2015-2016高中物理 第二章 波粒二象性章末过关检测卷 粤教版选修3-5

(考试时间：50分钟　分值：100分)

一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)

1．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说．从科学研究的方法来说，这属于 (C)

A．等效替换 B．控制变量 C．科学假说 D．数学归纳

解析：光电效应现象与经典的电磁理论产生了尖锐的矛盾，为解释此现象，爱因斯坦创立了一种新的科学假说——光子说，成功地解释了光电效应．

2．用单色光做双缝干涉实验，P处为亮纹，Q处为暗纹，现在调整光源和双缝，使光子一个一个通过双缝，则通过的某一光子(C)

A．一定到达P处 B．不能到达Q处 C．可能到达Q处 D．都不正确

解析：单个光子的运动路径是不可预测的，只知道落在P处的概率大，落在Q处的概率小，因此，一个光子从狭缝通过后可能落在P处，也可能落在Q处．

3．关于光电效应，下列说法正确的是(A)A．极限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：由爱因斯坦光电效应方程

＝hν－hν0可知，极限频率越大，逸出功越大，A正确．低于极限频率的光，无论强度多大，照射时间多长，都不可能产生光电效应，B错误．光电子的最大初动能还与照射光光子的频率有关，C错误．光强ε＝nhν，光强一定时，当频率变大时，光子数反而变少，光电子数变少，D

错误．

4．在下列各组的两个现象中都体现出光具有波动性的是(C)A．光的折射现象、色散现象 B．光的反射现象、干涉现象

C．光的衍射现象、偏振现象 D．光的直线传播现象、光电效应现象

解析：光的折射现象、反射现象、色散现象、直线传播现象均属于几何光学内容，干涉现象、衍射现象、偏振现象属于光的波动性内容，光电效应现象属于光的粒子性内容．

5．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连．用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示．这时(B)

A．锌板带正电，指针带负电 B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电 D．锌板带负电，指针带负电

解析：锌板原来不带电，验电器的指针发生了偏转，说明锌板在弧光灯的照射下发生了光电效应，发生光电效应时，锌板向空气中发射电子，所以锌板带正电，验电器的指针亦带正电．故选B项．

6．关于物质波，下列说法正确的是(A)A．速度相等的电子和质子，电子的波长长B．动能相等的电子和质子，电子的波长短C．动量相等的电子和中子，中子的波长短

D．甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍解析：由λ＝可知，动量大的波长短．电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长．电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系

式：p＝可知，电子的动量小，波长长．动量相等的电子和中子，其波长应相等．如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲的波长应是乙的.

二、多项选择题(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，只有多个选项正确，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，不选或有选错的得0分)

7. 有关经典物理学中的粒子，下列说法正确的是(CD)

A．有一定的大小，但没有一定的质量 B．有一定的质量，但没有一定的大小

C．既有一定的大小，又有一定的质量 D．有的粒子还有一定量的电荷

解析：根据经典物理学关于粒子的理论定义得C、D正确．

8．用两束频率相同，强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面，均能产生光电效应，那么(AC)

A．两束光的光子能量相同

B．两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同C．两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D．两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同

解析：由ε＝hν和Ek＝hν－W0知两束光的光子能量相同，照射金属得到的光电子最大初动能相同，故A、C对，D错；由于两束光强度不同，逸出光电子个数不同，故B错．

9．(2014·广东卷)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是(AD)

A．增大入射光的强度，光电流增大

B．减小入射光的强度，光电效应现象消失

C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应

D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大

解析： 增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数增加，则光电流增大，选项A正确；光电效应能否发生与照射光频率有关，与照射光强度无关，选项B错误；改用频率较小的光照射时，如果光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，否则，不能发生光电效应，选项C错误；光电子的最大初动能Ek＝hν－W0，故改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大，选项D正确．

10. 下列说法正确的是(AD)

A．物体都具有波动性 B．抖动的细绳一端，绳子上的波就是物质波

C．通常情况下，质子比电子的波长长 D．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道

解析：任何物体都具有波动性，A对，对宏观的物体而言，其波动性难以预测，我们所看到的绳波是机械波，不是物质波，B错误，电子的动量往往比质子的动量小，由λ＝可知，电子的波长长，C错误，核外电子绕核运动的规律是概率问题，没有确定的轨道，D正确．

11．频率为ν的光子动量为p＝，能量为E，光子的速度为(AC)A. B．pE C. D.

解析：由波速和频率的关系式v＝λν，德布罗意波的波长公式λ＝，以及光子的能量公式E＝hν可得： v＝λ＝·＝.

12．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法不正确的是(AB)

A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C．电子绕核运动的“ 轨道” 其实是没有意义的

D．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置

解析：微观粒子的波动性是一种概率波，对应微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“ 轨道” 其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述C、D正确．

13．关于光的下列说法正确的是(AB)A．光波是一种概率波B．光波是一种电磁波

C．单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变D．单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变

解析：据光的波粒二象性可知，光是一种概率波，A选项正确．据光的电磁说可知B选项正确．任何单色光在传播过程中其频率总是保持不变，但波速v却随介质的改变而改变，据ε＝hν知单色光在传播过程

中，单个光子的能量总保持不变，C选项错误．据n＝，v＝νλ得λ＝，光密介质的折射率较大，故当光从光密介质进入光疏介质时波长变长，D选项错误．

14．已知使某金属产生光电效应的极限频率为νC，则(AB)

A．当用频率为2νC的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νC的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνC

C．当照射光的频率ν大于νC时，若ν增大，则逸出功增大

D．当照射光的频率ν大于νC时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

解析：当用频率为2νC的单色光照射该金属时，由于2νC大于该金属的极限频率，所以一定能发生光电效应，产生光电子，选项A正确；根据爱因斯坦光电效应方程

＝hν－W0，当入射光的频率为2νC时，发射的光电子的最大初动能为2hνC－hνC＝hνC，选项B正确；当入射光的频率由2νC增大一倍变为4νC时，发射的光电子的最大初动能为4hνC－hνC＝3hνC，显然不是随着增大一倍，选项D错误；逸出功是金属本身对金属内电子的一种束缚本领的体现，与入射光的频率无关，选项C错误．

三、非选择题(本题共2小题，共28分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

15．(12分)一颗地面附近的质量为m的人造地球卫星，其德布罗意波长为多少？一个处于基态的氢原子核外电子的德布罗意波长为多少？(地球半径为R，重力加速度为g，基态时电子轨道半径为r，电子质量为me)．

解析：近地卫星的速度v＝，由德布罗意波波长公式得λ＝＝，电子绕核运动所需向心力为库仑力，即

，所以v＝e .

由德布罗意波波长公式得λ′＝＝.答案：　

16．(16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．求：

(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)铝的截止频率．

解析：(1)根据光电效应方程Ek＝hν－W0

答案：(1)3.225×

J　(2)2.017 V　(3)1.014× Hz