《（山東省專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第十七章 波粒二象性 階段驗(yàn)收評(píng)估（四）波粒二象性（含解析）新人教版選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（山東省專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第十七章 波粒二象性 階段驗(yàn)收評(píng)估（四）波粒二象性（含解析）新人教版選修3-5（5頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、階段驗(yàn)收評(píng)估（四）波粒二象性(時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。第15小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第68小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1愛因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，猜測(cè)光具有粒子性，從而提出光子說，從科學(xué)研究的方法來說，這屬于()A等效替代 B控制變量C科學(xué)假說 D數(shù)學(xué)歸納解析：選C為了解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，由于當(dāng)時(shí)沒有現(xiàn)成的理論，愛因斯坦就提出了“光子說”來解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，并取得成功。從科學(xué)研究的方法來說，這屬于科學(xué)假說。C正確，A、B、D錯(cuò)誤。2關(guān)于德布羅意波，下列說法正確的是()A所
2、有物體不論其是否運(yùn)動(dòng)，都有對(duì)應(yīng)的德布羅意波B任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波和它對(duì)應(yīng)，這就是德布羅意波C運(yùn)動(dòng)著電場(chǎng)、磁場(chǎng)沒有相對(duì)應(yīng)的德布羅意波D只有運(yùn)動(dòng)著的微觀粒子才有德布羅意波，對(duì)于宏觀物體，不論其是否運(yùn)動(dòng)，都沒有相對(duì)應(yīng)的德布羅意波解析：選B任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，即物質(zhì)波，物質(zhì)有兩類：實(shí)物和場(chǎng)，所以B正確。3關(guān)于熱輻射，下列說法中正確的是()A一般物體的熱輻射強(qiáng)度只與物體的溫度有關(guān)B黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑的C一定溫度下，黑體輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布有一個(gè)極大值D溫度升高時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)增大的方向移動(dòng)解析：選C一般物體的熱輻射強(qiáng)度除與溫度有
3、關(guān)之外，還與材料、表面狀況有關(guān)，A錯(cuò)誤；黑體可以輻射可見光，不一定是黑的，B錯(cuò)誤；由黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律知，C正確，D錯(cuò)誤。4如圖所示是一個(gè)粒子源，產(chǎn)生某種粒子，在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板，粒子穿過狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光，以下結(jié)論不正確的是()A有多條明暗相間的條紋B每個(gè)光子到達(dá)屏上的位置都是一定的C光子到達(dá)明條紋處的概率較大D光子到達(dá)暗條紋處的概率較小，但也有可能到達(dá)的光子解析：選B由于粒子源產(chǎn)生的粒子是微觀粒子，它的運(yùn)動(dòng)受波動(dòng)規(guī)律支配，對(duì)大量粒子運(yùn)動(dòng)到達(dá)屏上某點(diǎn)的概率，可以用波的特征進(jìn)行描述，即產(chǎn)生雙縫干涉，在屏上將看到干涉條紋，所以選項(xiàng)A、C、D正確，B錯(cuò)誤。51924年
4、法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出物質(zhì)波的概念，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子，大到行星、恒星都有一種波與之對(duì)應(yīng)，波長(zhǎng)，p為物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量，h是普朗克常量。同樣光也具有粒子性，光子的動(dòng)量p。根據(jù)上述觀點(diǎn)可以證明一個(gè)靜止的自由電子如果完全吸收一個(gè)光子，會(huì)發(fā)生下列情況：設(shè)光子頻率為，則Eh，p，被靜止的自由電子吸收后有h，mev。由以上兩式可解得v2c，電子的速度為兩倍光速，顯然這是不可能的。關(guān)于上述過程以下說法正確的是()A因?yàn)樵谖⒂^世界中動(dòng)量守恒定律不適用，上述論證錯(cuò)誤，所以電子可能完全吸收一個(gè)光子B因?yàn)樵谖⒂^世界中能量守恒定律不適用，上述論證錯(cuò)誤，所以電子可能完全吸收一個(gè)光子C動(dòng)量守恒定律、能量守恒定
5、律是自然界中普遍適用規(guī)律，所以唯一結(jié)論是電子不可能完全吸收一個(gè)光子D若光子與一個(gè)靜止的自由電子發(fā)生作用，則光子被電子散射后頻率不變解析：選C動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律是自然界中普遍適用的規(guī)律，因此在微觀世界中動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律仍適用，在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中金屬內(nèi)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(jié)論是靜止的自由電子不可能完全吸收一個(gè)光子，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；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從而頻率降低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6對(duì)光的認(rèn)識(shí)，以下說法中正確的是()A個(gè)別光子的行為易表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為易表現(xiàn)為波動(dòng)性B光
