出光子說，從科學研究的方法來說，這屬于()A．等效代替B．控制變量C．科學假說D．數(shù)學概括解析：選C為認識釋光電效應的實驗規(guī)律，因為當時沒有現(xiàn)成的理論，愛因斯坦就提出了“光子說”來解說光電效應的規(guī)律，并獲得成功。從科學研究的方法來說，這屬于科學假說。C正確，A、B、D錯誤。2．對于德布羅意波，以下說法正確的選項是()A．所有物體無論其能否運動，都有對應的德布羅意波B．任何一個運動著的物體都有一種波和它對應，這就是德布羅意波C．運動著電場、磁場沒有相對應的德布羅意波D．只有運動著的微觀粒子才有德布羅意波，對于宏觀物體，無論其能否運動，都沒有相對應的德布羅意波解析：選B任何一個運動著的物體，都有一種波與它對應，即物質(zhì)波，物質(zhì)有兩類：實物和場，所以B正確。3．對于熱輻射，以下說法中正確的選項是()A．一般物體的熱輻射強度只與物體的溫度相關(guān)B．黑體只汲取電磁波，不反射電磁波，所以黑體必然是黑的C．必然溫度下，黑體輻射強度隨波長的散布有一個極大值D．溫度高升時，黑體輻射強度的極大值向波長增大的方向挪動解析：選C一般物體的熱輻射強度除與溫度相關(guān)以外，還與資料、表面狀況相關(guān)，A錯誤；黑體能夠輻射可見光，不用然是黑的，B錯誤；由黑體輻射的實驗規(guī)律知，C正確，D錯誤。4．以以下圖是一個粒子源，產(chǎn)生某種粒子，在其正前面安裝只有兩條狹縫的擋板，粒子穿過狹縫打在前面的熒光屏上使熒光屏發(fā)光，以下結(jié)論不正確的選項是()A．有多條明暗相間的條紋B．每個光子抵達屏上的地點都是必然的C．光子抵達明條紋處的概率較大D．光子抵達暗條紋處的概率較小，但也有可能抵達的光子解析：選B因為粒子源產(chǎn)生的粒子是微觀粒子，它的運動受顛簸規(guī)律支配，對大批粒子運動抵達屏上某點的概率，能夠用波的特點進行描述，即產(chǎn)生雙縫干預，在屏大將看到干預條紋，所以選項A、C、D正確，B錯誤。5．1924年法國物理學家德布羅意提出物質(zhì)波的看法，任何一個運動著的物體，小到電子，大到行星、恒星都有一種波與之對應，波長λ＝eq\f(h,p)，p為物體運動的動量，h是普朗克常量。相同光也擁有粒子性，光子的動量p＝eq\f(h,λ)。依據(jù)上述看法能夠證明一個靜止的自由電子假如完滿汲取一個γ光子，會發(fā)生以下狀況：設光子頻次為ν，則E＝hν，p＝eq\f(h,λ)＝eq\f(hν,c)，被靜止的自由電子汲取后有hν＝eq\f(mev2,2)，eq\f(hν,c)＝mev。由以上兩式可解得v＝2c，電子的速度為兩倍光速，明顯這是不能夠能的。對于上述過程以下說法正確的選項是()A．因為在微觀世界中動量守恒定律不合用，上述論證錯誤，所以電子可能完滿汲取一個γ光子B．因為在微觀世界中能量守恒定律不合用，上述論證錯誤，所以電子可能完滿汲取一個γ光子C．動量守恒定律、能量守恒定律是自然界中廣泛合用規(guī)律，所以獨一結(jié)論是電子不能夠能完滿汲取一個γ光子D．若γ光子與一個靜止的自由電子發(fā)生作用，則γ光子被電子散射后頻次不變解析：選C動量守恒定律和能量守恒定律是自然界中廣泛合用的規(guī)律，所以在微觀世界中動量守恒定律和能量守恒定律仍合用，在光電效應實驗中金屬內(nèi)部電子在汲取必然能量的光子后戰(zhàn)勝逸出功進而成為自由電子，所以電子能夠汲取光子，故得出的獨一結(jié)論是靜止的自由電子不能夠能完滿汲取一個γ光子，選項A、B錯誤，C正確；γ光子與靜止的自由電子發(fā)生作用，被電子散射后因能量變小進而頻次降低，選項D錯誤。6．對光的認識，以下說法中正確的選項是()A．個別光子的行為易表現(xiàn)為粒子性，大批光子的行為易表現(xiàn)為顛簸性B．光的顛簸性是光子自己的一種屬性，不是光子之間的互相作用惹起的C．光表現(xiàn)出顛簸性時，就不擁有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時，就不擁有顛簸性了D．光的波粒二象性應理解為：在某種場合下光的顛簸性表現(xiàn)明顯，在其他某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯解析：選ABD個別光子的行為易表現(xiàn)為粒子性，大批光子的行為易表現(xiàn)為顛簸性。光與物質(zhì)互相作用，表現(xiàn)為粒子性，光的流傳表現(xiàn)為顛簸性，光的顛簸性與粒子性都是光的實質(zhì)屬性，故A、B、D正確。7．以以下圖，某種單色光射到光電管的陰極上時，電流表有示數(shù)，則()A．