最新人教版高中物理选修35第十七章同步测试题及答案文档格式.docx

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Hz＝5.13×

1014Hz，

λ＝

m＝5.85×

10－7m.

5．13×

1014Hz的频率属于黄光的频率范围，它是黄光，其波长为5.85×

5.13×

1014Hz　5.85×

10－7m　黄色

A级　抓基础

1．下列宏观概念中，是量子化的有（　　）

A．物体的质量

B．弹簧振子的能量

C．汽车的个数

D．卫星绕地球运行的轨道

汽车的个数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．其他三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的．故选C.

C

2．近年来，无线光通信技术（不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段）在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景．关于红外线和光通信，以下说法中正确的是（　　）

①光通信就是将文字、数据、图象等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程　②光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输　③红外线的频率比可见光的频率高　④红外光子的能量比可见光子的能量大

A．①②　　　B．③④　　　C．①③　　　D．②④

无线光通信技术是光信号在空气中直接传输．光纤通信中的光信号是在光纤中传输．不论哪种方式，传输的都是文字，数据图象等信息．而红外线的频率由电磁波谱可知比可见光的频率低，由爱因斯坦的光子论可知ε＝hν，红外光子的能量比可见光的光子的能量小．

3．（多选）对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是（　　）

A．太阳光是由各种单色光组成的复合光

B．组成太阳光的各单色光中，能量最强的光为红光

C．组成太阳光的各单色光中，能量最强的光为紫光

D．组成太阳光的各单色光的能量都相同

由公式ε＝hν可以知道，光的频率越大能量越强．组成太阳光的各单色光中，紫光的频率最大，故其能量最强．

AC

B级　提能力

4．关于黑体及黑体辐射下列说法正确的是（　　）

A．黑体是真实存在的

B．黑体辐射电磁波的强度仅与温度有关

C．随着温度升高黑体辐射中的有些成分会增强，有些成分会减弱

D．随着温度升高黑体辐射中强度最强的那一部分始终不变

黑体并不是真实存在的，选项A错误；

根据黑体辐射实验的规律可知：

黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故B正确；

随着黑体温度升高，辐射强度在短波区增强，长波区减弱，峰值向波长短的方向移动，故选项C、D错误；

故选B.

5．（多选）在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温度，如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是（　　）

A．T1>

T2

B．T1<

C．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越长

D．温度越高，辐射强度的极大值就越大

不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不相同的，温度越高向外辐射的能量中频率小的波越多，所以T1>

T2.故A正确，B错误；

向外辐射强度最大的电磁波的波长随温度升高而减小，故C错误；

由图可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增加；

同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动，故D正确．故选AD.

AD

6．（多选）某光源放出波长在500～600nm之间的各种光子，若已知该光源的发光功率为1mW，则它每秒钟发射的光子数可能是（　　）

A．2.0×

1015　　　B．3.0×

1015

C．2.6×

1015D．1.5×

每秒发出的光子数与发光功率和波长之间的关系为n＝

，故光子数的范围在2.6×

1015～3.0×

1015个之间．

7．光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700nm.400nm、700nm电磁辐射的能量子的值各是多少（h＝6.63×

10－34J·

s）?

根据公式ν＝

和ε＝hν可知：

400nm对应的能量子ε1＝h

＝6.63×

10－34×

J＝4.97×

10－19J.

700nm对应的能量子ε2＝h

J＝2.84×

4.97×

10－19J　2.84×

10－19J

2光的粒子性

1．（多选）下列对光子的认识，正确的是（　　）

A．光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的粒子

B．光子说中的光子就是光电效应中的光电子

C．在空间中传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光量子，简称光子

D．光子的能量跟光的频率成正比

根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光量子，简称光子，而牛顿的微粒说中的微粒指的是宏观世界的微小颗粒，光电效应中的光电子指的是金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面的粒子，故A、B选项错误，C选项正确．由ε＝hν知，光子能量ε与其频率ν成正比，故D选项正确．

CD

2．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果.美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖.假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比（　　）

A．频率变大　　B．速度变小

C．光子能量变大D．波长变长

光子与自由电子碰撞时，遵守动量守恒和能量守恒，自由电子碰撞前静止，碰撞后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小，故C错误；

由λ＝

、E＝hν可知光子频率变小，波长变长，故A错误，D正确；

由于光子速度是不变的，故B错误.

D

3．用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较强的太阳光照射该金属，则（　　）

A．可能不发生光电效应

B．逸出光电子的时间明显变长

C．逸出光电子的最大初动能不变

D．单位时间逸出光电子的数目变小

由于太阳光中含有紫光，所以照射该金属时仍能发生光电效应且逸出的光电子的最大初动能不变，A项错误，C项正确；

产生光电效应的时间几乎是瞬时的，B项错误；

又因为光强变强，所以单位时间内逸出的光电子数目变大，D项错误．

4．（多选）在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏静电计相连，用弧光灯（紫外线）照射锌板时，静电计的指针就张开一个角度，如图所示，这时（　　）

A．锌板带正电，指针带负电

B．锌板带正电，指针带正电

C．若用黄光照射锌板，则不能产生光电效应现象

D．若用红光照射锌板，则锌板能发射光电子

锌板在紫外线照射下，发生光电效应现象，有光电子飞出，故锌板带正电，部分正电荷转移到灵敏静电计上，使指针带正电，B对，A错；

红光和黄光的频率都小于紫外线的频率，都不能产生光电效应，C对，D错．

5．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ekν图象.已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.24eV，若将二者的图线画在同一个Ekν坐标图中，用实线表示钨，用虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是（　　）

依据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek－ν图线的斜率代表了普朗克常量h，因此钨和锌的Ek－ν图线应该平行.图线的横轴截距代表了截止频率νc，而νc＝

，因此钨的νc大些.综上所述，B图正确.

