作业2光的波粒二象性.docx
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作业2光的波粒二象性
作业2光的波粒二象性
一、选择题（每小题6分,共48分）
1.下列实验中,能证实光具有粒子性的是（）
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光的色散实验
答案：
A
2.在下列现象中,说明光具有波动性的是（）
A.光的直线传播
B.光的衍射
C.光的干涉
D.光电效应
答案：
BC
3.从光的波粒二象性出发,下列说法中正确的是（）
A.光子的频率越高,光子的能量越大.
B.光子的频率越高,波动性越显著.
C.在光的干涉实验中,亮纹处光子到达的概率大.
D.大量光子显示波动性,少量光子显示粒子性.
答案：
A
4.下列说法中,正确的是（）
A.爱因斯坦把物理学带进了量子世界.
B.光的波粒二象性推翻了麦克斯韦的电磁理论.
C.光波与宏观现象中的连续波相同.
D.光波是表示大量光子运动规律的一种概率波.
答案：
D
5.物理学家做了个有趣的实验：
在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片,若减弱光电流的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹.对这个实验结果有下列认识,其中正确的是（）
A.曝光时间不长时,光的能量太小,底片上的条纹看不清楚,故出现不规则的点子.
B.单个光子的运动没有确定的轨道.
C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方.
D.只有大量光子的行为才表现出波动性.
答案：
BCD
6.若某光谱线的波长为λ,则此光谱线中光子的（）
A.频率为λ/c
B.能量为
C.动量为h/λ
D.质量为
答案：
BCD
7光在真空中的波长为λ,速度为c,普朗克常量为h现在以入射角α由真空射入水中,折射角为r,则（）
A.r>α
B.光在水中的波长为
C.每个光子在水中的能量为
D.每个光子在水中的能量为
答案：
D
8.科学研究表明：
能最守恒和动量守恒是自然界的普遍规律从科学实践的角度来看,迄今为止,人们还没有发现这些守恒定律有任何例外相反,每当在实验中观察到似乎是违反守恒定律的现象时,物理学家们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终如人们发现,在两个运动着微观粒子的电磁相互作用下,两个粒子的动量的矢量和似乎是不守恒的这时物理学家又把动量的概念推广到了电磁场,把电磁场的动量也考虑进去,总动量就又守恒了.现将沿一定方向运动的光子与一个原来静止的自由电子发生碰撞,碰后自由电子向某一方向运动,而光子沿另一方向散射出去这个散射出去的光子与入射前相比较（）
A.速率增大
B.波长增大
C.频率增大
D.能量增大
答案：
B
二、填空题（共10分）
9.某色光的频率为5.6x1014Hz,其光子的能量为________J,当它进入某介质时,波长为4×10-7m,则此介质的折射率为________.（普朗克常量h=6.63×10-34J·s）
答案：
，1.35
三、计算题（共42分）
10.（12分）照到地面的太阳光的平均波长是5×10-7m.地面每平方米面积上获得太阳光的功率为8w,则每秒落到地面1m2面积上的光子数是多少?
当人仰望太阳（人眼瞳孔的直径为10mm）,每秒进入眼睛的光子数是多少?
答案：
11.（12分）一台激光器发光功率为P,发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ,若真空中光速为c,普朗克常量为h,则激光器在时间t内辐射的光子数为多少?
若电脑记录下的激光由发射到返回的时间差为△t,求被测物到激光源的距离.
答案：
12.（18分）自然界中的物体由于具有一定的温度,会不断向外辐射电磁波,这种辐射与温度有关,称为热辐射.热辐射具有如下特点：
①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体的温度越高,单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中,各种波长所占的百分比不同处在一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时,也要吸收由其他物体辐射的电磁能量.如果它处在平衡状态,则能量保持不变若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响,我们定义一种理想的物体,它能100％地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比,即P0=δT4,其中常量δ=5.67×10-8W／（m2·K4）在下面的问题中,把研究对象都简单地看做黑体有关数据及数学公式为：
太阳半径Rs=69600km,太阳表面温度T=5770K,火星半径r=3395km,球面积S=4πR2,其中R为半径.
（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2x10-7～2×10-5m内,求相应频率范围；
（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少；
（3）火星受到来自太阳的辐射可以认为垂直射到面积为πr2（r为火星半径）的圆盘上,已
知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍,忽略其他天体及宇宙空间的辐射,试估算
火星的平均温度
答案：
（1）～Hz，
（2）J，（3）204K
作业3能级
一、选择题（每小题6分,共60分）
1.根据玻尔原于模型,氢原子中电子绕核运动的半径（）
A.可以取任意值.
B.可能在某一范围内取值.
C.可以取一系列不连续的任意值.
D.可以取一系列不连续的特定值.
答案：
D
2.不同元素都有自己独特的光谱,这是因为各元素的（）
A.原子序数不同
B.原子的质量不同
C.激发源的能量不同
D.原子能级不同
答案：
D
3玻尔的原子模型（）
A.成功地解释了氢原子辐射的电磁波谱.
B.成功地解释了一切原子辐射的电磁波谱.
C.其局限性在于过多地保留了经典电磁理论.
D.其局限性在于过多地引入了量子理论.
答案：
AC
4.根据玻尔的氢原子理论,电子在各条可能轨道上运动的能量是指（）
A.电子的动能
B.电子的电势能
C.电子的动能和电势能之和
D.电子的动能、电势能和原子核能量之和
答案：
C
5.原子中的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时（）
A.核外电子受力变小.
