章末檢測(第十七章)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10個小題，每小題4分，共40分，全部選對得4分，漏選得2分，錯選不得分)1．愛因斯坦由光電效應的實驗規律，猜測光具有粒子性，從而提出光子說，從科學研究的方法來說，這屬于()A．等效替代 B．控制變量C．科學假說 D．數學歸納答案C解析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．2．(多選)有關經典物理學中的粒子，下列說法正確的是()A．有一定的大小，但沒有一定的質量B．有一定的質量，但沒有一定的大小C．既有一定的大小，又有一定的質量D．有的粒子還有一定量的電荷答案CD解析根據經典物理學關于粒子的理論定義得C、D正確．3．(2016·紹興一中高二第二學期期中)下列關于概率波的說法中，正確的是()A．概率波就是機械波B．物質波是一種概率波C．概率波和機械波的本質是一樣的，都能發生干涉和衍射現象D．在光的雙縫干涉實驗中，若有一個粒子，則可以確定它從其中的哪一個縫中穿過答案B解析概率波與機械波是兩個不同的概念，二者的本質不同，故A錯誤；物質波是一種概率波，故B正確；概率波和機械波都能發生干涉和衍射現象，但其本質是不一樣的，故C錯誤；根據不確定性關系，在光的雙縫干涉實驗中，若有一個粒子，則不能確定它從其中的哪一個縫中穿過，故D錯誤．4．波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的是()A．光電效應現象揭示了光的波動性B．熱中子束射到晶體上產生的衍射圖樣說明中子具有波動性C．德布羅意指出微觀粒子的動量越大，其對應的波長就越長D．動能相等的質子和電子，它們的德布羅意波長也相等答案B解析光電效應現象揭示了光的粒子性，A錯誤；熱中子束射到晶體上產生的衍射圖樣說明中子具有波動性，B正確；依據德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)可知，微觀粒子的動量越大，其對應的波長就越短，C錯誤；根據德布羅意波長公式，若一個電子的德布羅意波長和一個質子的德布羅意波長相等，則動量p也相等，動能則不相等，D錯誤．5．(多選)下列物理實驗中，能說明粒子具有波動性的是()A．通過研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關系，證明了愛因斯坦光電效應方程的正確性B．通過測試多種物質對X射線的散射，發現散射射線中有波長變大的成分C．通過電子雙縫實驗，發現電子的干涉現象D．利用晶體做電子束衍射實驗，證實了電子的波動性答案CD解析干涉和衍射是波特有的現象，由于X射線本身就是一種波，而不是實物粒子，故X射線散射中有波長變大的成分，并不能證實物質波理論的正確性，A、B不能說明粒子的波動性．6．(多選)在光電效應實驗中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能產生光電效應．對于這兩個過程，下列四個物理量中，一定不同的是()A．遏止電壓B．飽和電流C．光電子的最大初動能D．逸出功答案ACD解析同一束光照射不同的金屬，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金屬，逸出功不同，根據光電效應方程Ek＝hν－W0知，最大初動能不同，則遏止電壓不同；同一束光照射，光中的光子數目相等，所以飽和電流是相同的．7．(多選)(2016·浙江4月選考)在光電效應實驗中，采用極限頻率為νc＝5.5×1014Hz鈉陰極，已知普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，電子質量m＝9.1×10－31kg.用頻率ν＝7.5×1014Hz的紫光照射鈉陰極產生光電子的()A．動能的數量級為10－19JB．速率的數量級為108m/sC．動量的數量級為10－27kg·m/sD．德布羅意波長的數量級為10－9m答案AD8．現有a、b、c三束單色光，其波長關系為λa∶λb∶λc＝1∶2∶3.當用a光束照射某金屬板時能發生光電效應，飛出的光電子最大初動能為Ek，若改用b光束照射該金屬板，飛出的光電子最大初動能為eq\f(1,3)Ek，當改用c光束照射該金屬板時()A．能發生光電效應，飛出的光電子最大初動能為eq\f(1,6)EkB．能發生光電效應，飛出的光電子最大初動能為eq\f(1,9)EkC．能發生光電效應，飛出的光電子最大初動能為eq\f(1,12)EkD．由于c光束光子能量較小，該金屬板不會發生光電效應答案B解析對a、b、c三束光由光電效應方程有：eq\f(hc,λa)－W0＝Ek，eq\f(hc,2λa)－W0＝eq\f(1,3)Ek，由以上兩式得eq\f(hc,λa)＝eq\f(4,3)Ek，W0＝eq\f(1,3)Ek.