高中物理第十七章波立二象性优化总结学案新人教版选修3503161109doc文档格式.docx
- 文档编号:6734340
- 上传时间:2023-05-07
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:188.01KB
高中物理第十七章波立二象性优化总结学案新人教版选修3503161109doc文档格式.docx
《高中物理第十七章波立二象性优化总结学案新人教版选修3503161109doc文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理第十七章波立二象性优化总结学案新人教版选修3503161109doc文档格式.docx(14页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
[答案]
(1)阳极
(2)5.15×
1014Hz 3.41×
10-19
(3)1.23×
1.(多选)(2017·
河北保定高二检测)如图所示,这是一个研究光电效应的电路图,下列叙述中正确的是( )
A.只调换电源的极性,移动滑片P,当电流表示数为零时,电压表示数为遏止电压U0的数值
B.保持光照条件不变,滑片P向右滑动的过程中,电流表示数将一直增大
C.不改变光束颜色和电路,增大入射光束强度,电流表示数会增大
D.阴极K需要预热,光束照射后需要一定的时间才会有光电流
解析:
选AC.当只调换电源的极性时,电子从K到A减速运动,到A恰好速度为零时对应电压为遏止电压,所以A项正确;
当其他条件不变,P向右滑动,加在光电管两端的电压增加,光电子运动更快,由I=
得电流表读数变大,但当达到饱和光电流时,电流表示数不变,B项错误;
只改变光束强度时,单位时间内光电子数变多,电流表示数变大,C项正确;
因为光电效应的发生是瞬间的,阴极K不需要预热,所以D项错误.
对光的波粒二象性的进一步理解
1.大量光子产生的效果显示出波动性,比如干涉、衍射现象中,如果用强光照射,在光屏上立刻出现了干涉、衍射条纹,波动性体现了出来;
个别光子产生的效果显示出粒子性,如果用微弱的光照射,在屏上就只能观察到一些分布毫无规律的光点,粒子性充分体现;
但是如果微弱的光在照射时间加长的情况下,在感光底片上的光点分布又会出现一定的规律性,倾向于干涉、衍射的分布规律.这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的依据.
2.光子和电子、质子等实物粒子一样,具有能量和动量,和其他物质相互作用时,粒子性起主导作用.
3.光子的能量与其对应的频率成正比,而频率是波动性特征的物理量,因此E=hν,揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系.
4.对不同频率的光,频率低、波长长的光,波动性特征显著;
而频率高、波长短的光,粒子性特征显著.
5.光在传播时体现出波动性,在与其他物质相互作用时体现出粒子性.
6.处理光的波粒二象性的关键是正确理解其二象性,搞清光波是一种概率波.
(多选)从光的波粒二象性出发,下列说法正确的是( )
A.光是高速运动的微观粒子,每个光子都具有波粒二象性
B.光的频率越高,光子的能量越大
C.在光的干涉中,暗条纹的地方是光子不会到达的地方
D.在光的干涉中,亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方
[解析] 光具有波粒二象性,光的频率越高,光子的能量越大,A错误,B正确;
在干涉条纹中亮条纹是光子到达概率大的地方,暗条纹是光子到达概率小的地方,C错误,D正确.
[答案] BD
解决光的波粒二象性问题的关键
(1)要搞清何时波动性明显,何时粒子性明显;
(2)搞清光波也是概率波.
2.(多选)实物粒子和光都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是( )
A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样
B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构
D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
选ACD.电子束通过双缝产生干涉图样,体现的是波动性,A正确;
β射线在云室中留下清晰的径迹,不能体现波动性,B错误;
衍射体现的是波动性,C正确;
电子显微镜利用了电子束波长短的特性,D正确.
章末过关检测
(二)
(时间:
60分钟,满分:
100分)
一、单项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1.能正确解释黑体辐射实验规律的是( )
A.能量的连续经典理论
B.普朗克提出的能量量子化理论
C.以上两种理论体系任何一种都能解释
D.牛顿提出的能量微粒说
选B.根据黑体辐射的实验规律,随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都增加;
另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释,故B正确.
2.关于光的波粒二象性的说法中,正确的是( )
A.一束传播的光,有的光是波,有的光是粒子
B.光波与机械波是同种波
C.光的波动性是由光子间的相互作用而形成的
D.光是一种波,同时也是一种粒子,光子说并未否定电磁说,在光子能量E=hν中,仍表现出波的特性
选D.个别光子的作用效果往往表现为粒子性;
大量光子的作用效果往往表现为波动性,而不是有的光是波,有的光是粒子,故A错误;
光波是电磁波,故B错误;
光波是概率波,个别光子的行为是随机的,表现为粒子性,大量光子的行为往往表现为波动性,不是由光子间的相互作用形成的,故C错误;
光是一种波,同时也是一种粒子,在光子能量ε=hν中,频率ν仍表示的是波的特性,它体现了光的波动性与粒子性的统一,故D正确.