1．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（　　）

A．红光　　　　　B．橙光

C．黄光D．绿光

按照爱因斯坦的光子说，光子的能量ε＝hν，h为普朗克常量，说明光子的能量与光的频率成正比，而上述四种单色光中，绿光的频率最大，红光的频率最小，故光子能量最小的是红光，所以选项A正确．

2．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子.假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中（　　）

A．能量守恒，动量不守恒，且λ＝λ′

B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′

C．能量守恒，动量守恒，且λ<

λ′

D．能量守恒，动量守恒，且λ>

光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据E＝hν，光子的频率减小，根据λ＝

知，波长变长，即λ＜λ′，C正确.

3．对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是（　　）

A．入射光的强度大于某一极限强度

B．入射光的波长大于某一极限波长

C．入射光照射时间大于某一极限时间

D．入射光的频率不低于某一截止频率

4．（多选）如图所示是光电效应中光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象．从图中可知（　　）

A．Ek与ν成正比

B．入射光频率必须大于或等于截止频率νc时，才能产生光电效应

C．对同一种金属而言，Ek仅与ν有关

D．Ek与入射光强度成正比

由Ek＝hν－W0知B、C正确，A、D错误．

5．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>

λb>

λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定（　　）

A．a光束照射时，不能发生光电效应

B．c光束照射时，不能发生光电效应

C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多

D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小

由a、b、c三束单色光的波长关系λa>

λc及波长、频率的关系知：

三束单色光的频率关系为：

νa<

νb<

νc.故当b光束恰能使金属发生光电效应时，a光束必然不能使该金属发生光电效应，c光束必然能使该金属发生光电效应，A对，B错；

又因为发生光电效应时释放的光电子数目与光照强度有关，光照越强，光电子数目越多，由于光照强度未知，所以光电子数目无法判断，C错；

光电子的最大初动能与入射光频率有关，频率越高，最大初动能越大，所以c光束照射时释放出的电子的最大初动能最大，D错．故正确选项为A.

6．（多选）已知能使某金属产生光电效应的截止频率为νc，则（　　）

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．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大

D．当入射光的频率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

因入射光的频率大于极限频率时会产生光电效应，所以A正确；

因为金属的极限频率为νc，所以逸出功W0＝hνc，再由Ek＝hν－W0得，Ek＝2hνc－hνc＝hνc，故B正确；

因为逸出功是光电子恰好逸出时需要做的功，对于同种金属是恒定的，故C错误；

由Ek＝hν－W0＝hν－hνc＝h（ν－νc）可得，当ν增大一倍时：

≠2，故D错误．

AB

7．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意如图．用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；

此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；

当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）（　　）

A．U＝

－

B．U＝

C．U＝2hν－WD．U＝

一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为ν的强光照射阴极K，发生了光电效应，即吸收的光子能量为nhν＝2、3、4…，根据eU＝nhν－W，可知U＝

，所以B正确．

8．图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法不正确的是（　　）

图甲　　　　　图乙

A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大

B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定

C．遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大

D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应

由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A说法正确；

根据光电效应方程可得：

Ekm＝hv－W0＝eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故B说法正确；

根据最大初动能：

Ekm＝eUc中，遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大，故C说法正确；

发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D说法错误.所以选D.

9．铝的逸出功为4.2eV，现用波长200nm的光照射铝的表面．已知h＝6.63×

s，求：

（1）光电子的最大初动能；

（2）遏止电压；

（3）铝的截止频率．

（1）根据光电效应方程Ek＝hν－W0有

Ek＝

－W0＝

J－4.2×

1.6×

10－19J＝3.225×

（2）由Ek＝eUc可得

Uc＝

V＝2.016V.

（3）由hνc＝W0得

νc＝

Hz＝1.014×

1015Hz.

（1）3.225×

10－19J　

（2）2.016V

（3）1.014×

1015Hz

3粒子的波动性

1．（多选）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．只有光子具有波粒二象性，其他运动的微粒不具有波粒二象性

D．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性

实物粒子具有波动性，并不是其轨迹是波浪线，故A错误；

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，故B正确；

光具有波粒二象性，实物粒子同样具有波粒二象性，故C错误；

光具有波粒二象性，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故D正确．

BD

2．一颗质量为10g的子弹，以200m/s的速度运动着，则由德布罗意理论计算，要使这颗子弹发生明显的衍射现象，那么障碍物的尺寸为（　　）

A．3.0×

10－10m　B．1.8×

10－11m

C．3.0×

10－34mD．无法确定

m≈3.32×

10－34m，故能发生明显衍射的障碍物尺寸应为选项C.

