1、高中物理选修35第十七章波粒二象性新课教学课时同步强化训练汇总附参考答案高中物理选修3-5第十七章波粒二象性新课教学课时同步强化训练汇总1.能量量子化课时同步强化训练（附参考答案）2.光的粒子性课时同步强化训练（附参考答案）3.粒子的波动性课时同步强化训练（附参考答案）4.概率波课时同步强化训练（附参考答案）5.不确定性关系课时同步强化训练（附参考答案）选修3-5第十六章动量守恒定律单元检测17.1能量量子化课时同步强化训练1对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的因素是 ()A温度 B材料C表面状况 D以上都正确2下列叙述正确的是 ()A一切物体都在辐射电磁波B一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
2、C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D黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波3普朗克常量是自然界的一个基本常量，它的数值是 ()A6.021023 molB6.625103 molsC6.6261034 JsD1.381016 mols42006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黑体谱相关的说法中正确的是()A一切物体都在辐射电磁波B一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C黑体的热辐射实质上是电磁辐射D普朗克在研究黑体的热辐射
3、问题中提出了能量子假说5如图1所示，画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则 ()图1A各种波长的辐射强度都有增加B只有波长短的辐射强度增加C辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D辐射电磁波的波长先增大后减小6红光和紫光相比 ()A红光能量子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大B红光能量子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大C红光能量子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小D红光能量子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小7某激光器能发射波长为的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子
4、数为 ()A. B. C. DPhc8下列描绘的两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图象中符合黑体辐射实验规律的是()9对应于3.41019 J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？(h6.631034Js)10人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒钟有6个光量子射入瞳孔，眼睛就能察觉普朗克常量为6.631034Js，光速为3108 m/s.人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为多少？11经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为940 m处根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tm2.90101 mK，由此估算人体表面的温
5、度和辐射的能量子的值各是多少？(h6.631034Js)17.1能量量子化参考答案1A2ACD3C 4ACD5AC6B 7A8A95.13 1014 Hz5.85107 m102.251018 W1136 2.121022 J17.2光的粒子性课时同步强化训练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2关于光电效应的规律，下列说法中正确的是 ()A只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生B光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比C发生光电效应的时间一般都大于107sD发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度成正比3对于任何
6、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极限频率4关于光电效应现象，下列说法正确的是 ()A只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比C产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比5现有a、b、c三束单色光，其波长关系为abc.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 ()
7、Aa光束照射时，不能发生光电效应Bc光束照射时，不能发生光电效应Ca光束照射时，释放出的光电子数目最多Dc光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小6如图1所示是光电效应中光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象从图中可知 ()图1AEk与成正比B入射光频率必须大于或等于极限频率c时，才能产生光电效应C对同一种金属而言，Ek仅与有关DEk与入射光强度成正比7已知能使某金属产生光电效应的极限频率为c，则 ()A当用频率为2c的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B当用频率为2c的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hcC当入射光的频率大于c时，若增大，则逸出功增大D当入射光的频率
8、大于c时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍8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，碰撞后的波长为，则碰撞过程中 ()A能量守恒，动量不守恒，且B能量不守恒，动量不守恒，且C能量守恒，动量守恒，且9如图2所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角图2(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“减小”“增大”或“不变”)(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照射锌板，可观察到验电器指针_(
9、填“有”或“无”)偏转10频率为的光照射到一种金属表面上，有电子从金属表面逸出，当所加反向电压U的大小增大到3 V时，光电流刚好减小到零已知这种金属的极限频率为c6.001014 Hz，因此入射光的频率_ Hz.(电子电荷量e1.601019 C，普朗克常量h6.631034 Js)11铝的逸出功为4.2 eV，现用波长200 nm的光照射铝的表面已知h6.631034Js，求：(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)铝的截止频率17.2光的粒子性参考答案1A2D3D 4D5A6BC7AB8C9减小无101.32101511(1)3.2251019 J(2)2.016 V(3)1.01