當改用c光束照射該金屬板時eq\f(hc,3λa)－W0＝eq\f(4,9)Ek－eq\f(1,3)Ek＝eq\f(1,9)Ek，故B正確．9．在光電效應實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖1所示．則可判斷出()圖1A．甲光的頻率大于乙光的頻率B．乙光的波長大于丙光的波長C．乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D．甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能答案B解析由題圖可知丙光對應的光電子的初動能最大，即丙光的頻率最高(波長最小)，B項正確，D項錯誤；甲光和乙光的頻率相同，A項錯誤；由于是同一光電管，所以乙光、丙光的截止頻率是一樣的，C項錯誤．10．已知金屬鋅發生光電效應時產生的光電子的最大初動能Ek跟入射光的頻率ν的關系圖象如圖2中的直線1所示．某種單色光照射到金屬鋅的表面時，產生的光電子的最大初動能為E1.若該單色光照射到另一金屬表面時產生的光電子的最大初動能為E2，E2<E1，關于這種金屬的最大初動能Ek跟入射光的頻率ν的關系圖象應是圖中的()圖2A．aB．bC．cD．上述三條圖線都不正確答案A解析根據光電效應方程知，Ek－ν為一次函數，普朗克常量h是斜率，h是確定的值，雖然兩金屬的逸出功不同，但兩個Ek－ν圖象的斜率相同，兩個直線平行，同時再利用Ek＝hν－W0，結合圖象E2<E1，hν相同，所以W1<W2，即直線在縱軸上的截距W2大，故選項A正確．二、填空題(本題共2個小題，共12分)11．(6分)1924年，法國物理學家德布羅意提出，任何一個運動著的物體都有一種波與它對應.1927年，兩位美國物理學家在實驗中得到了電子束通過鋁箔時的衍射圖案，如圖3所示．圖中，“亮圓”表示電子落在其上的________大，“暗圓”表示電子落在其上的________小．圖3答案概率概率12．(6分)已知銫的極限頻率為4.545×1014Hz，鈉的極限頻率為6.00×1014Hz，鍶的極限頻率為1.153×1015Hz，鉑的極限頻率為7.529×1015Hz，當用波長為0.375μm的光照射它們時，其中能夠發生光電效應的金屬是________．答案鈉和銫解析根據公式c＝λν，得到入射光的頻率ν＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×108,0.375×10－6)Hz＝8×1014Hz.可以看出銫和鈉的極限頻率比入射光的頻率小．三、計算題(本題共3個小題，共48分)13．(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＝6.63×10－34J·s，加速電壓的計算結果取一位有效數字．答案(1)1.5×10－23kg·m/s(2)U＝eq\f(h2,2meλ2)8×102V解析(1)λ＝eq\f(h,p)，電子的動量p＝eq\f(h,λ)＝eq\f(6.63×10－34,4.4×10－11)kg·m/s≈1.5×10－23kg·m/s.(2)電子在電場中加速，有eU＝eq\f(1,2)mv2U＝eq\f(mv2,2e)＝eq\f(h2,2meλ2)≈8×102V.14．(16分)已知金屬銫的極限波長為0.66μm，用0.50μm的光照射銫金屬表面發射光電子的最大初動能為多少焦耳？銫金屬的逸出功為多少焦耳？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)答案9.6×10－20J3×10－19J解析金屬銫發生光電效應的極限頻率ν0＝eq\f(c,λ0).金屬銫的逸出功W＝hν0＝heq\f(c,λ0)＝6.63×10－34×eq\f(3×108,0.66×10－6)J≈3×10－19J.由光電效應方程Ek＝hν－W0＝heq\f(c,λ)－heq\f(c,λ0)＝hc(eq\f(1,λ)－eq\f(1,λ0))＝6.63×10－34×3×108×(eq\f(1,0.50×10－6)－eq\f(1,0.66×10－6))J≈9.6×10－20J.15．(16分)(2016·臺州路橋中學高二上學期月考)波長為λ的單色光照射某金屬M表面發生光電效應，發射的光電子(電荷量絕對值為e，質量為m)經狹縫S后垂直進入磁感應強度為B的均勻磁場，如圖4所示，今已測出電子在該磁場中做圓周運動的最大半徑為R，求：圖4(1)金屬材料的逸出功；(2)反向遏止電壓．答案(1)eq\f(hc,λ)－eq\f(B2e2R2,2m)(2)eq\f(B2eR2,2m)解析(1)電子在磁場中半徑最大時對應的初動