3．（多选）关于物质波，下列认识中错误的是（　　）

A．任何运动的物体（质点）都伴随一种波，这种波叫物质波

B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的

C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的

D．宏观物体尽管可以看作物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象

由德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A选项是正确的；

由于X射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性，即B选项错误；

电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C选项是正确的；

由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的，无规律的，但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子的波动性，故C选项正确．干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故选项D错误．综合以上分析知，本题应选B、D.

4．电子经电势差为U＝220V的电场加速，在v≪c的情况下，求此电子的德布罗意波长（已知：

电子质量为9.11×

10－31kg，电子电荷量为1.6×

10－19C）．

在电场作用下

mv2＝eU，得v＝

，根据德布罗意波长λ＝

得λ＝

nm.由于电压U＝220V，代入上式得λ＝

nm＝8.29×

10－2nm＝8.29×

10－11m.

8.29×

1．下列光的波粒二象性的说法中，正确的是（　　）

A．有的光是波，有的光是粒子

B．光的波长越短，其波动性越显著；

波长越长，其粒子性越显著

C．光的粒子性说明每个光子就像极小的小球体一样

D．光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波

任何光都是既有波动性又有粒子性，故A错误；

光的波长越长，其波动性越显著；

波长越短，其粒子性越显著；

故B错误；

光的粒子性说明光是不连续的，但不同于宏观的小球，故C错误；

光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波，故D正确．

2．（多选）关于物质波，以下说法中正确的是（　　）

A．任何一个物体都有一种波与之对应

B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波

C．动能相等的质子和电子相比，质子的物质波波长短

D．宏观物体不会发生明显的衍射或干涉现象，所以没有物质波

由德布罗意假设可知，任何一个运动着的物体都有一种波与之对应，故A对；

绳上的波是机械波，B错；

动能相等时，由p＝

得质子动量大些，由λ＝

知质子物质波波长短，C对；

宏观物质波波长太短，难以观测，但具有物质波，D错．

3．2002年诺贝尔物理学奖中的一项是奖励美国科学家贾科尼和日本科学家小柴昌俊发现了宇宙X射线源．X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为λ，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以ε和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则（　　）

A．ε＝

，p＝0　　B．ε＝

，p＝

C．ε＝

，p＝0D．ε＝

根据ε＝hν，且λ＝

，c＝λν可得X射线每个光子的能量为ε＝

，每个光子的动量为p＝

.　

4．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（　　）

A．光的折射现象、偏振现象

B．光的反射现象、干涉现象

C．光的衍射现象、色散现象

D．光电效应现象、康普顿效应

本题考查光的性质．干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现，只有光电效应现象和康普顿效应是光的粒子性的表现，D正确．

5．人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如下所示的四个示意图表示的实验不能说明光具有波动性的是（　　）

图中A、B、D分别是单缝衍射实验、双孔干涉实验和薄膜干涉的实验，干涉和衍射都是波的特有性质，因此单缝衍射实验、双孔干涉实验和薄膜干涉的实验都说明光具有波动性，故A、B、D正确．C是光电效应实验，说明了光的粒子性，不能说明光的波动性．故选C.

6．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等（　　）

A．速度B．动能

C．动量D．总能量

根据德布罗意波的波长公式λ＝

可知，如果电子的德布罗意波长与中子相等，则电子与中子一定具有相同的动量，故C项正确.

7．如果一个中子和一个质量为10g的子弹都以103m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长（中子的质量为1.67×

10－27kg）?

本题考查德布罗意波长的计算．任何物体的运动都对应着一个波长，根据公式λ＝

不难求得结果．中子的动量为p1＝m1v，子弹的动量为p2＝m2v，据λ＝

知中子和子弹的德布罗意波长分别为：

λ1＝

，λ2＝

，

联立以上各式解得：

.

将m1＝1.67×

10－27kg，v＝1×

103m/s，

h＝6.63×

s，m2＝1.0×

10－2kg.

代入上面两式可解得：

λ1≈4.0×

10－10m，

λ2＝6.63×

10－35m.

4.0×

10－10m　6.63×

10－35m

4概率波

5不确定性关系

1．（多选）关于光的波动性与粒子性，以下说法正确的是（　　）

A．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说

B．光电效应现象说明了光的粒子性

C．光波不同于机械波，它是一种概率波

D．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一

爱因斯坦的光子说并没有否定电磁说，只是在一定条件下光是体现粒子性的，A错；

光电效应说明光具有粒子性，说明光的能量是一份一份的，B对；

光波在少量的情况下体现粒子性，大量的情况下体现波动性，所以C对；

光的波动性和粒子性不是孤立的，而是有机的统一体，D错．

2．下列关于概率波的说法中，正确的是（　　）

A．概率波就是机械波

B．物质波是一种概率波

C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象

D．在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过

A.德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A错误；

B.物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，故B正确；

C.概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故