10、41015 Hz17.3粒子的波动性课时同步强化训练1在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是 ()A弱光衍射实验 B电子束在晶体上的衍射实验C弱光干涉实验 D以上都不正确2下列关于物质波的说法中正确的是 ()A实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B宏观物体不存在对应波的波长C电子在任何条件下都能表现出波动性D微观粒子在一定条件下能表现出波动性3下列说法中正确的是 ()A光的波粒二象性学说就是牛顿的微粒说加上惠更斯的波动说组成的B光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的电磁理论C光子说并没有否定电磁说，在光子的能量h中，表示波的特性，表示粒子的特性D光波不同于宏观观念中那种连续的波
11、4下列说法中正确的是 ()A质量大的物体，其德布罗意波长小B速度大的物体，其德布罗意波长小C动量大的物体，其德布罗意波长小D动能大的物体，其德布罗意波长小5下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是 ()A通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性B通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性6利用金属晶格(大小约1010 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子通过电场加速后，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，电荷量为e，
12、初速度为0，加速电压为U，普郎克常量为h，则下列说法中正确的是()A该实验说明了电子具有波动性B实验中电子束的德布罗意波长为C加速电压U越大，电子的衍射现象越明显D若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显7在众人关注的男子110米栏决赛中，现世界纪录保持者、奥运冠军古巴名将罗伯斯以13秒14的成绩第一个冲过终点设罗伯斯的质量约为74 kg，计算他在110米栏决赛中的德布罗意波长8有一颗质量为5.0 kg的炮弹(1)当其以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波长是多大？(2)假设它以光速运动，它的德布罗意波长是多大？(3)若要使它的德布罗意波长与波长为400 nm的紫光波长相等，则它必
13、须以多大的速度运动？9质量为10 g、速度为300 m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波长是多少？为什么我们无法观察到其波动性？10光子的动量p与波长的关系为p，静止的原子核放出一个波长为的光子(已知普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c)，则：(1)质量为M的反冲核的速度为多少？(2)反冲核运动时物质波的波长是多少？17.3粒子的波动性参考答案1B2D 3CD4C5CD6AB71.1 1036 m8(1)6.631037 m(2)4.421043 m(3)3.31028 m/s9见解析解析根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一个波和它对应，飞行的子弹也必有一个波与之对应由德布罗意波长公
14、式可得m2.211034 m因子弹的德布罗意波长太短，故无法观察到其波动性10(1)(2)17.4概率波与17.4不确定性关系课时同步强化训练1关于光的本性，下列说法正确的是 ()A波动性和粒子性是相互矛盾和对立的，因此光具有波粒二象性是不可能的B光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性D射线具有显著的粒子性，而不具有波动性2关于电子的运动规律，以下说法正确的是 ()A电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律B电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律C电子如果表现出波
15、动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律D电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律3关于光的性质，下列叙述中正确的是 ()A在其他同等条件下，光的频率越高，衍射现象越容易看到B频率越高的光，粒子性越显著；频率越低的光，波动性越显著C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D如果让光子一个一个地通过狭缝时，它们将严格按照相同的轨迹和方向做匀速直线运动4一个电子被加速后，以极高的速度在空间运动，关于它的运动，下列说法中正确的是()A电子在空间做匀速直线运动B电子上下左右颤动着前进C电子运动轨迹是正弦曲线D无法预言
16、它的路径5对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是 ()A不受外力作用时光子就会做匀速运动B光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律6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单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样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D单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性7由不确定性关系可以得出的结论是 ()A如果动量的不确定范围越小，则与它
17、对应位置坐标的不确定范围就越大B如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大C动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数D动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一的确定关系8在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0109m，那么光子经过单缝发生衍射，动量的不确定量是_9质量为10 g的子弹，以300 m/s的速度射向靶子，试计算此子弹位置不确定性的范围(设其动量的不确定范围为0.02%)10一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围为其动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子位置的不确定范围有多大？(电子的质量为9.11031 kg)11已知5.31035 Js，试求下列
18、情况中速度测定的不确定量，并根据计算结果，讨论在宏观和微观世界中进行测量的不同情况(1)一个球的质量 m1.0 kg，测定其位置的不确定量为106 m.(2)电子的质量me9.11031 kg，测定其位置的不确定量为1010 m.17.4概率波与17.4不确定性关系参考答案1C2C3BC 4D5D6AD7.ABC85.31026 kgm/s9大于或等于8.81032 m102.9103 m11见解析解析(1)球的速度测定的不确定量v m/s5.31029 m/s这个速度不确定量在宏观世界中微不足道，可认为球的速度是确定的，其运动遵从经典物理学理论(2)原子中电子的速度测定的不确定量vm/s5.
