2018-2019版物理新導學筆記人教通用版選修3-5講義：章末檢測試卷（二）

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精章末檢測試卷(二)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題,每小題5分，共計60分.1～8題為單選題，9～12題為多選題．全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1．關于熱輻射，下列說法中正確的是()A．一般物體的熱輻射強度只與物體的溫度有關B．黑體只吸收電磁波,不反射電磁波,所以黑體一定是黑的C．一定溫度下，黑體輻射強度隨波長的分布有一個極大值D．溫度升高時，黑體輻射強度的極大值向波長增大的方向移動答案C2．關于光電效應,以下說法正確的是（）A．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比B．光電子的最大初動能越大，形成的光電流越強C．能否產生光電效應現(xiàn)象，取決于入射光光子的能量是否大于金屬的逸出功D．用頻率是ν1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應,改用頻率是ν2的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應答案C解析由光電效應方程知，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大,但不是成正比關系，A錯．光電流的強度與入射光的強度成正比，與光電子的最大初動能無關，B錯．用頻率是ν1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應，改用頻率是ν2的黃光照射該金屬不一定不發(fā)生光電效應，能發(fā)生光電效應的條件是入射光光子的能量要大于金屬的逸出功，D錯，C對．3．愛因斯坦由光電效應的實驗規(guī)律，猜測光具有粒子性，從而提出光子說，從科學研究的方法來說，這屬于()A．等效替代 B．控制變量C．科學假說 D．數(shù)學歸納答案C解析為了解釋光電效應的實驗規(guī)律,由于當時沒有現(xiàn)成的理論,愛因斯坦就提出了“光子說”來解釋光電效應的規(guī)律，并取得成功．從科學研究的方法來說，這屬于科學假說．C正確，A、B、D錯誤．4．關于光的波粒二象性，下列理解正確的是（)A．當光子靜止時有粒子性，光子傳播時有波動性B．光是一種宏觀粒子，但它按波的方式傳播C．光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大?。ǜ怕?可以用波動規(guī)律來描述D．大量光子出現(xiàn)的時候表現(xiàn)為粒子性,個別光子出現(xiàn)的時候表現(xiàn)為波動性答案C解析光子是不會靜止的，大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動性,個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性，故A、D錯誤;光子不是宏觀粒子，光在傳播時有時看成粒子有時可看成波，故B錯誤；光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大小(概率）可以用波動規(guī)律來描述,故C正確．5．波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的是（）A．光電效應現(xiàn)象揭示了光的波動性B．熱中子束射到晶體上產生的衍射圖樣說明中子具有波動性C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D．動能相等的質子和電子,它們的德布羅意波長也相等答案B解析光電效應現(xiàn)象揭示了光的粒子性，A錯誤；熱中子束射到晶體上產生的衍射圖樣說明中子具有波動性，B正確；普朗克借助于能量子假說，解釋了黑體輻射規(guī)律,破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，C錯誤；根據(jù)德布羅意波長公式，若一個電子的德布羅意波長和一個質子的德布羅意波長相等，則動量p也相等,動能則不相等，D錯誤．6．經150V電壓加速的電子束，沿同一方向射出，穿過鋁箔后射到其后的屏上，則（）A．所有電子的運動軌跡均相同B．所有電子到達屏上的位置坐標均相同C．電子到達屏上的位置坐標可用牛頓運動定律確定D．電子到達屏上的位置受波動規(guī)律支配，無法用確定的坐標來描述它的位置答案D解析電子在運動中表現(xiàn)出波動性，沒有一定的運動軌跡，牛頓運動定律不適用于電子的運動．故正確選項為D。7．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產生光電效應，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek－ν圖象．已知鎢的逸出功是4。54eV，鋅的逸出功是3。