高中物理量子世界測試題

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一、單項選擇題(此題包括6小題，每題5分，共30分)

1.普朗克能量子假說認(rèn)為()

A.在宏觀領(lǐng)域，物體能量的變化是不連續(xù)的

B.在微觀領(lǐng)域，物體的能量是連續(xù)變化的

C.物體輻射或吸收能量是一份一份舉行的

D.輻射的波長越長，物體輻射的每一個能量子的能量就越大

2.(2022泉州高一檢測)太陽能發(fā)電是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能的.假設(shè)有N個頻率為ν的光子打在硅光電池極板上并完全被轉(zhuǎn)化為電能，那么產(chǎn)生的電能為()

A.hνB.NhνC.NhνD.2Nhν

3.關(guān)于光的本性，以下說法正確的是()

①光子說并沒有否決光的電磁說

②光電效應(yīng)現(xiàn)象反映了光的粒子性

③光的波粒二象性是綜合了牛頓的微粒說和惠更斯的波動說得出來的

④大量光子產(chǎn)生的效果易顯示出粒子性，個別光子產(chǎn)生的效果易顯示出波動性

A.①②B.③④C.①③D.②④

4.以下對光的波粒二象性的理解正確的是()

A.光有時是波，有時是粒子

B.光表現(xiàn)為波動性時，與水面波是同種類的波

C.光不成能同時具有波動性和粒子性

D.光的直線傳播只是宏觀近似規(guī)律

5.氦—氖激光器發(fā)出波長為633nm的激光，當(dāng)激光器的輸出功率為1mW時，每秒發(fā)出的光子數(shù)為()

A.2.2×1015B.3.2×1015

C.2.2×1014D.3.2×1014

6.關(guān)于德布羅意波，說法不正確的是()

A.任何物體都有波動性

B.宏觀物體不能看成物質(zhì)波

C.科學(xué)家根據(jù)電子的波動性制成了電子顯微鏡

D.德布羅意物質(zhì)波理論透露了物質(zhì)(光與實物)的統(tǒng)一性

二、非選擇題(此題包括2小題，共20分，要有必要的文字表達(dá))

7.(10分)某電視機顯像管中電子的運動速率為4.0×107m/s，質(zhì)量為10g的一顆子彈的運動速率為200m/s，分別計算它們的德布羅意波波長，并對比兩者的波動性強弱.(已知德布羅意波波長公式為λ=，me=9.1×10-31kg)

8.(10分)激光器是一個特殊的光源,它發(fā)出的光是激光,紅寶石激光器放射的激光是不連續(xù)的一道一道的閃光,每道閃光稱為一個光脈沖,現(xiàn)有一紅寶石激光器,放射功率為P=1.0×105W,所發(fā)出的每個光脈沖持續(xù)的時間Δt=1.0×10-11s,波長為693.4nm(1nm=10-9m).問：每列脈沖的長度L為多少?其中含有的光子數(shù)是多少?

答案解析

1.選C.在宏觀領(lǐng)域，物體能量的變化是連續(xù)的，A錯誤；在微觀領(lǐng)域，物體能量的變化是不連續(xù)的，B錯誤；按普朗克能量子假說，物體輻射或吸收的能量是一份一份的，C正確；每份稱為一個能量子，其能量是ε=hν，也就是說，輻射的波長越長，頻率越低，每一個能量子的能量就越小，D錯誤.

2.選C.由普朗克量子理論可知,頻率為ν的單個光子能量ε=hν,那么N個這樣的光子的總能量為Nhν,故C正確.

3.選A.光子說并沒有否決電磁說，光具有波粒二象性，但這兩種特性不是牛頓所支持的微粒說和惠更斯提出的波動說的簡樸綜合，大量光子產(chǎn)生的效果易顯示出波動性，個別光子產(chǎn)生的效果易顯示出粒子性，故A正確.

4.選D.光同時具有波動性和粒子性，只是條件不同，兩者的明顯程度不同，所以A、C錯誤.光是概率波，與宏觀的機械波不同，B錯誤.由于光有波動性，所以光在傳播時是近似直線傳播，D正確.

5.選B.一個光子能量為：E0=hν=.每秒激光器向外發(fā)出的能量為：E=P×1s.故每秒發(fā)出的光子數(shù)為：=3.2×1015個，因此選項B正確.

6.選B.宏觀物體和微觀物體都有波動性，A說法正確，B說法錯誤.利用電子的波動性制成了電子顯微鏡，C說法正確.德布羅意物質(zhì)波理論透露了物質(zhì)(光與實物)的統(tǒng)一性，D說法正確.故只有B說法錯誤.

7.對電子

λe==m=1.8×10-11m

對子彈

λ子=＝m=3.3×10-34m

由于λe＞λ子，所以電子的波動性比子彈的波動性明顯.

答案：見解析

8.每列脈沖的長度

L=cΔt=3.0×108×1.0×10-11m=3×10-3m.

每個光脈沖的能量為ε=PΔt

每個光子的能量為hν=

所以每列光脈沖中含有的光子數(shù)為:

n=

=個

=3.5×1012個

答案：3×10-3m3.5×1012個

獨具光子問題的分析方法

對于微觀現(xiàn)象，能量是一份一份的，是不連續(xù)的，每一份為一個能量子，對于光那