1、第十七章波粒二象性(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1普朗克能量子假说是为解释()A光电效应实验规律提出的 B康普顿效应实验规律提出的C光的波粒二象性提出的 D黑体辐射的实验规律提出的2对于光的波粒二象性的理解正确的是()A大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C高频光是粒子，低频光是波D波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著3硅光电池是利用光电效应原理制成的器件下列表述正确的是()A硅光电池是把光能转化为电能的一种装置B硅光电池中吸收了光子能量的电
2、子都能逸出C逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应4以下说法正确的是()A若用红光照射金属时发生光电效应，则用其他可见光照射该金属均能产生光电效应B一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光的照射时间太短C光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性D物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动5频率为的光子的动量和波长的关系是，能量为，则光的速度为()A/h Bp C/p Dh2/(p)6用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而发生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek图象已知
3、钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个Ek坐标图中，用实线表示钨，虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是下图中的()72006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是()A微波是指波长在103 m到10 m之间的电磁波B微波和声波一样都只能在介质中传播C黑体的热辐射实际上是电磁辐射D普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说8.图1用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效
4、应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图1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光的相邻条纹间距大D通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大9分别用波长为和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为12，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为()A. B. C.hc D.10.图2某同学采用如图2所示的实验装置来研究光电效应现象当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片
5、逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能Ekm.现分别用频率为1和2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是()A用频率为1的光照射时，光电子的最大初速度vB阴极K金属的逸出功W0h1eU1C阴极K金属的极限频率cD普朗克常数h题号12345678910答案二、非选择题(本题共4小题，共60分)11(12分)一颗质量为5 kg的炮弹以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波长为_；假设它以光速运动，它的德布罗意波长为_；若要使它的德布罗意波长为400 nm，则它
6、的速度为_12(15分)一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围是0.01%，我们确定该电子位置时，有多大的不确定范围？(电子质量为9.11031 kg)13(15分)铝的逸出功是4.2 eV，现在用波长200 nm的光照射铝的表面(1)求光电子的最大初动能；(2)求遏止电压；(3)求铝的极限频率4.(18分)已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4103 J，其中可见光部分约占45%.假设可见光的波长为0.55 m，太阳光向各个方向的辐射是均匀的，日地之间距离R1.51011 m，普朗克常量h6.631034 Js，由此可估算出太阳每秒钟辐射的可见光的光
7、子数约为多少个(保留两位有效数字)第十七章波粒二象性1D2.AD3A光电效应是光(包括不可见光)照射金属使其逸出电子的现象，因此硅光电池是把光能转化为电能的一种装置，选项A正确；根据光电效应规律知，大于一定频率的光才能被电子吸收而发生光电效应，电子的最大初动能与入射光的频率有关4A其他可见光频率均大于红光频率故均可发生光电效应，所以A正确；光照射到金属上，不能发生光电效应，说明入射光的频率太低，低于极限频率，所以B错；光电效应，康普顿效应都反映了光的粒子性，所以C错；物质波是一种概率波，粒子到达什么位置是随机的，是预先不确定的，因此不能用“轨迹”描述粒子的运动，所以D错5AC由波速公式c，德布
8、罗意波波长，光能量子h，可得c，故选项A、C正确6A由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能EkhW0，Ek图象中，钨、锌直线的斜率应相同，故C、D错误；又因为钨的逸出功小于锌的逸出功，所以钨的截止频率应小于锌的截止频率，综上可知A项正确7ACD微波的波长范围是1 mm到10 m，A正确微波能在真空中传播，B不正确黑体热辐射实际上是电磁辐射，C正确普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，D正确8BC由Eh知，光的频率是光电子最大初动能的决定因素，a光的频率小，折射率小，临界角大，在光的干涉实验中，若保持双缝间距离、缝与屏间距离都不变，用b光和a光分别做实验得出的干涉条纹，可以看出
9、b光的条纹间距比a光的小，B、C正确9B由光电效应方程得hW0Ek1，W0Ek2，并且Ek1Ek212，可得W0.10ABD光电子在电场中做减速运动，根据动能定理可知eU10mv2，可得v，A正确；根据光电效应方程EkhW0，可得W0h1eU1h2eU2，联立解得h，D正确；将h代入hcW0，解得c，C错误116.631037 m4.421043 m3.321028 m/s解析炮弹的动量pmv103 kgm/s它的德布罗意波长为 m6.631037 m当它以光速c3108 m/s运动时 m4.421043 m当400 nm4107 m时v m/s3.321028 m/s.12x2.90103
10、m解析由不确定性关系xp得：电子位置的不确定范围x m2.90103 m13(1)2.02 eV(2)2.02 V(3)1.011015 Hz解析(1)由爱因斯坦光电效应方程EkhW0可得：EkhW0 J4.21.61019 J3.231019 J2.02 eV(2)由eUcEk得遏止电压Uc2.02 V.(3)由W0hc得极限频率c Hz1.011015 Hz.144.91044个解析因太阳光向各个方向的辐射是均匀的，可认为太阳每秒钟辐射的可见光的光子数等于以太阳为球心、日地之间距离为半径的球面上每秒钟获得的可见光的光子数，已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能1.4103 J/(sm2)，可见光所占全部辐射能的比例为45%，则太阳每秒钟辐射的可见光的能量E4R2，而每个可见光子的能量E0h，则太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数N4.91044个