3.用波长为λ1和λ2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WD,则下列选项正确的是( )
A.λ1>
λ2,WC>
WD
B.λ1>
λ2,WC<
C.λ1<
D.λ1<
选D.A光光子的能量大于B光光子,根据E=hν=h
,得λ1<
λ2;
又因为单色光B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,所以WC<
WD,故正确选项是D.
4.利用光电管研究光电效应实验电路如图所示,用频率为ν1的可见光照射阴极K,电流表中有电流通过,则( )
A.用紫外线照射,电流表中不一定有电流通过
B.用红外线照射,电流表中一定无电流通过
C.用频率为ν1的可见光照射K,当滑动变阻器的滑动触头移到A端时,电流表中一定无电流通过
D.用频率为ν1的可见光照射K,当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时,电流表示数可能不变
选D.因紫外线的频率比可见光的频率高,所以用紫外线照射时,电流表中一定有电流通过,A错误;
因不知阴极K的截止频率,所以用红外线照射时不一定发生光电效应,B错误;
用频率为ν1的可见光照射K,当滑动变阻器的滑动触头移到A端时,UMK=0,光电效应还在发生,电流表中一定有电流通过,C错误;
滑动变阻器的触头向B端滑动时,UMK增大,阴极M吸收光电子的能力增强,光电流会增大,当所有光电子都到达阳极M时,电流达到最大,即饱和电流,若在滑动前,电流已经达到饱和电流,那么再增大UMK,光电流也不会增大,D正确.
5.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×
10-27kg,普朗克常量h=6.63×
s,可以估算德布罗意波长λ=1.82×
10-10m的热中子动能的数量级为( )
A.10-17J B.10-19J
C.10-21JD.10-24J
选C.根据德布罗意波长公式λ=
可算出中子动量大小,再由p2=2mEk即可算出热中子的动能.由λ=
,p2=2mEk,得Ek=
,代入数据,有Ek=3.97×
10-21J,数量级为10-21J,故选C项.
二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分)
6.下列实验中,能证明光具有粒子性的是( )
A.光电效应实验
B.光的双缝干涉实验
C.光的圆孔衍射实验
D.康普顿效应实验
选AD.光电效应、康普顿效应现象的出现,使光的电磁说出现了无法逾越的理论难题,只有认为光子具有粒子性才能很好的解释上述现象,故A、D支持光的粒子性,而B、C支持光的波动性,故选A、D.
7.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( )
A.增大入射光的强度,光电流增大
B.减小入射光的强度,光电效应现象消失
C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应
D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大
选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积上的光子数增加,光电流增大,A项正确;
光电效应现象是否消失与光的频率有关,而与照射强度无关,故选项B错误;
用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C错误;
根据hν-W逸=
mv2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D正确.
8.关于物质波,下列说法不正确的是( )
A.所有物体不论其是否运动,都有对应的物质波
B.任何一个运动着的物体都有一种波和它对应,这就是物质波
C.运动的电场、磁场没有相对应的物质波
D.只有运动着的微观粒子才有物质波,对于宏观物体,不论其是否运动,都没有相对应的物质波
选ACD.任何一个运动着的物体,都有一种波与它对应,即物质波,物质波有两类:
实物和场,所以B正确.
9.如图所示是研究光电效应的电路,阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极,K在受到光照时能够发射光电子.阳极A吸收阴极K发出的光电子,在电路中形成光电流.如果用单色光a照射阴极K,电流表的指针发生偏转;
用单色光b照射光电管阴极K时,电流表的指针不发生偏转.下列说法正确的是( )
A.a光的波长一定小于b光的波长
B.只增加a光的强度可能使通过电流表的电流增大
C.只增加a光的强度可使逸出的电子最大初动能变大
D.阴极材料的逸出功与入射光的频率有关
选AB.用单色光b照射光电管阴极K时,电流表的指针不发生偏转,说明用b光不能发生光电效应,即a光的波长一定小于b光的波长,选项A正确;
只增加a光的强度可使阴极K单位时间内逸出的光电子数量增加,故通过电流表的电流增大,选项B正确;
只增加a光的强度不能使逸出的电子的最大初动能变大,选项C错误;
阴极材料的逸出功只与阴极材料有关,与入射光的频率无关,选项D错误.