入射的單色光的頻次必然大于陰極資料的極限頻次B．增大單色光的強度，電流表的示數(shù)將增大C．滑片P向左移，電流表示數(shù)將增大D．滑片P向左移，電流表示數(shù)將減小，甚至為零解析：選ABD單色光射到光電管的陰極上時，電流表有示數(shù)，說明發(fā)生了光電效應，所以入射的單色光的頻次必然大于陰極資料的極限頻次，選項A正確；增大單色光的強度，則產(chǎn)生的光電流增大，電流表的示數(shù)增大，選項B正確；當滑片P向左移時，K極的電勢比A極高，光電管上加的是反向電壓，應選項C錯誤，D正確。8．美國物理學家密立根利用圖甲所示的電路研究金屬的制止電壓Uc與入射光的頻次ν的關(guān)系，描述出圖乙中的圖像，由此算出普朗克常量h。電子的電荷量用e表示，以下說法正確的選項是()A．入射光的頻次增大，為了測制止電壓，則滑動變阻器的滑片P應向M端挪動B．由Uc-ν圖像可知，這類金屬的截止頻次為νcC．增大入射光的強度，光電子的最大初動能也增大D．由Uc-ν圖像可求普朗克常量表達式為h＝eq\f(U1e,ν1－νc)解析：選BD入射光的頻次增大，光電子的最大初動能增大，則制止電壓增大，測制止電壓時，應使滑動變阻器的滑片P向N端挪動，故A錯誤；依據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0知，光電子的最大初動能與入射光的強度沒關(guān)，故C錯誤；依據(jù)Ek＝hν－W0＝eUc，解得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(hνc,e)，圖線的斜率k＝eq\f(h,e)＝eq\f(U1,ν1－νc)，則h＝eq\f(U1e,ν1－νc)，當制止電壓為零時，ν＝νc。故B、D正確。二、計算題(此題共3小題，共52分)9．(16分)以以下圖是光電效應實驗表示圖。當用光子能量為hν＝3.1eV的光照耀金屬K時，產(chǎn)生光電流。若K的電勢高于A的電勢，且電勢差為0.9V，此光陰電流恰好截止。那么，當A的電勢高于K的電勢，且電勢差也為0.9V時，光電子抵達A極時的最大動能是多大？此金屬的逸出功是多大？解析：設光電子逸出時最大初動能為Ek，抵達A極的最大動能為Ek′當A、K間所加反向電壓為0.9V時，由動能定理有eU＝Ek，得Ek＝0.9eV當A、K間所加正向電壓為0.9V時，由動能定理有eU′＝Ek′－Ek，得Ek′＝1.8eV由光電效應方程有Ek＝hν－W0，得W0＝2.2eV。答案：1.8eV2.2eV10．(16分)德布羅意以為：任何一個運動著的物體，都有著一種波與它對應，波長是λ＝eq\f(h,p)，式中p是運動著的物體的動量，h是普朗克常量。已知某種紫光的波長是440nm，若將電子加快，使它的德布羅意波長是這類紫光波長的10－4倍，求：(1)電子的動量的大小；(2)試推導加快電壓跟德布羅意波波長的關(guān)系，并計算加快電壓的大小。電子質(zhì)量m＝9.1×10－31kg，電子電荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，加快電壓的計算結(jié)果取一位有效數(shù)字。解析：(1)λ＝eq\f(h,p)，電子的動量p＝eq\f(h,λ)＝eq\f(6.6×10－34,4.4×10－11)kg·m/s＝1.5×10－23kg·m/s。(2)電子在電場中加快，有eU＝eq\f(1,2)mv2U＝eq\f(mv2,2e)＝eq\f(h2,2meλ2)＝8×102V。答案：(1)1.5×10－23kg·m/s(2)U＝eq\f(h2,2meλ2)8×102V11．(20分)太陽光垂直射到地面上時，地面上1m2接收的太陽光的功率為1.4kW，此中可見光部分約占45%。(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s)(1)假如以為可見光的波長約為0.55μm，日、地間距離R＝1.5×1011m，預計太陽每秒輻射出的可見光子數(shù)為多少？(2)若已知地球的半徑為6.4×106m，預計地球接收的太陽光的總功率。解析：(1)設地面上垂直陽光的1m2面積上每秒鐘接收的可見光光子數(shù)為n，則有P×45%＝n·heq\f(c,λ)解得n＝eq\f(0.45λP,hc)＝eq\f(0.45×0.55×10－6×1.4×103,6.6×10－34×3×108)＝1.75×1021(個)假想一個以太陽為球心，以日、地距離為半徑的大球面包圍著太陽，大球面接收的光子數(shù)即等于太陽輻射的所有光子數(shù)。則所求可見光光子數(shù)N＝n·4πR2＝1.7