波粒二象性

第十七章 波粒二象性 一、选择题 1．下列关于光电效应的说法正确的是（ ）学科网 A．若某材料的逸出功是w，则它的极限频率 学科网 B．光电子的初速度和照射光的频率成正比学科网 C．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比学科网 D．光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大学科网 2．在下列各组所说的两个现象中，都现出光具有粒子性的是（ ）学科网 A．光的折射现象、偏振现象 B．光的反射现象、干涉现象学科网 C．光的衍射现象、色散现象 D．光电效应现象、康普顿效应学科网 3．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（ ）学科网 A．1.5 eV B．3.5 eV C．5.0 eV D．6.5 eV学科网 4．紫外线光子的动量为．一个静止的吸收了一个紫外线光子后（ ）学科网 A．仍然静止 B．沿着光子原来运动的方向运动学科网 C．沿光子运动相反方向运动 D．可能向任何方向运动学科网 5．关于光电效应，以下说法正确的是（ ）学科网 A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比学科网 B．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强学科网 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学科网 D．用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是 的黄光照射该金属一定不发生光电效应 6．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（ ）学科网 A．10-17 kg·m/s B．10-18 kg·m/s C．10-20 kg·m/s D．10-24 kg·m/s学科网 7．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，电路中有光电流，则（ ）学科网 A．换用波长为( ＞λ)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流学科网 B．换用波长为 ( ＜λ)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流学科网 C．增加电路中电源的路端电压，电路中的光电流一定增大学科网 D．将电路中电源的极性反接，电路中可能还有光电流学科网 8．2003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（ ）学科网 A．光具有波动性学科网 B．光具有波粒二象性学科网 C．微观粒子也具有波动性学科网 D．微观粒子也是一种电磁波学科网 9．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 10．下面关于光的波粒二象性的说法中，正确的说法是 ( ) A．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性 B．频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著 C．光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性 D．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性 11．下列关于光电效应的陈述中，正确的是 ( ) A．金属的逸出功与入射光的频率成正比 B．光电流强度与入射光强度无关 C．用不可见光照射金属一定比用可见光照同种金属产生的光电子的初动能大 D．对任何一种金属，都有一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长才能产生光电效应 12．用图示装置研究光电效应现象，光阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连，当滑动头P从a移到c的过程中，光电流始终为零。为了产生光电流，可采取的是 ( ) A．增大入射光的强度 B．增大入射光的频率 C．把P向a移动 D．把P从c向b移动 13．如图所示，与锌板相连的验电器的铝箔原来是张开的，现在让弧光灯发出的光经一狭缝后照射到锌板，发现在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器的铝箔张角变大，以上实验事实说明 ( ) A．光具有波粒二象性 B．验电器的铝箔原来带负电 C．锌板上亮条纹是平行等宽度的 D．若改用激光器发出的红光照射锌板，观察到验电器的铝箔张角一定会变得更大 14．用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应采用的措施是 ( ) A．改用红光照射 B．增大绿光的强度 C．增大光电管的加速电压 D．改用紫光照射 15．下列关于光电效应的说法正确的是 ( ) A．只要入射光的强度足够大，就可以产生光电流 B．光电流的强度与入射光的频率有关，光的频率越大，光电流越大 C．入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，光电流越大 D．入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，产生的光电子的最大初动能越大 16．在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的 ( ) A．最短波长为hc/eU B．最长波长为hc/eU C．最小频率为eU/h D．最大频率为eU/h 17．下列可以被电场加速的是 ( ) A．光子 B．光电子 C．X射线 D．无线电波 18．利用金属晶格（大小约10-10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m、电量为e、初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是 ( ) A．该实验说明电子具有波动性 B．实验中电子束的德布罗意波长为 C．加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显 D．若用相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加明显 19．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是 ( ) A．使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样 B．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样 C．光子通过狭缝的运动路线像水波一样 D．光的波动性是大量光子运动的规律 20．在双缝干涉实验中，明暗条纹形成的原因解释正确的是 ( ) A．暗条纹处一定没有光子到达 B．暗条纹处可能也有光子到达 C．光子到达暗条纹处的概率很小 D．光子到达明条纹处的概率很大 二、填空题 21．40瓦的白炽灯，有5％的能量转化为可见光。设所发射的可见光的平均波长为580nm，那么该白炽灯每秒种辐射的光子数为________________个。 22．已知铯的极限频率为4.55×1014Hz，钠的为6.0×1014 Hz，银的为1.15×1015 Hz，铂的为1.53×1015 Hz，当用波长为0.375μm的光照射它们时，可发生光电效应的是_____________。 三、计算题学科网 23．（10分）分别用λ和 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？学科网 学科网 学科网 学科网 · 学科网 24．（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？学科网 学科网 学科网 学科网 学科网 学科网 25．（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射线．（h=6．63×10-34 J·s，电子电荷量e=1．6×10-19 C)学科网 （1）如高压电源的电压为20 kV，求X射线的最短波长;学科网 （2）如此时电流表读数为5 mA，1 s内产生5×1013个平均波长为1．0×10-10 m的光子，求伦琴射线管的工作效率．学科网 学科网 学科网 学科网 学科网 学科网 学科网26．已知每秒从太阳射到地球的垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103J，其中可见光部分约占45%，假如认为可见光的波长均为5.5×10-7m，太阳向各方向的辐射是均匀的，日地间距离为1.5×1011m，普朗克恒量h=6.6×10-34J·s，估算出太阳每秒钟辐射出的可见光子数是多少？ 27．如图所示，绝缘固定擦得很亮的锌板A小平放置，其下方水平放置接地的铜板B。两板间距为d，两板面积均为S，正对面积为S′，且S′＜S。当用弧光灯照射锌板上表面后，A、B间一带电液滴恰好处于静止状态。试： （1）液滴带何种电荷？ （2）用弧光灯再照射A，液滴做何种运动？ （3）若使液滴向下运动， 应采取什么措施? 第十七章 波粒二象性 1．AD 2．D 3．B 4．B 5．C 6．D 7．BD 8．C 9、BD 10、ABC 11、D 12、B 13、A 14、D 15、C 16、AD 17、B 18、ABC 19、AD 20、BCD 21、1×1016 22、铯，钠 23．解析：设此金属的逸出功为W，根据光电效应方程得如下两式： 当用波长为λ的光照射时： ① 当用波长为34λ的光照射时： ② 又 ③ 解①②③组成的方程组得： ． ④ 24．解析：（1）根据E=Pt，所以t= s=2×10-4 s． （2）由E=n =nh得： n= =5×1015个． 2×10-4 s 5×1015个 25．解析：（1）X射线管阴极上产生的热电子在20 kV高压加速下获得的动能全部变成X光子的能量，X光子的波长最短． 由W=Ue=hv=hc/λ 得λ= =6.2×10-11 m． （2）高压电源的电功率P1=UI=100 W 每秒产生X光子的能量P2=nhc/λ=0．1 W效率为η= =0.1% 26、1400 27、（1）负电（2）向上加速运动（3）将A板接地或增大两极板间的距离 � EMBED Equation.DSMT4 ��� d m、q A B 弧光 _1392746912.unknown _1392747199.unknown _1392752976.unknown _1392753154.unknown _1392753155.unknown _1392752979.unknown _1392747316.unknown _1392747491.unknown _1392747245.unknown _1392747134.unknown _1392747173.unknown _1392747043.unknown _1392745723.unknown _1392746862.unknown _1392745392.unknown _1146483261.unknown