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1第十七章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确)1.在下列各组所说的两个现象中,都表现出光具有粒子性的是()A.光的折射现象、偏振现象B.光的反射现象、干涉现象C.光的衍射现象、色散现象D.光电效应现象、康普顿效应答案:D解析:本题考查光的性质。干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现,只有光电效应现象和康普顿效应是光的粒子性的表现,D正确。2.关于黑体辐射的强度与波长的关系,下图正确的是()答案:B解析:根据黑体辐射的实验规律:随温度升高,各种波长的辐射强度都有增加,故图线不会有交点,选项C、D错误。另一方面,辐射强度的极大值会向波长较短方向移动,选项A错误,选项B正确。3.关于光电效应,下列说法正确的是()A.动能最大的光电子的动能与入射光的频率成正比B.光电子的动能越大,光电子形成的电流强度就越大C.光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率D.用紫光照射某金属发生光电效应,用绿光照射该金属一定不发生光电效应答案:C解析:光电子形成的电流强度取决于单位时间从金属表面逸出的光电子数目,它与单位时间入射的光子数成正比,而与光电子的动能无关。动能最大的光电子的动能可根据光电效应方程确定,其动能与入射光的频率不成正比。至于能否产生光电效应,要通过比较入射光的频率和截止频率来确定,其正确选项为C。4.下列关于微观粒子波粒二象性的认识,正确的是()A.因实物粒子具有波动性,故其轨迹是波浪线B.由概率波的知识可知,因微观粒子落在哪个位置不能确定,所以粒子没有确定的轨迹C.由概率波的知识可知,因微观粒子落在哪个位置不能确定,再由不确定性关系知粒子动量将完全确定D.大量光子表现出波动性,此时光子仍具有粒子性答案:BD解析:实物粒子的波动性指实物粒子是概率波,与经典的波不同,选项A错误;微观粒子落点位置不能确定,与经典粒子有确定轨迹不同,选项B正确;单缝衍射中,微观粒子通过狭缝,其位置的不确定量等于缝宽,其动量也有一定的不确定量,选项C错误;波动性和粒子性是微观粒子的固有特性,无论何时二者都同时存在,选项D正确。5.关于光电效应,下列说法正确的是()A.截止频率越大的金属材料逸出功越大2B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多答案:A解析:逸出功W0=hνc,W0∝νc——截止频率,A正确;只有照射光的频率ν大于等于金属截止频率νc,才能产生光电效应现象,B错;由光电效应方程Ek=hν-W0知,因ν不确定时,无法确定Ek与W0的关系,C错;光强E=nhν,ν越大,E一定,则光子数n越小,单位时间内逸出的光电子数就越少,D错。6.如图所示,一个粒子源产生某种粒子,在其正前方安装只有两条狭缝的挡板,粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光,那么在荧光屏上将会看到()A.只有两条亮纹B.有许多条明、暗相间的条纹C.没有亮纹D.只有一条亮纹答案:B解析:任何运动的粒子都具有波粒二象性,那么离子源产生的大量粒子透过双缝就应该表现出波动性,即形成明、暗相间的多条干涉条纹,故B项正确。7.科学研究证明,光子有能量也有动量,当光子与电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞前的波长为λ,碰撞后的波长为λ',则碰撞过程中()A.能量守恒,动量守恒,且λ=λ'B.能量不守恒,动量不守恒,且λ=λ'C.能量守恒,动量守恒,且λλ'D.能量守恒,动量守恒,且λλ'答案:C解析:能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律,适用于宏观世界也适用于微观世界,光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律。光子与电子碰撞前,光子的能量E=hν=h,当光子与电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电子,光子的能量E'=hν'=h,由EE',可知λλ',选项C正确。8.根据不确定性关系ΔxΔp≥,判断下列说法正确的是()A.采取办法提高测量Δx精度时,Δp的精度下降B.采取办法提高测量Δx精度时,Δp的精度上升C.Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D.Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关答案:AD解析:不确定关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个,必然引起另一个较大的不确定性,这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关,无论怎样改善测量仪器和测量方法,都不可能逾越不确定关系所给出的限度。故选项A、D正确。二、填空题(每小题10分,共20分,把答案填在相应的横线上)9.在光电效应实验中,某金属的截止频率相应的波长为λ0,该金属的逸出功为。若用波长为λ(λλ0)的单色光做该实验,则其遏止电压为。已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h。答案:h(λ0-λ)解析:由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0得,W0=h;由eUc=h-W0=h-h,解得Uc=(λ0-λ)。10.(1)研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中,正确的是。3(2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中,其动量的大小(选填“增大”“减小”或“不变”),原因是。答案:(1)C(2)减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)解析:(1)由于光的频率相同,所以对应的反向遏止电压相同,选项A、B错误;发生光电效应时,在同样的加速电压下,光强度越大,逸出的光电子数目越多,形成的光电流越大,所以选项C正确,D错误。(2)光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功),所以光电子的动量减小。三、计算题(每小题16分,共32分)11.分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属,发出的光电子的最大初动能之比为1∶2。以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此金属板的逸出功是多大?答案:解析:设此金属的逸出功为W0,根据光电效应方程得如下两式:当用波长为λ的光照射时:Ek1=-W0①当用波长为λ的光照射时:Ek2=-W0②又③解①②③组成的方程组得:W0=。④12.德布罗意认为:任何一个运动着的物体,都有着一种波与它对应,波长是λ=,式中p是运动着的物体的动量,h是普朗克常量。已知某种紫光的波长是440nm,若将电子加速,使它的德布罗意波波长是这种紫光波长的10-4倍,求:(1)电子的动量的大小;(2)试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系,并计算加速电压的大小。电子质量m=9.1×10-31kg,电子电荷量e=1.6×10-19C,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,加速电压的计算结果取一位有效数字。答案:(1)1.5×10-23kg·m/s(2)8×102V解析:(1)λ=,电子的动量p=kg·m/s=1.5×10-23kg·m/s。(2)电子在电场中加速,有eU=mv2U==8×102V。