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2013-2014 第十七章波粒二象性综合测试题


2013-2014 第十七章波粒二象性综合测试题 一、选择题(每小题 2 分,共 36 分。在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确。 全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的或不答的得 0 分。) 1.下列关于光电效应的说法正确的是( )
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A.若某材料的逸出功是 W,则它的极限频率 v0 ?

B.光电子的初速度和照射光的频率成正比

W h

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C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比

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D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大 A.光的折射现象、偏振现象 C.光的衍射现象、色散现象

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2.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( ) B.光的反射现象、干涉现象 ( )
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D.光电效应现象、康普顿效应
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3.关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
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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 初动能是 1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应,入射光的最低能量为( ) A.1.5 eV B.3.5 eV C.5.0 eV D.6.5 eV
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4.当具有 5.0 eV 能量的光子照射到某金属表面后,从金属表面逸出的电子具有最大的
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hv 5.紫外线光子的动量为 .一个静止的 O3 吸收了一个紫外线光子后( ) c
A.仍然静止 C.沿光子运动相反方向运动 B.沿着光子原来运动的方向运动 D.可能向任何方向运动
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6.关于光电效应,以下说法正确的是( )

A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

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B.光电子的最大初动能越大,形成的光电流越强

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C.能否产生光电效应现象,决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功

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D.用频率是 v1 的绿光照射某金属发生了光电效应,改用频率是 v2 的黄光照射该金属 一定不发生光电效应
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7.在验证光的波粒二象性的实验中,下列说法正确的是( ) B.单个光子通过单缝后,底片上会出现完整的衍射图样 C.光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏 上的情况呈现出规律性
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A.使光子一个一个地通过单缝,如果时间足够长,底片上会出现衍射图样
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D.单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性,大量光子通过单缝后打在底片
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8.用波长为 λ1 和 λ 2 的单色光 A 和 B 分别照射两种金属 C 和 D 的表面.单色光 A 照射 两种金属时都能产生光电效应现象;单色光 B 照射时,只能使金属 C 产生光电效应现象, 不能使金属 D 产生光电效应现象.设两种金属的逸出功分别为WC 和W D ,则下列选项正确的是 ( )
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A. λ1 > λ 2 , WC > W D C. λ1 < λ 2 , WC > W D

B. λ1 > λ 2 , WC < W D D. λ1 < λ 2 , WC < W D

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9.在中子衍射技术中,常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与 晶体中原子间距相近,已知中子质量 m=1.67×10-27 kg,普朗克常量 h=6.63×10-34 J·s,可 以估算出德布罗意波长λ =1.82×10-10 m 的热中子的动量的数量级可能是( ) A.10-17 kg· m/s 光电流,则( ) B.10-18 kg· m/s C.10-20 kg· m/s
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D.10-24 kg· m/s

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10.如图所示为一光电管的工作原理图,当用波长为λ 的光照射阴极 K 时,电路中有
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A.换用波长为 λ1 ( λ1 >λ )的光照射阴极 K 时,电路中一定没有光电流 B.换用波长为 λ 2 ( λ 2 <λ )的光照射阴极 K 时,电路中一定有光电流 C.增加电路中电源的路端电压,电路中的光电流一定增大 D.将电路中电源的极性反接,电路中可能还有光电流
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11.2003 年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”,排名第一的为 1961 年物理 学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置,进行电子干涉的实验.从辐射源 辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹,该实验 说明( )
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A.光具有波动性

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B.光具有波粒二象性

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C.微观粒子也具有波动性

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D.微观粒子也是一种电磁波

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12. 要观察纳米级以下的微小结构, 需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜. 有 关电子显微镜的下列说法正确的是( )
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A.它是利用了电子物质波的波长比可见光短,因此不容易发生明显衍射 B.它是利用了电子物质波的波长比可见光长,因此不容易发生明显衍射 C.它是利用了电子物质波的波长比可见光短,因此更容易发生明显衍射

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D.它是利用了电子物质波的波长比可见光长,因此更容易发生明显衍射 13、(2011 江苏物理第 12 题 C)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中, 符合黑体辐射规律的是
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14、关于热辐射下列说法中正确的是(



