第十七單元 波粒二象性注意事項(xiàng)：1答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試題卷和答題卡一并上交。一、選擇題（本大題共10小題，每小題4分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第16題只有一項(xiàng)是符合題目要求，第710題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）1能正確解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是()A能量的連續(xù)經(jīng)典理論 B普朗克提出的能量量子化理論C以上兩種理論體系任何一種都能解釋 D牛頓提出的能量微粒說2關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是()A只有入射光的波長大于使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能跟入射光的頻率成正比C產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比D在入射光頻率一定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬中逸出的光電子個(gè)數(shù)與入射光的強(qiáng)度成正比3用波長為1和2的單色光A和B分別照射兩種金屬C和D的表面，單色光A照射兩種金屬時(shí)都能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；單色光B照射時(shí)，只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。設(shè)兩種金屬的逸出功分別為WC和WD，則下列選項(xiàng)正確的是()A1>2，WC>WD B1>2，WC<WDC1<2，WC>WD D1<2，WC<WD4在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示。則可判斷出()A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(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光對(duì)應(yīng)的截止頻率D甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能5在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長與晶體中原子間距相近。已知中子質(zhì)量m1.671027 kg，普朗克常量h6.631034 Js，可以估算德布羅意波長1.821010 m的熱中子動(dòng)能的數(shù)量級(jí)為()A1017 JB1019 J C1021 J D1024 J6全世界物理學(xué)家評(píng)選出“十大最美物理實(shí)驗(yàn)”，排名第一的為1961年物理學(xué)家利用“托馬斯楊”雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的電子干涉實(shí)驗(yàn)。如圖所示，從輻射源射出的電子束經(jīng)兩個(gè)靠近的狹縫后在顯微鏡的熒光屏上出現(xiàn)干涉條紋，該實(shí)驗(yàn)說明()A光具有波動(dòng)性 B光具有波粒二象性C微觀粒子也具有波動(dòng)性 D微觀粒子的波是一種電磁波7下列說法正確的是()A普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一B玻爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功地解釋了各種原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律C一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能是因?yàn)檫@束光的光強(qiáng)太小D德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎(chǔ)上提出物質(zhì)波的猜想，而電子的衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜想8下列實(shí)驗(yàn)中，不能證明光具有粒子性的是()A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) B光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)C光的圓孔衍射實(shí)驗(yàn) D康普頓效應(yīng)實(shí)驗(yàn)9在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大10如圖所示是光電效應(yīng)中光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖象。從圖中可知()AEk 與成正比B入射光頻率必須大于或等于極限頻率c時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)C對(duì)同一種金屬而言，Ek 僅與有關(guān)DEk與入射光強(qiáng)度成正比二、非選擇題(本題共6小題，共60分。按題目要求做答，計(jì)算題解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11(6分)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為0，該金屬的逸出功為_。若用波長為(0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為_。已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h。12(6分)用極微弱的紅光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著曝光時(shí)間的延長，可以先后得到如圖所示的圖樣，這里的圖樣_(選填“是”或“不是”)光子之間相互作用引起的，實(shí)驗(yàn)表明光波是一種_(選填“概率波”或“物質(zhì)波”)。13(8分)如圖甲所示為研究光電效應(yīng)的電路圖。(1)對(duì)于某金屬用紫外線照射時(shí)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。將滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)的過程中，電流表的示數(shù)不可能 (選填“減小”或“增大”)。如果改用頻率略低的紫光照射，電流表 (選填“一定”“可能”或“一定沒”)有示數(shù)。(2)當(dāng)用光子能量為5 eV的光照射到光電管上時(shí)，測得電流表上的示數(shù)隨電壓變化的圖象如圖乙所示。則光電子的最大初動(dòng)能為 J，金屬的逸出功為 J。14(10分)分別用和的單色光照射同一金屬，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為12.以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬的逸出功是多大？15(14分)如圖所示，倫琴射線管兩極加上一高壓電源，即可在陽極A上產(chǎn)生X射線。(h6.631034 Js，電子電荷量e1.61019 C)(1)若高壓電源的電壓為20 kV，求X射線的最短波長；(2)若此時(shí)電流表讀數(shù)為5 mA，1 s內(nèi)產(chǎn)生51013個(gè)平均波長為1.01010 m的光子，求倫琴射線管的工作效率。16(16分)在實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)密閉暗箱內(nèi)，依次放置小燈泡(緊靠暗箱左壁)、煙熏黑的玻璃、狹縫、針尖、感光膠片(緊靠暗箱右壁)，如圖所示。小燈泡發(fā)出的光通過熏黑的玻璃后變得十分微弱，經(jīng)多次曝光，感光膠片上“針尖造影”的周圍，才出現(xiàn)非常清晰的衍射條紋。測量結(jié)果表明，每秒到達(dá)膠片的“光能量”為510-13 J。已知有效光波波長為500 nm，暗箱長度為1.2 m，設(shè)光子依次通過狹縫，普朗克常數(shù)為6.6310-34 Js，求：(1)每秒到達(dá)膠片的光子數(shù)。(2)光束中“兩相鄰光子”先后到達(dá)膠片的時(shí)間及其平均距離。(3)第(2)問的結(jié)果，能否支持光是“概率波”？請(qǐng)簡要說明理由。2018-2019學(xué)年高二上學(xué)期第十七單元訓(xùn)練卷物 理（二）答 案一、選擇題（本大題共10小題，每小題4分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第16題只有一項(xiàng)是符合題目要求，第710題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）1【答案】B2【答案】D3【答案】D【解析】A光光子的能量大于B光光子，根據(jù)Ehh，得1<2；又因?yàn)閱紊釨只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，所以WC <WD，故正確選項(xiàng)是D。4【答案】B5【答案】C【解析】由，p22mEk，得Ek，代入數(shù)據(jù)，有Ek3.971021 J，數(shù)量級(jí)為1021 J，故選C項(xiàng)正確。6【答案】C7【答案】AD8【答案】BC【解析】光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)現(xiàn)象的出現(xiàn)，使光的電磁說出現(xiàn)了無法逾越的理論難題，只有認(rèn)為光子具有粒子性才能很好的解釋上述現(xiàn)象，故A、D支持光的粒子性，而B、C支持光的波動(dòng)性，故選B、C。9【答案】AD【解析】增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)增加，光電流增大，A項(xiàng)正確光電效應(yīng)現(xiàn)象是否消失與光的頻率有關(guān)，而與照射強(qiáng)度無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的光照射時(shí)，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)hW逸mv2可知，增加照射光頻率，光電子的最大初動(dòng)能也增大，故選項(xiàng)D正確。10【答案】BC二、非選擇題(本題共6小題，共60分。按題目要求做答，計(jì)算題解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11【答案】h 【解析】設(shè)金屬的截止頻率為0，則該金屬的逸出功W0h0h；對(duì)光電子，由動(dòng)能定理得eU0hW0，解得U0。12【答案】不是概率波【解析】用極微弱的紅光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著曝光時(shí)間的延長，能出現(xiàn)圖示現(xiàn)象，說明不是光子之間的相互作用力引起的，而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明光波是一種概率波。13【答案】(1)減小可能(2)3.210194.8101914【解析】設(shè)此金屬的逸出功為W0，根據(jù)光電效應(yīng)方程得如下兩式：當(dāng)用波長為的光照射時(shí)：Ek1W0當(dāng)用波長為的光照射時(shí)：Ek2W0又解組成的方程組得：W0。15【解析】(1)倫琴射線管陰極上產(chǎn)生的熱電子在20 kV高壓加速下獲得的動(dòng)能全部變成X光子的能量，X光子的波長最短。由WUeh，得 m6.21011 m。(2)高壓電源的電功率P1UI100 W每秒產(chǎn)生X光子的能量P20.1 W效率為100%0.1%。16【解析】(1)設(shè)每秒到達(dá)膠片的“光能量”、光子的能量分別為E0、E，則依據(jù)已知條件、光子說等可得每秒到達(dá)膠片的光子數(shù)n=E0/E=E0/h=E0/hc代入已知數(shù)據(jù)，可得n=1.26106(個(gè))(2)所謂光子“依次”到達(dá)膠片，即光子一個(gè)一個(gè)地通過狹縫。已知暗箱長度L=1.2m，則光束中兩相鄰光子先 后到達(dá)膠片的時(shí)間t=8.010-7s兩相鄰光子的平均距離s=ct=2.4102m(3)分析第(2)問的結(jié)果，sL，可知在熏黑的玻璃“右側(cè)”不可能同時(shí)有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的光子，表明衍射條紋絕不是光子相互作用產(chǎn)生的，而是不同時(shí)刻到達(dá)膠片的許多光子、各自獨(dú)立作用的積累效果。在膠片的衍射明紋、暗紋區(qū)，則分別表明光子到達(dá)該處的“機(jī)會(huì)”較大、較小，即光是一種“概率波”。