1、第十七章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.在历史上,最早证明了德布罗意波存在的实验是()A.弱光衍射实验B.电子束在晶体上的衍射实验C.弱光干涉实验D.以上都不正确解析:最早证明了德布罗意波存在的实验是电子束在晶体上的衍射实验。答案:B2.能正确解释黑体辐射实验规律的是()A.能量的连续经典理论B.普朗克提出的能量量子化理论C.牛顿提出的能量微粒说D.以上说法均不正确解析:黑体辐射规律认为能量是一份一
2、份的,但不同于牛顿提出的微粒说,只有B符合物理事实,因此选B。答案:B3.关于黑体辐射的强度与波长的关系,如图正确的是()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。答案:B4.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B.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解析:逸出功W0=hc,W0c截止频率,
3、A正确;只有照射光的频率大于等于金属截止频率c,才能产生光电效应现象,B错;由光电效应方程Ek=h-W0知,因不确定时,无法确定Ek与W0的关系,C错;光强E=nh,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。答案:A5.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。答案:B6
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
5、正确。答案:BD7.下列关于光电效应的说法中正确的是()A.若某材料的逸出功是W0,则它的极限频率0=B.光电子的初速度和照射光的频率成正比C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大解析:由光电效应方程Ek=h-W0知,B、C错误,D正确。若Ek=0,得极限频率0=,故A正确。答案:AD8.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示。则这两种光()A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距
6、大D.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大解析:本题考查光电效应及光的全反射、折射、干涉等问题。由图象可知,用a光照射光电管时的遏止电压小于用b光照射光电管时的遏止电压,故a光的频率要小于b光的频率。据爱因斯坦光电方程Ek=h-W0可知,照射该光电管时a光逸出的光电子的最大初动能较b小,故A错误;对于同一介质a光的折射率小于b光的折射率,由 sin C=可知,a光的临界角大,所以通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度小,故B正确,D错误;由c=f可知,a光的波长较长,由x=可知发生双缝干涉时,a光的相邻条纹间距大,故C正确。答案:BC二、填空题(每小题10分,共20分。把答案填在相应的横线上)
7、9.有一种实验装置可以逐个地释放可见光子。在一次实验中,释放的光子频率为61014 Hz,光屏每秒钟接收到的光子能量为510-13 J,光子释放处到光屏的距离足够远,则根据以上数据可计算出空气中相邻两个光子间的平均距离约为 m。(普朗克常量h=6.62610-34 Js,保留两位有效数字)解析:设每秒释放光子数为n,有nh=E,则相邻两个光子间的平均距离l=,联立解得l=2.4102 m。答案:2.410210.如图所示为对光电管产生的光电子进行比荷测定的原理图,两块平行金属板间距离为d,其中N为锌板,受紫外光照射后将激发出沿不同方向运动的光电子,开关S闭合,电流表A有读数,若调节滑动变阻器R
8、,逐渐增大极板间的电压,A表读数逐渐减小,当电压表示数为U时,A表读数恰为零;断开S,在MN间加上垂直纸面的匀强磁场,当磁感应强度为B时,A表读数也为零。(1)光电子的比荷的表达式为。(2)光电管的阴极常用活泼的碱金属制成,原因是这些金属。A.导电性好B.逸出功小C.发射电子多D.电子动能大解析:(1)A表读数为零,表明这时具有最大初动能逸出的光电子也不能达到M板,有eU=。断开S,在MN间加匀强磁场,若以最大速度运动的光电子做半径为d的圆周运动,则A表的读数也恰为0,故得半径R=d=,得。(2)根据题意可知,光电管的阴极常用活泼的碱金属制成,原因是发生光电效应时,使其克服引力做功少,即逸出功
9、小,选项B正确。答案:(1)(2)B三、计算题(每小题16分,共32分)11.如图所示,当开关S断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零。合上开关,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60 V时,电流表读数为零。 (1)求此时光电子的最大初动能的大小;(2)求该阴极材料的逸出功。解析:设用光子能量为2.5 eV的光照射阴极P时,光电子的最大初动能为Ek,阴极材料逸出功为W0,当反向电压达到U=0.60 V以后,具有最大初动能的光电子也达不到阳极,因此eU=Ek,光电效应方程:Ek=h-W0。由以上两式
10、解得Ek=0.6 eV,W0=1.9 eV。所以此时最大初动能为0.6 eV,该阴极材料的逸出功为1.9 eV。答案:(1)0.6 eV(2)1.9 eV12.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=,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440 nm,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)试计算加速电压的大小。(电子质量m=9.110-31 kg,电子电荷量e=1.610-19 C,普朗克常量h=6.6310-34 Js,加速电压的计算结果取一位有效数字)解析:(1)=,电子的动量p= kgm/s1.510-23 kgm/s。(2)电子在电场中加速,有eU=mv2U=8102 V。答案:(1)1.510-23 kgm/s(2)8102 V