B.原子的能量增大.
C.核外电子的动能变大.
D.原子的电势能减小.
答案：
CD
6.一个氢原子中的电子从一半径为ra的轨道自发地跃迁到另一半径为rb的轨道,已知ra>rb,则在此过程中（）
A.原子发出一系列频率的光子.
B.原子要吸收一系列频率的光子.
C.原子要吸收某一频率的光子.
D.原子要辐射某一频率的光子.
答案：
D
7.氢原予从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态时,设真空中的光速为c,则（）
A.吸收光子的波长为
B.辐射光子的波长为
C.吸收光子的波长为
D.辐射光子的波长为
答案：
D
8.某些物质受到光照后能发射荧光,若入射光的波长为λ0,该物质发射荧光的可能波长为λ,则（）
A.一定只有λ=λ0
B.一定只有λ>λ0
C.一定有λ≤λ0
D.一定有λ≥λ0
答案：
D
9.如图所示,为氢原予的能级圈已知基态氧原子的能量为E1=-13.6eV,能使基态氢原子的能级发生跃迁的是（）
A.被具有11.0eV能量的光子照射.
B.被具有11.OeV动能的电子碰撞.
C.被具有10.2eV能量的光子照射.
D.被具有14.2eV动能的电子碰撺.
答案：
BCD
10.氢原子在最低的三个能级之间跃迁时,发射出来的光子频率分别为ν31、ν32、ν21,剥应的波长分别为λ31、λ32、λ21,则下列关系式中,正确的有（ ）
A.ν31=ν32+ν21
B.
C.λ31=λ32+λ21
D.
答案：
ＡＤ
二、填空题（每小题6分,共18分）
11.氢原子处于基态时,定态能量为E1=13.6eV,核外电子的轨道半径r1=0.53×10-10m,这时电子的动能Ek1________eV,电势能Ep1=________Ev .
答案：
13.6,－27.2
12.如第9题图所示,有一群氧原子处于n=4的能缎上,已知氢原于的基态能量E1=13.6eV,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,则这群氢原子的光谱共有________条谱线,这群氢原子发出的光子的最大频率是________Hz.
答案：
6,
13.要使一个中性锂原予的最外层的电子脱离锂原子所需的能量是539eV,要使一个中性氟原子结合一个电子形成一个氟离子所放出的能量为351eV,则将一个电子从锂原子转移到氟原子所需提供的能量为________Ev.
答案：
1.88
三、计算题（共22分）
14.（10分）用一束光子去激发处于基态的氢原子,氢原子吸收了光子后刚好发生电离，已知E1=-136eV,求这束光子的频率.
答案：
15（12分）氖原子基态的轨道半径为53x10-11m,基态能量为E1=-13.6eV,将该氢原子置于静电场中使其电离,则静电场电场强度至少为多少?
静电场提供的能量至少为多少?
答案：
Ｖ／ｍ,13.6ｅＶ
作业4物质波
一、选择题（每小题6分,共54分）
1下列属丁概率波的是（）
A水波
B.声波
C.电磁波
D.物质波
答案：
ＣＤ
2.关丁微观粒子的运动,下列说法中正确的是（）
A光于在不受外力作用时一定做匀速运动.
B.光子受到恒定外力作用时一定做匀变速运动.
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.
答案：
Ｄ
3.若某个质子的动能和某个氦核的动能相等,则这两个粒子的德布罗意波长之比为（）
A.1：
2
B.2：
1
C.1：
4
D.4：
1
答案：
Ｂ
4.运动的电子束穿过某一薄晶体时能产生明显的衍射现象,那么下列说法中正确的是（）
A.电子束的运动速度越快,产生的衍射现象越明显.
R.电子束的运动速度越慢,产生的衍射现象越明显.
C.产生衍射现象的明显程度与电子束的运动速度无关.
D.以上说法都不对.
答案：
Ｂ
5.一个电子被加速后,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.无法预言它的路径.
答案：
Ｄ
6.一个质茸为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后（加速电压为U）,
该粒子的德布罗意波长为（）
A.B.
C.D.
答案：
Ｃ
7一个德布罗意波长为λ1的中子和一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核该氚核的德布罗意波长为（）
A.B..
C.D.
答案：
Ａ
8.光具有动量（光子动量为p=hν/c）光与物质相互作用时,动量定理也适用,现有一折射率为n1的小球静止于折射率为n2的介质中,且n2>n1,当a、b两束相同的激光沿Z轴方向传播,遇到小球时发生全反射,并使小球沿Z方向运动,其光路和小球受力如图所示,若激光b的强度比激光a的强度大,则小球将（）
A.沿原方向运动.
B.沿原方向偏右运动.
C.沿原方向偏左运动.
D.无法确定.
答案：
Ｃ
9.质量为m、带电荷量为e、初速为零的电子,经加速电压U加速后,其电子的德布罗意波长为.（普朗克常量为h）电子显微镜用电子束代替光镜的光源,放大倍数可达数万倍,这是因为（）
A.电子束的波长短.
B.电子束的频率小.
C.电子束不具波动性.
D.电子束不具粒子性.
答案：
Ａ
二、填空题（每小题8分,共32分）
10.一个光于的能量为3.0eV,该光子的动量为________kg·m／s,质量为________kg,其静止质量为________kg.
答案：
；,0
11.法国物理学家
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