19、8105 m/s这个速度不确定量不可忽略，不能认为原子中的电子具有确定的速度，其运动不能用经典物理学理论处理选修3-5第十七章波粒二象性单元检测一、单项选择题1如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验()A只能证明光具有波动性B只能证明光具有粒子性C只能证明光能够发生衍射D证明光具有波粒二象性解析：弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确答案：D2关于光电效应的规律，下列说法中
20、正确的是()A只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生B光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C发生光电效应的反应时间一般都大于107 sD发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比解析：由hh知，当入射光波长小于金属的极限波长时，发生光电效应，A错误；由EkhW0知，光电子的最大初动能由入射光频率决定，与入射光强度无关，B错误；发生光电效应的时间一般不超过109 s，C错误；入射光的强度越强，单位时间内射到金属上的光子数越多，发射出光电子数越多，则形成的光电流越大，所以D正确答案：D3下列说法中正确的是()A实物粒子只具有粒子性，不具有波动性B卢瑟福通过
21、粒子散射实验现象，提出了原子的核式结构模型C光波是概率波，光子在前进和传播过程中，其位置和动量能够同时确定D在工业和医疗中经常使用激光，是因为其光子的能量远大于光子的能量解析：电子通过晶格的衍射现象表明实物粒子也具有波动性，A错误；卢瑟福的原子核式结构模型理论的基础就是粒子散射实验，B正确；由不确定性关系知微观粒子的位置和动量是不能同时准确测量的，C错误；在工业和医疗中常使用激光的原因是由于其平行性好、亮度高，但亮度高不是由于光子能量高，而是因为单位时间内通过单位面积的总能量大，D错误答案：B4用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可以使该金属产生光电效应的措施是()A改用频率更小的紫外线
22、照射B改用X射线照射C改用强度更大的原紫外线照射D延长原紫外线的照射时间解析：每一种金属对应一个极限频率，低于极限频率的光，无论照射时间有多长，光的强度有多大，都不能使金属产生光电效应，只要照射光的频率大于极限频率，就能产生光电效应，A、C、D错误X射线的频率高于紫外线的频率，所以改用X射线照射可能发生光电效应，B正确答案：B5.爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率从图中可以确定的是()A逸出功与有关BEkm与入射光强度成正比C当0时，会逸出光电子D图中直线的斜率与普朗
23、克常量有关解析：逸出功是由金属自身决定的，与无关，A错误Ekm随入射光频率的增大而增大，但不是正比关系，B错误当0时，无光电子逸出，C错误由EkmhW0知，Ekm图象的斜率为h，D正确答案：D6以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只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，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实光电效应实验装置示意图如图所示用频率为的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换同样频率为的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U
24、，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为电子电荷量)()AU BUCU2hW DU解析：解题的关键是要明确电子可能要吸收多个光子由光电效应方程可知EknhW，而eUEk，所以U(n2,3,4，)，故选项B正确答案：B7下表给出了一些金属材料的逸出功.材料铯钙镁铍钛逸出功(1019 J)3.04.35.96.26.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.01
25、08 m/s)()A2种 B3种C4种 D5种解析：要发生光电效应，则入射光的能量必须大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm的光的能量为Ehh6.631034J4.971019 J，大于铯和钙的逸出功，所以A选项正确答案：A二、多项选择题8某半导体激光器发射波长为1.5106 m、功率为5.0103 W的连续激光已知可见光波长的数量级为107 m，普朗克常量h6.631034 Js，该激光器发出的()A是紫外线B是红外线C光子能量约为1.31018 JD光子数约为每秒3.81016个解析：由于该激光器发出的光波波长比可见光长，所以发出的是红外线，A错误，B正确光子能量Ehh1.3101
26、9 J，C错误每秒发射的光子数n3.81016个，D正确答案：BD9.)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示，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光的偏折程度大解析：由题图可知，b光照射时对应遏止电压Uc2大于a光照射时的遏止电压Uc1，因eUmv2，所以b光照射时光电子最大初动能大，且可得ba，ba，A、D错误，C正确b光折射率大于a光折射率，所以a光临界角大，B正确答案：BC10用波长为和2的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光电子速度之比为21，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有()A该种金属的逸出功为B该种金属的逸出功为C波长超过2的光都不能使该金属发生光电效应D波长超过4的光都不能使该金属发生光电效应解析：由hWEk知hW0mv，hW0mv，又v12v2，所以W0，故选项A正确，B错误；光的波长小于或等于3时方能发生光电效应，故选项C错误，D正确答案：AD三、非选择题11用功率P01 W的光源照射离光源r3 m处的某块金属的薄片，已知
