高中物理量子世界测试题

高中物理量子世界测试题

　　一、单项选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分)

　　1.普朗克能量子假说认为( )

　　A.在宏观领域，物体能量的变化是不连续的

　　B.在微观领域，物体的能量是连续变化的

　　C.物体辐射或吸收能量是一份一份进行的

　　D.辐射的波长越长，物体辐射的每一个能量子的能量就越大

　　2.(2011泉州高一检测)太阳能发电是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能的.假设有N个频率为ν的光子打在硅光电池极板上并完全被转化为电能，则产生的电能为( )

　　A.hν B. Nhν C.Nhν D.2Nhν

　　3.关于光的本性，下列说法正确的是( )

　　①光子说并没有否定光的电磁说

　　②光电效应现象反映了光的粒子性

　　③光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说得出来的

　　④大量光子产生的效果易显示出粒子性，个别光子产生的效果易显示出波动性

　　A.①② B.③④ C.①③ D.②④

　　4.下列对光的波粒二象性的理解正确的是( )

　　A.光有时是波，有时是粒子

　　B.光表现为波动性时，与水面波是同种类的波

　　C.光不可能同时具有波动性和粒子性

　　D.光的直线传播只是宏观近似规律

　　5.氦—氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为1 mW时，每秒发出的光子数为( )

　　A.2.2×1015 B.3.2×1015

　　C.2.2×1014 D.3.2×1014

　　6.关于德布罗意波，说法不正确的是( )

　　A.任何物体都有波动性

　　B.宏观物体不能看成物质波

　　C.科学家根据电子的波动性制成了电子显微镜

　　D.德布罗意物质波理论揭示了物质(光与实物)的统一性

　　二、非选择题(本题包括2小题，共20分，要有必要的文字叙述)

　　7.(10分)某电视机显像管中电子的运动速率为4.0×107 m/s，质量为10 g的一颗子弹的运动速率为200 m/s，分别计算它们的德布罗意波波长，并比较两者的波动性强弱.(已知德布罗意波波长公式为λ= ，me=9.1×10-31 kg)

　　8.(10分)激光器是一个特殊的光源,它发出的光是激光,红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光,每道闪光称为一个光脉冲,现有一红宝石激光器,发射功率为P=1.0×105 W,所发出的每个光脉冲持续的时间Δt=1.0×10-11 s,波长为693.4 nm(1 nm=10-9 m).问：每列脉冲的长度L为多少?其中含有的光子数是多少?

　　答案解析

　　1.【解析】选C.在宏观领域，物体能量的变化是连续的，A错误；在微观领域，物体能量的变化是不连续的，B错误；按普朗克能量子假说，物体辐射或吸收的能量是一份一份的，C正确；每份称为一个能量子，其能量是ε=hν，也就是说，辐射的波长越长，频率越低，每一个能量子的能量就越小，D错误.

　　2.【解析】选C.由普朗克量子理论可知,频率为ν的单个光子能量ε=hν,则N个这样的光子的总能量为Nhν,故C正确.

　　3.【解析】选A.光子说并没有否定电磁说，光具有波粒二象性，但这两种特性不是牛顿所支持的微粒说和惠更斯提出的波动说的简单综合，大量光子产生的效果易显示出波动性，个别光子产生的效果易显示出粒子性，故A正确.

　　4.【解析】选D.光同时具有波动性和粒子性，只是条件不同，两者的明显程度不同，所以A、C错误.光是概率波，与宏观的机械波不同，B错误.由于光有波动性，所以光在传播时是近似直线传播，D正确.

　　5.【解析】选B.一个光子能量为：E0=hν= .每秒激光器向外发出的能量为：E=P×1 s.故每秒发出的光子数为： =3.2×1015个，因此选项B正确.

　　6.【解析】选B.宏观物体和微观物体都有波动性，A说法正确，B说法错误.利用电子的波动性制成了电子显微镜，C说法正确. 德布罗意物质波理论揭示了物质(光与实物)的统一性，D说法正确.故只有B说法错误.

　　7.【解析】对电子

　　λe= = m=1.8×10-11 m

　　对子弹

　　λ子= ＝ m=3.3×10-34 m

　　因为λe＞λ子，所以电子的波动性比子弹的波动性明显.

　　答案：见解析

　　8.【解析】每列脉冲的长度

　　L=cΔt=3.0×108×1.0×10-11 m=3×10-3 m.

　　每个光脉冲的能量为ε=PΔt

　　每个光子的能量为hν=

　　所以每列光脉冲中含有的光子数为:

　　n=

　　= 个

　　=3.5×1012个

　　答案：3×10-3 m 3.5×1012个

　　独具【方法技巧】 光子问题的分析方法

　　对于微观现象，能量是一份一份的，是不连续的，每一份为一个能量子，对于光则称为光子.每个光子的能量是由光的频率决定的，它等于hν，其中h为普朗克常数，h=6.63×10-34Js.

　　如果要计算辐射的光子的个数，可以先计算出所辐射的总能量和每个光子的能量，最后计算出光子的个数.

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