三、非选择题(本题共3小题,共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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)
10.(14分)电子具有多大速度时,德布罗意波的波长同光子能量为4×
104eV的X射线的波长相等?
此电子需经多大的电压加速?
由德布罗意波公式λ=
=
光子能量式E=hν=h
联立可得:
ve=
m/s≈2.34×
107m/s.
由动能定理得:
eU=
mev
U=
V≈1.56×
103V.
答案:
2.34×
107m/s 1.56×
103V
11.(14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,则此金属的逸出功是多大?
设此金属的逸出功为W0,根据光电效应方程得如下两式:
当用波长为λ的光照射时:
Ek1=
-W0①
当用波长为
λ的光照射时:
Ek2=
-W0②
又
③
解①②③组成的方程组得:
W0=
.
12.(18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×
s,电子电荷量e=1.6×
10-19C)
(1)若高压电源的电压为20kV,求X射线的最短波长;
(2)若此时电流表读数为5mA,1s内产生5×
1013个平均波长为1.0×
10-10m的光子,求伦琴射线管的工作效率.
(1)伦琴射线管阴极上产生的热电子在20kV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=hν=
得λ=
m
≈6.2×
10-11m.
(2)高压电源的电功率P1=UI=100W,
每秒产生X光子的能量P2=
≈0.1W
效率为η=
×
100%=0.1%.
(1)6.2×
10-11m
(2)0.1%
精美句子
1、善思则能“从无字句处读书”。
读沙漠,读出了它坦荡豪放的胸怀;
读太阳,读出了它普照万物的无私;
读春雨,读出了它润物无声的柔情。
读大海,读出了它气势磅礴的豪情。
读石灰,读出了它粉身碎骨不变色的清白。
2、幸福幸福是“临行密密缝,意恐迟迟归”的牵挂;
幸福是“春种一粒粟,秋收千颗子”的收获.
幸福是“采菊东篱下,悠然见南山”的闲适;
幸福是“奇闻共欣赏,疑义相与析”的愉悦。
幸福是“随风潜入夜,润物细无声”的奉献;
幸福是“夜来风雨声,花落知多少”的恬淡。
幸福是“零落成泥碾作尘,只有香如故”的圣洁。
幸福是“壮志饥餐胡虏肉,笑谈渴饮匈奴血”的豪壮。
幸福是“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”的胸怀。
幸福是“人生自古谁无死,留取丹心照汗青”的气节。
3、大自然的语言丰富多彩:
从秋叶的飘零中,我们读出了季节的变换;
从归雁的行列中,我读出了集体的力量;
从冰雪的消融中,我们读出了春天的脚步;
从穿石的滴水中,我们读出了坚持的可贵;
从蜂蜜的浓香中,我们读出了勤劳的甜美。
4、成功与失败种子,如果害怕埋没,那它永远不能发芽。
鲜花,如果害怕凋谢,那它永远不能开放。
矿石,如果害怕焚烧(熔炉),那它永远不能成钢(炼成金子)。
蜡烛,如果害怕熄灭(燃烧),那它永远不能发光。
航船,如果害怕风浪,那它永远不能到达彼岸。
5、墙角的花,当你孤芳自赏时,天地便小了。
井底的蛙,当你自我欢唱时,视野便窄了。
笼中的鸟,当你安于供养时,自由便没了。
山中的石!
当你背靠群峰时,意志就坚了。
水中的萍!
当你随波逐流后,根基就没了。
空中的鸟!
当你展翅蓝天中,宇宙就大了。
空中的雁!
当你离开队伍时,危险就大了。
地下的煤!
你燃烧自己后,贡献就大了
6、朋友是什么?
朋友是快乐日子里的一把吉它,尽情地为你弹奏生活的愉悦;
朋友是忧伤日子里的一股春风,轻轻地为你拂去心中的愁云。
朋友是成功道路上的一位良师,热情的将你引向阳光的地带;
朋友是失败苦闷中的一盏明灯,默默地为你驱赶心灵的阴霾。
7、一粒种子,可以无声无息地在泥土里腐烂掉,也可以长成参天的大树。
一块铀块,可以平庸无奇地在石头里沉睡下去,也可以产生惊天动地的力量。
一个人,可以碌碌无为地在世上厮混日子,也可以让生命发出耀眼的光芒。
8、青春是一首歌,她拨动着我们年轻的心弦;
青春是一团火,她点燃了我们沸腾的热血;
青春是一面旗帜,她召唤着我们勇敢前行;
青春是一本教科书,她启迪着我们的智慧和心灵。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中物理 第十七 章波立 二象性 优化 总结 新人 选修 3503161109 doc