24eV，若將二者的圖線畫在同一個Ek－ν坐標圖中,用實線表示鎢、虛線表示鋅，則正確反映這一過程的圖是（）答案B解析依據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0可知,Ek－ν圖線的斜率代表了普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek－ν圖線應該平行．圖線的橫截距代表了極限頻率νc，而νc＝eq\f（W0，h)，因此鎢的νc大些．故正確答案為B。8．已知金屬鋅發(fā)生光電效應時產生的光電子的最大初動能Ek跟入射光的頻率ν的關系圖象如圖1中的直線1所示．某種單色光照射到金屬鋅的表面時，產生的光電子的最大初動能為E1。若該單色光照射到另一金屬表面時產生的光電子的最大初動能為E2，E2〈E1，關于這種金屬的最大初動能Ek跟入射光的頻率ν的關系圖象應是圖中的()圖1A．a B．bC．c D．上述三條圖線都不正確答案A解析根據(jù)光電效應方程知,Ek－ν為一次函數(shù)，普朗克常量h是斜率，h是確定的值，雖然兩金屬的逸出功不同，但兩個Ek－ν圖象的斜率相同,兩個直線平行,同時再利用Ek＝hν－W0，結合圖象E2〈E1，hν相同，所以W1〈W2,即直線在縱軸上的截距的絕對值W2大，故選項A正確．9.金屬在光的照射下產生光電效應，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖象如圖2所示．則由圖象可知（)圖2A．該金屬的逸出功等于hνcB．入射光的頻率發(fā)生變化時，遏止電壓不變C．若已知電子電荷量e，就可以求出普朗克常量hD．入射光的頻率為3νc時，產生的光電子的最大初動能為2hνc答案ACD解析當遏止電壓為零時,最大初動能為零，W0＝hνc，故A正確．根據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm得，Uc＝eq\f（hν,e）－eq\f(W0，e)，當入射光的頻率大于極限頻率時，遏止電壓與入射光的頻率成線性關系,故B錯誤．由Uc＝eq\f(hν,e）－eq\f(W0，e），知圖線的斜率等于eq\f（h,e)，從圖象上可以得出斜率的大小，若已知電子電荷量，可以求出普朗克常量，故C正確．從圖象上可知，逸出功W0＝hνc。根據(jù)光電效應方程，Ekm＝hν－W0＝hν－h(huán)νc.入射光的頻率為3νc時,產生的光電子的最大初動能為2hνc,故D正確．10．下表列出了幾種不同物體在某種速度下的德布羅意波長和頻率為1MHz的無線電波的波長，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知()質量/kg速度/(m·s－1）波長/m彈子球2。0×10－21。0×10－23。3×10－30電子（100eV）9.1×10－315。0×1061.5×10－10無線電波(1MHz)3。0×1083.0×102A。要檢測彈子球的波動性幾乎不可能B．無線電波通常只能表現(xiàn)出波動性C．電子照射到金屬晶體上能觀察到它的波動性D．只有可見光才有波粒二象性答案ABC解析彈子球的波長相對太小，所以檢測其波動性幾乎不可能,A正確；無線電波波長較長,所以通常表現(xiàn)為波動性，B正確；電子波長與金屬晶體原子尺度差不多，所以能利用金屬晶體觀察電子的波動性,C正確；由物質波理論知，D錯誤．11．物理學家做了一個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫，實驗結果表明，如果曝光時間不太長，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點；如果曝光時間足夠長，底片上就出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋，對這個實驗結果下列認識正確的是（)A．曝光時間不長時,光子的能量太小，底片上的條紋看不清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點B．單個光子的運動表現(xiàn)出波動性C．干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方D．大量光子的行為表現(xiàn)出波動性答案CD解析光是一種概率波,對于一個光子通過單縫落在何處，是不確定的，但概率最大的是中央亮紋處，可達95%以上，還可能落到暗紋處,不過落在暗紋處的概率最小(注意暗紋處并非無光子到達）．故C、D選項正確．12．如圖3所示為研究光電效應規(guī)律的實驗電路，電源的兩個電極分別與接線柱c、d連接．用一定頻率的單色光a照射光電管時，靈敏電流計G的指針會發(fā)生偏轉，而用另一頻率的單色光b照射該光電管時,靈敏電流計G的指針不偏轉．下列說法正確的是（）圖3A．a光的頻率一定大于b光的頻率B．用b光照射光電管時，一定沒有發(fā)生光電效應C．電源正極可能與c接線柱連接D．若靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉,則電流方向一定是由d→G→f答案ACD解析由于電源的接法不知道，所以有兩種情況：（1)c接負極,d接正極：單色光a頻率大于金屬的極限頻率，b光的頻率小于金屬的極限頻率，所以a光的頻率一定大于b光的頻率．（2)c接正極，d接負極：a、b兩光都能發(fā)生光電效應，a光產生的光電子能到達負極而b光產生的光電子不能到達負極,a光產生的光電子的最大初動能大，所以a光的頻率一定大于b光的頻率．