6、的波動(dòng)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(xiàn)出波動(dòng)性時(shí)，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時(shí)，就不具有波動(dòng)性了D光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場(chǎng)合下光的波動(dòng)性表現(xiàn)明顯，在另外某種場(chǎng)合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯解析：選ABD個(gè)別光子的行為易表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為易表現(xiàn)為波動(dòng)性。光與物質(zhì)相互作用，表現(xiàn)為粒子性，光的傳播表現(xiàn)為波動(dòng)性，光的波動(dòng)性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性，故A、B、D正確。7如圖所示，某種單色光射到光電管的陰極上時(shí)，電流表有示數(shù)，則()A入射的單色光的頻率必須大于陰極材料的極限頻率B增大單色光的強(qiáng)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
7、，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(shí)，電流表有示數(shù)，說明發(fā)生了光電效應(yīng)，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(xiàng)A正確；增大單色光的強(qiáng)度，則產(chǎn)生的光電流增大，電流表的示數(shù)增大，選項(xiàng)B正確；當(dāng)滑片P向左移時(shí)，K極的電勢(shì)比A極高，光電管上加的是反向電壓，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。8美國(guó)物理學(xué)家密立根利用圖甲所示的電路研究金屬的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關(guān)系，描繪出圖乙中的圖像，由此算出普朗克常量h。電子的電荷量用e表示，下列說法正確的是()A入射光的頻率增大，為了測(cè)遏止電壓，則滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向M端移動(dòng)B由Uc圖像可知，這種金屬的截止頻率為cC增大入
8、射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能也增大D由Uc圖像可求普朗克常量表達(dá)式為h解析：選BD入射光的頻率增大，光電子的最大初動(dòng)能增大，則遏止電壓增大，測(cè)遏止電壓時(shí)，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)EkhW0eUc，解得Uc，圖線的斜率k，則h，當(dāng)遏止電壓為零時(shí)，c。故B、D正確。二、計(jì)算題(本題共3小題，共52分)9(16分)如圖所示是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)示意圖。當(dāng)用光子能量為h3.1 eV的光照射金屬K時(shí)，產(chǎn)生光電流。若K的電勢(shì)高于A的電勢(shì)，且電勢(shì)差為0.9 V，此時(shí)光電流剛好截止。那么，當(dāng)A的電勢(shì)高于K的電勢(shì)，且
9、電勢(shì)差也為0.9 V時(shí)，光電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能是多大？此金屬的逸出功是多大？解析：設(shè)光電子逸出時(shí)最大初動(dòng)能為Ek，到達(dá)A極的最大動(dòng)能為Ek當(dāng)A、K間所加反向電壓為0.9 V時(shí)，由動(dòng)能定理有eUEk，得Ek0.9 eV當(dāng)A、K間所加正向電壓為0.9 V時(shí)，由動(dòng)能定理有eUEkEk，得Ek1.8 eV由光電效應(yīng)方程有EkhW0，得W02.2 eV。答案：1.8 eV2.2 eV10(16分)德布羅意認(rèn)為：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，都有著一種波與它對(duì)應(yīng)，波長(zhǎng)是，式中p是運(yùn)動(dòng)著的物體的動(dòng)量，h是普朗克常量。已知某種紫光的波長(zhǎng)是440 nm，若將電子加速，使它的德布羅意波長(zhǎng)是這種紫光波長(zhǎng)的104倍，求：
10、(1)電子的動(dòng)量的大??；(2)試推導(dǎo)加速電壓跟德布羅意波波長(zhǎng)的關(guān)系，并計(jì)算加速電壓的大小。電子質(zhì)量m9.11031 kg，電子電荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.61034 Js，加速電壓的計(jì)算結(jié)果取一位有效數(shù)字。解析：(1)，電子的動(dòng)量p kgm/s1.51023 kgm/s。(2)電子在電場(chǎng)中加速，有eUmv2U8102 V。答案：(1)1.51023 kgm/s(2)U8102 V11(20分)太陽光垂直射到地面上時(shí)，地面上1 m2接收的太陽光的功率為1.4 kW，其中可見光部分約占45%。(普朗克常量h6.61034 Js)(1)假如認(rèn)為可見光的波長(zhǎng)約為0.55 m，日、地間距
11、離R1.51011 m，估算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6.4106 m，估算地球接收的太陽光的總功率。解析：(1)設(shè)地面上垂直陽光的1 m2面積上每秒鐘接收的可見光光子數(shù)為n，則有P45%nh解得n1.751021(個(gè))設(shè)想一個(gè)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)即等于太陽輻射的全部光子數(shù)。則所求可見光光子數(shù)Nn4R21.75102143.14(1.51011)24.91044(個(gè))。(2)地球背著陽光的半個(gè)球面沒有接收太陽光。地球向陽的半個(gè)球面面積也不都與太陽光垂直。接收太陽光輻射且與陽光垂直的有效面積是以地球半徑為半徑的圓的平面的面積。則地球接收陽光的總功率P地Pr21.43.14(6.4106)2 kW1.81014 kW。答案：(1)4.91044個(gè)(2)1.81014 kW- 5 -
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