階段驗收評估（四）波粒二象性(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題86481～5小題只有一個選項符合題目6～8630分)的方法來說，這屬于()C

控制變量D解析：選C為了解釋光電效應的實驗規律，由于當時沒有現成的理論，愛因斯坦就提出了“光子說”來解釋光電效應的規律，并取得成功。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。關于德布羅意波，下列說法正確的( )A．所有物體不論其是否運動，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，不論其是否運動，都沒有對應的德布羅意波解析：選BB正確。關于熱輻射，下列說法中正確的( )A．一般物體的熱輻射強度只與物體的溫度有關B．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑C．一定溫度下，黑體輻射強度隨波長的分布有一個極大值度升高時，黑體輻射強度的極大值向波長增大的方向移動 解析：選C錯誤。如圖所示是一個粒子源，產生某種粒子，在其正前方安裝有兩條狹縫的擋板，粒子穿過狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發光，以下結論不正確的( )A．有多條明暗相間的條紋BC．光子到達明條紋處的概率較大D解析：選B由于粒子源產生的粒子是微觀粒子，它的運動受波動規律支配，對大量粒子運動到達屏上某點的概率，可以用波的特征進行描述，即產生雙縫干涉，在屏上將看到干涉條紋，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波的概念，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 h是普朗克常量。同h樣光也具有粒子性，光子的動量p＝λ。根據上述觀點可以證明一個靜止的自由電子如果完全吸收一個γ光子，會發生下列情況：設光子頻率為ν，則E＝hν

h hνmv2 hν

，p＝λ＝c，被靜止的自由電，子吸收后有hν＝，

e ＝mv＝2c，電子的速度為兩倍光速，顯然這e2ce2是不可能的。關于上述過程以下說法正確的( )γ光子因為在微觀世界中能量守恒定律不適用，上述論證錯誤，所以電子可能完全吸收一個γ光子γ光子γ光子與一個靜止的自由電子發生作用，則γ光子被電子散射后頻率不變解析：選C動量守恒定律和能量守恒定律是自然界中普遍適用的規律，因此在微觀世界中動量守恒定律和能量守恒定律仍適用，在光電效應實驗中金屬內部電子在吸收一定能量的光子后克服逸出功從而成為自由電子，因此電子可以吸收光子，故得出的唯一結論是靜止的自由電子不可能完全吸收一個γ光子，選項AB發生作用，被電子散射后因能量變小從而頻率降低，選項D錯誤。對光的認識，以下說法中正確的( )A．個別光子的行為易表現為粒子性，大量光子的行為易表現為波動性B．光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的C．光表現出波動性時，就不具有粒子性了，光表現出粒子性時，就不具有波動性了D．光的波粒二象性應理解為：在某種場合下光的波動性表現明顯，在另外某種場合下光的粒子性表現明顯解析選ABD 個別光子的行為易表現為粒子性，大量光子的行為易表現為波動性。與物質相互作用，表現為粒子性，光的傳播表現為波動性，光的波動性與粒子性都是光的本質屬性，故A、、D正確。如圖所示，某種單色光射到光電管的陰極上時，電流表有數，則( )AB．增大單色光的強度，電流表的示數將增大CP向左移，電流表示數將增大D．滑片P向左移，電流表示數將減小，甚至為零解析：ABD因此入射的單色光的頻率一定大于陰極材料的極限頻率，選項A正確；增大單色光的強度，則產生的光電流增大，電流表的示數增大，選項BP向左移時，K極的電勢比A極高，光電管上加的是反向電壓，故選項C錯誤，D正確。ν美國物理學家密立根利用圖甲所示的電路研究金屬的遏止電壓U與入射光的頻率νc的關系，描繪出圖乙中的圖像，由此算出普朗克常量。電子的電荷量用e表示，下列說法確的是( )PM端移動ν 由U- ν c c增大入射光的強度，光電子的最大初動能也增大UeU-νh＝1c ν－ν1 c解析選BD 入射光的頻率增大，光電子的最大初動能增大，則遏止電壓增大，測遏止電壓時，應使滑動變阻器的滑片P向N端移動，故A錯誤；根據光電效應方程E＝hν－Wk 0知，光電子的最大初動能與入射光的強度無關，故C

＝hν－W

＝eU，解得Uhν hν

h U Ue

k 0 c c＝e

eck＝e＝ν

1 h＝－ν

1 。故D正c－νc1 c 1 c確。二、計算題(本題共3小題，共52分)9．(16分如圖所示是光電效應實驗示意圖。當用光子能量為hν＝3.1eVKK的電勢高于A0.9，此時光電流剛好截止。那么，當A于K的電勢，且電勢差也為0.9V時，光電子到達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E

，到達A極的最大動能為 ′Ek kE當A、K間所加反向電壓為0.9V時，由動能定理有keU＝E，得k

＝0.9eVEkE當A、K間所加正向電壓為0.9V時，由動能定理有EkkeU′＝E′－，得Ekk

′＝1.8eVEkEE＝hν－WW＝2.2。k 0 0答案：1.8eV 2.2eV10．(16分)德布羅意認為：任何一個運動著的物體，都有著一種波與它對應，波長是λh＝p，式中p是普朗克常量。已知某種紫光的波長是440電子加速，使它的德布羅意波長是這種紫光波長的10－4倍，求：(1)電子的動量的大小；(2)試推導加速電壓跟德布羅意波波長的關系，并計算加速電壓的大小。電子質量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，加速電壓的計算結果取一位有效數字。解析：(1)λ h＝p，電子的動量h 6.6×10－34

23kg·m/s。p＝λ

＝4.4×10－

11kg·m/s＝1.5×10－2(2)電子在電場中加速，有eU＝1mv22mv2 h2U＝2e＝2meλ2＝8×102。h2答案：(1)1.5×10－23kg·m/s (2)U＝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，其中可見光部分約占45%。(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s)假如認為可見光的波長約為0.55射出的可見光子數為多少？

日、地間距離R＝1.5×1011m，估算太陽每秒輻6.4×106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為n，則有P×45%＝n·c0.45λP 0.45×0.55×10－6×1.4×103

hc

6.6×10－

34×3×108

＝1.75×1021(個)設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即等于太陽輻射的全部光子數。則所求可見光光子數N＝n·4πR2＝1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)