故A、C正確，B錯誤;電流的方向與負電荷定向移動的方向相反，若靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉，則電流方向一定是由d→G→f。故D正確．二、填空題(本題共2小題，共計10分)13．(4分）如圖4所示的實驗電路,當用黃光照射光電管中的金屬涂層時,毫安表的指針發(fā)生了偏轉．若將電路中的滑動變阻器的滑片P向右移動到某一位置時，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零,此時電壓表讀數(shù)為U.若此時增加黃光照射的強度,則毫安表____（選填“有”或“無”)示數(shù)．若此時改用藍光照射光電管中的金屬涂層，則毫安表________(選填“有”或“無”)示數(shù)．圖4答案無有解析光電效應的原理是當有頻率足夠大的光照射到金屬表面時，將會使金屬中的電子獲得足夠能量而從表面逸出，逸出的光電子向另一極板定向移動而形成電流．當增加黃光照射的強度時，不能增加光電子的最大初動能,故毫安表無示數(shù)．當改用藍光照射時，光電子的最大初動能增大，光電子能到達A極,形成電流．14．(6分)如圖5所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h＝6。63×10－34J·s(直線與橫軸的交點坐標為4。17，與縱軸交點坐標為0.5）．由圖可知,斜率表示________．該金屬的截止頻率為________Hz，該金屬的逸出功為________J，(結果保留三位有效數(shù)字）若用頻率為5.5×1014Hz的光照射該種金屬時，則對應的遏止電壓應為______V。圖5答案普朗克常量h4。17×10142。76×10－190.5解析根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0,Ek－ν圖象的橫軸的截距大小等于截止頻率，由題圖知該金屬的截止頻率為4.17×1014Hz.由Ek＝hν－W0得，該圖線的斜率表示普朗克常量h，金屬的逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×4.17×1014J≈2。76×10－19J，由題圖得,當入射光的頻率為ν＝5。5×1014Hz，最大初動能為Ekm＝0。5eV.依據(jù)Uc＝eq\f(Ekm,e）解得：Uc＝0.5V。三、計算題(本題共3小題,共計30分）15．(10分)鎢的逸出功是4。54eV，現(xiàn)用波長200nm的光照射鎢的表面．求：（結果均保留三位有效數(shù)字）(1)光電子的最大初動能;(2）遏止電壓；（3）鎢的截止頻率．答案(1）1。68eV(2)1.68V(3）1.10×1015Hz解析（1)由愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0可得：Ek＝heq\f(c,λ）－W0＝（eq\f(6.63×10－34×3×108,2×10－7）－4.54×1。6×10－19）J＝2。681×10－19J≈1.68eV.（2)由eUc＝Ek得遏止電壓Uc＝eq\f(Ek，e)＝1。68V。（3)由W0＝hνc得截止頻率νc＝eq\f（W0，h）＝eq\f(4.54×1。6×10－19,6。63×10－34)Hz≈1.10×1015Hz.16．(10分）德布羅意認為：任何一個運動著的物體，都有一種波與它對應，波長是λ＝eq\f（h，p)，式中p是運動著的物體的動量，h是普朗克常量．已知某種紫光的波長是440nm，若將電子加速，使它的德布羅意波長是這種紫光波長的10－4倍，求:（1)電子的動量的大小；(2）試推導加速電壓跟德布羅意波長的關系，并計算加速電壓的大?。?電子質量m＝9.1×10－31kg，電子電荷量的絕對值e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6。63×10－34J·s，加速電壓的計算結果保留一位有效數(shù)字）答案(1)1.5×10－23kg·m/s(2）U＝eq\f（h2，2meλ2)8×102V解析（1）λ＝eq\f(h，p）,電子的動量p＝eq\f(h，λ)＝eq\f（6。63×10－34，4。4×10－11）kg·m/s≈1.5×10－23kg·m/s.(2)電子在電場中加速，根據(jù)動能定理有eU＝eq\f（1，2)mv2U＝eq\f（mv2,2e）＝eq\f（h2，2meλ2）,代入數(shù)據(jù)得U≈8×102V。17．(10分)如圖6甲所示是研究光電效應規(guī)律的光電管．用波長λ＝0.50μm的綠光照射陰極K，實驗測得流過表的電流I與AK之間電勢差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取h＝6。63×10－34J·s.結合圖象，求：(結果均保留兩位有效數(shù)字)圖6（1）每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時的最大初動能;（2)該陰極材料的極限波長．答案（1)4。0×1012個9。6×10－20J（2)6.6×10－7m解析（1）光電流達到飽和時,陰極發(fā)射的