A.物体在室温时辐射的主要成分是波短较长的电磁波 B.随着温度的升高热辐射中较短波长的成分越来越多 C.给一块铁块加热依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色 D.辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同,这是热辐射的一种特性 15、下列宏观概念中,是量子化的有: A.物体的质量 C.汽车的个数 B.带电粒子的电荷量 D.卫星绕地球运行的轨道

16、某光波射到一逸出功为 W 的光电材料表面,所产生的光电子在垂直于磁感应强度为 B 的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为 r,则该光波的频率为(设电子的质量为 m, 带电量为 e,普朗克常量为 h)( ) W e2B2r2 A. B. h 2mh W e2B2r2 C. + h 2mh W e2B2r2 D. - h 2mh )

17、发生光电效应时,若保持入射光强度不变,而增大入射光的波长,则( A.光电流强度减小,光电子的最大初动能不变 B.光电流强度不变,光电子的最大初动能减小 C.光电流强度减小,光电子的最大初动能减小 D.光的波长增大到一定程度后,就不能发生光电效应

18、用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率不变,而减弱光的强度, 则( )

A.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变 B.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小 C.逸出的光电子数木变,光电子的最大初动能减小 D.光的强度减弱到某一数值,就没有光电子选出了 二、本题共 4 小题,共 22 分.把答案填在题中的横线上. 照射锌板,关灯后,指针保持一定偏角.
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13.(8 分)如右图所示,一验电器与锌板相连,在 A 处用一紫外线灯
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(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触,则验电器指针偏角将 (填“增大”“减小”或“不变”).
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(2) 使验电器指针回到零, 再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板, 验电器指针无偏转.那么,若改用强度更大的红外线灯照射锌板,可观察到

验电器指针

(填“有”或“无”)偏转.

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(3)实验室用功率 P=1 500 W 的紫外灯演示光电效应.紫外线波长λ =2 53 nm,阴极 离光源距离 d=0.5 m,原子半径取 r=0.5×10-10 m,则阴极表面每 个原子每秒钟接收到的光子数为 .
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14. (4 分)康普顿效应证实了光子不仅具有能量,也有动量, 下图给出了光子与静止电子碰撞后,电子的运动方向,则碰后光子 可能沿方向 “变长”).
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运动,并且波长

(填“不变”“变小”或

15.(8 分) 如图所示为研究光电效应的电路,利用能够产生光电效应 的两种(或多种)已知频率的光进行实验,
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(1)请简要写出实验步骤以及应该测量的物理量
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( 2)写出根据本实验计算普朗克常量的关系式 (用上面的物理量表 示)
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16.照射金属的光子能量为 6eV,则此光子的频率为____,可使逸出光 电子的最大初动能为 1.5eV.如果照射光光子的能量变为 12eV,则逸出电子的最大初动能 变为____. 三、本题共 4 小题,共 42 分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,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.
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17.(10 分)分别用λ 和

3 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 4
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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?
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18.(10 分)纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面.将激光束的宽

度聚光到纳米级范围内, 可以精确地修复人体损坏的器官. 糖尿病引起视网膜病变是导致成 年人失明的一个重要原因,利用聚光到纳米级的激光束进行治疗,90%的患者都可以避免失 明的严重后果.一台功率为 10 W 氩激光器,能发出波长λ =500 nm 的激光,用它“点焊” 视网膜,每次“点焊”需要 2×10-3 J 的能量,则每次“点焊”视网膜的时间是多少?在这 段时间内发出的激光光子的数量是多少?
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19.(12 分)如图所示,伦琴射线管两极加上一高压电源,即可在阳极 A 上产生 X 射
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线.(h=6.63×10-34 J·s,电子电荷量 e=1.6×10-19 C)
13

(1)如高压电源的电压为 20 kV,求 X 射线的最短波长; ×10-10 m 的光子,求伦琴射线管的工作效率.
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(2) 如此时电流表读数为 5 mA, 1 s 内产生 5×10 个平均波长为 1. 0
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20、(10)用功率 P0=1W 的光源,照射离光源 r=3m 处的某块金属的薄片.已 知光源发出的是波长λ =589nm 的单色光,试计算 (1)1s 内打到金属板 1m2 面积上的光子数; (2)若取该金属原子半径 r1=0.5×10-10m,则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接 收到一个光子?


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