高中物理 第5章 典力學與物理學的革命 第3節(jié) 量子化現(xiàn)象 第4節(jié) 物理學-人類文明進步的階梯學業(yè)分層測評 粵教版

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第3節(jié) 量子化現(xiàn)象 第4節(jié) 物理學-人類文明進步的階梯 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．下列關于光的波粒二象性的說法中，正確的是(　　) A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子與電子是同樣的一種粒子 C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著 D．大量光子的行為往往顯示出粒子性 【解析】　光具有波粒二象性，即具有波動性和粒子性，A錯誤；光子不是實物粒子，電子為實物粒子，故B錯誤；光的波長越長，其波動性越明顯；波長越短，其粒子性越明顯，C正確；大量光子的行為顯示波動性，D錯誤． 【答案】　C 2．硅光電池是利用光電效應將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能．若有N個頻率為ν的光子打在光電池極板上，這些光子的總能量為(h為普朗克常量)(　　) A．hν　　　 B.Nhν C．Nhν D．2Nhν 【解析】　單個光子的能量為hν.N個光子的總能量則為Nhν，故C正確． 【答案】　C 3．(多選)對光的波粒二象性的理解正確的是(　　) A．大量光子傳播時往往表現(xiàn)出波動性 B．個別光子與其他物質(zhì)作用時往往表現(xiàn)出粒子性 C．宏觀上往往表現(xiàn)出粒子性 D．微觀上往往表現(xiàn)出波動性 【解析】　光具有波粒二象性，在宏觀上，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，在微觀上，個別光子表現(xiàn)出粒子性，故A、B正確，C、D錯誤． 【答案】　AB 4．(多選)如圖531所示，一驗電器與有絕緣支座的鋅板相連接后，同種金屬發(fā)現(xiàn)電器指針張開一定角度，如圖所示，今用弧光燈照射鋅板，發(fā)現(xiàn)驗電器指針偏角立即變小，為零后又張開一定角度，則(　　) 圖531 A．一定發(fā)生了光電效應 B．鋅板原來一定帶正電荷 C．鋅板原來一定帶負電荷 D．鋅板原來可能帶正電也可能帶負電，但后來一定帶正電 【解析】　弧光燈照射鋅板，鋅板帶電量發(fā)生變化，說明一定發(fā)生了光電效應，鋅板上有電子逸出，鋅板的總電量減小，說明鋅板原來帶有負電荷，A、C正確． 【答案】　AC 5．(多選)用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生光電效應，現(xiàn)將該單色光的光強減弱，則(　　) A．光電子的最大初動能不變 B．光電子的最大初動能減少 C．單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少 D．可能不發(fā)生光電效應 【解析】　由于光電子的最大初動能只與光的頻率有關，可知A是正確的，選項B錯誤．減小光強并沒有改變光的頻率，故光子的能量不變而光子數(shù)目減少，所以光電子的數(shù)目也隨之減小，選項C正確． 【答案】　AC 6．(多選)下列說法正確的是(　　) A．黑體看上去是黑的，因此稱為黑體 B．德國物理學家普朗克提出了能量的量子化假說，解決了黑體輻射的理論困難，揭開了物理學嶄新的一頁 C．所謂量子或量子化，本質(zhì)是不連續(xù)的，普朗克常數(shù)是微觀現(xiàn)象量子特性的表征 D．能量子的值非常小，研究宏觀世界時一般測不到能量子效應，因此在微觀世界里，量子化是顯著的 【解析】　一個能完全吸收熱輻射而不反射熱輻射的物體，稱之為黑體，黑體是一種理想化物理模型． 【答案】　BCD 7．(多選)對光的認識，以下說法正確的是(　　) A．個別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性 B．個別光子的行為表現(xiàn)為波動性，大量光子的行為表現(xiàn)為粒子性 C．光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時，就不具有波動性了 D．光的波粒二象性應理解為在某種場合下光的波動性表現(xiàn)明顯，在另外某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯 【解析】　個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性；光與物質(zhì)相互作用時表現(xiàn)出粒子性，光的傳播規(guī)律表現(xiàn)出波動性，光的波動性和粒子性都是光的本質(zhì)屬性，光的波動性表現(xiàn)明顯時仍具有粒子屬性，因為波動性表現(xiàn)為粒子分布概率；光的粒子性表現(xiàn)明顯時仍具有波動性，因為大量粒子的個別行為呈現(xiàn)出波動規(guī)律，故正確選項為A、D. 【答案】　AD 8．(多選)關于物質(zhì)的波粒二象性，下列說法中正確的是(　　) 【導學號：35390084】 A．不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性 B．運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道 C．波動性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾、對立的，但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的 D．實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性 【解析】　光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規(guī)律，大量光子運動的規(guī)律表現(xiàn)出光的波動性，而單個光子的運動表現(xiàn)出光的粒子性．光的波長越長，波動性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯．而宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實際很難觀察到波動性，不是不具有波粒二象性． 【答案】　ABC [能力提升] 9．(多選)下列關于光子的說法中，正確的是(　　) A．在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每份叫做一個光子 B．光子的能量由光的強度決定，光越強，每份光子的能量一定越大 C．光子的能量由光的頻率決定，其能量與它的頻率成正比 D．光子可以被電場加速 【解析】　光子的能量由光的頻率決定，E＝hν，光子不帶電，不能被電場加速． 【答案】　AC 10．下列說法正確的是(　　) A．黑體能夠100%的吸收照射到它上面的全部色光 B．黑體輻射發(fā)出的電磁輻射，是不連續(xù)的，而是一份一份地進行的 C．黑體輻射發(fā)出的電磁輻射是連續(xù)的，而不是一份一份地進行的 D．黑體輻射現(xiàn)象使經(jīng)典物理學遇到了無法解決的困難：理論分析與實驗結(jié)果不相符合 【解析】　由黑體的定義可知選項A正確．人們在研究黑體輻射時，按傳統(tǒng)的經(jīng)典理論分析卻與實驗結(jié)果不符，只有認為電磁輻射是不連續(xù)的，而是一份一份地進行的才能與實驗相符，由此可知，選項B、D正確，選項C錯誤． 【答案】　ABD 11．人的肉眼可以覺察到4.610－18 J能量的光．那么有多少個波長λ＝510－7m的光子才能引起人眼的感覺？(其中ν＝) 【解析】　每個光子的能量ε0＝hν＝h，所以n＝＝＝≈12(個)． 【答案】　12個 12．一燈泡功率P＝1 W，均勻地向周圍輻射平均波長λ＝10－6 cm的光，求距燈泡10 km處，垂直于光的傳播方向上，1 cm2面積上每秒通過的光子數(shù)．(其中ν＝) 【解析】　把燈泡看成點光源，若不考慮光在傳播過程 的能量損失，則燈泡輻射的光子向各個方向的數(shù)目是均等的，1 s內(nèi)所有輻射的光子都通過半徑為10 km以燈泡為球心的球體表面，即可求出單位面積上平均通過的光子數(shù)． 以光源為中心的每個球面上每秒鐘通過的能量為 E＝Pt＝11 J＝1 J 設距光源s cm處在垂直于光線的1 cm2面積上每秒鐘通過的能量為E，則Es＝.因為每個光子的能量為E0＝hν＝，所以垂直于光線的1 cm2面積上每秒鐘通過的光子數(shù)為 n＝＝ ＝(個)＝4.0103(個)． 【答案】　4.0103個