新教材同步系列2024春高中物理第四章波粒二象性達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷粵教版選擇性必修第三冊(cè)

第四章達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷(考試時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求．)1．關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以下說法正確的是()A．電子假如表現(xiàn)粒子性，則無法用軌跡來描述它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律B．電子假如表現(xiàn)粒子性，則可以用軌跡來描述它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律C．電子假如表現(xiàn)波動(dòng)性，則無法用軌跡來描述它們的運(yùn)動(dòng)，空間分布的概率遵循波動(dòng)規(guī)律D．電子假如表現(xiàn)波動(dòng)性，則可以用軌跡來描述它們的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律【答案】C【解析】由于運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波是概率波，少量電子表現(xiàn)出粒子性，無法用軌跡描述其運(yùn)動(dòng)，也不遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律，A、B錯(cuò)誤；大量電子表現(xiàn)出波動(dòng)性，無法用軌跡描述其運(yùn)動(dòng)，可確定電子在某點(diǎn)旁邊出現(xiàn)的概率，且概率遵循波動(dòng)規(guī)律，C正確，D錯(cuò)誤．2．(2024年廣州模擬)如圖所示，放映電影時(shí)，強(qiáng)光照在膠片上．一方面，將膠片上的“影”投到屏幕上；另一方面，通過聲道后的光照在光電管上，隨即產(chǎn)生光電流，喇叭發(fā)出與畫面同步的聲音．電影實(shí)現(xiàn)聲音與影像同步，主要應(yīng)用了光電效應(yīng)的下列哪一條規(guī)律()A．光電效應(yīng)發(fā)生的時(shí)間極短，光停止照耀，光電效應(yīng)立即停止B．入射光的頻率必需大于金屬的極限頻率，光電效應(yīng)才能發(fā)生C．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨著入射光的頻率增大而增大D．當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度隨入射光的強(qiáng)度增大而增大【答案】A【解析】電影實(shí)現(xiàn)聲音與影像同步，主要應(yīng)用了光電效應(yīng)中的規(guī)律是：光電效應(yīng)的發(fā)生時(shí)間極短，光停止照耀，光電效應(yīng)立即停止，依據(jù)該原理實(shí)現(xiàn)聲音與影像同步，故選A．3．X射線是一種高頻電磁波，若X射線在真空中的波長(zhǎng)為λ，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以E和p分別表示X射線每個(gè)光子的能量和動(dòng)量，則()A．E＝eq\f(hλ,c)，p＝0 B．E＝eq\f(hλ,c)，p＝eq\f(hλ,c2)C．E＝eq\f(hc,λ)，p＝0 D．E＝eq\f(hc,λ)，p＝eq\f(h,λ)【答案】D【解析】依據(jù)E＝hν，且λ＝eq\f(h,p)，c＝λν可得X射線每個(gè)光子的能量為E＝eq\f(hc,λ)，每個(gè)光子的動(dòng)量為p＝eq\f(h,λ)，故選D．4．依據(jù)不確定性關(guān)系，下列說法錯(cuò)誤的是()A．假如動(dòng)量的不確定范圍越小，則與它對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)的不確定范圍就越大B．假如位置坐標(biāo)的不確定范圍越小，則動(dòng)量的不確定范圍就越大C．動(dòng)量和位置坐標(biāo)的不確定范圍之間的關(guān)系不是反比例函數(shù)D．動(dòng)量和位置坐標(biāo)的不確定范圍之間有唯一確定的關(guān)系【答案】D【解析】依據(jù)公式ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，故假如動(dòng)量的不確定范圍越小，則與之對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)的不確定范圍就越大，A正確；依據(jù)公式ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，故假如位置坐標(biāo)的不確定范圍越小，動(dòng)量的不確定范圍就越大，B正確；由于公式ΔxΔp≥eq\f(h,4π)中不是等號(hào)，故動(dòng)量的不確定范圍和與之對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)的不確定范圍不成反比關(guān)系，C正確；由于公式ΔxΔp≥eq\f(h,4π)中不是等號(hào)，故動(dòng)量的不確定范圍和與之對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)的不確定范圍，沒有唯一確定的關(guān)系，D錯(cuò)誤．5．被譽(yù)為“中國天眼”的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡(簡(jiǎn)稱FAST)在貴州省平塘縣落成啟用，起先接收來自宇宙深處的電磁波．中國天眼的建成，使得深空通信實(shí)力延長(zhǎng)至太陽系外緣行星，對(duì)探究宇宙的起源和地外文明具有重要意義．假如為天眼配備一部放射功率為百萬瓦級(jí)(106W)的放射機(jī)，其放射的無線電波波長(zhǎng)為126厘米．那么該放射機(jī)每秒鐘放射的光子數(shù)量的數(shù)量級(jí)約為(取光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.6×10-34J·s)()A．1023 B．1027C．1031 D．1035【答案】C【解析】設(shè)單位時(shí)間t0，放射機(jī)每秒鐘放射的光子數(shù)量為n，則光子的總能量為nt0heq\f(c,λ)，每秒鐘的放射能量為Pt0，所以nt0heq\f(c,λ)＝Pt0，代入數(shù)據(jù)，最終可得n的數(shù)量級(jí)約為1031，故C正確．6．如圖所示，某種頻率的光照耀金屬鋇使一些電子從鋇表面放射出來．為了測(cè)量這些電子的最大初動(dòng)能，在鋇表面上方放置一帶電金屬板，調(diào)整金屬板電勢(shì)，使全部電子均不能到達(dá)金屬板(金屬板電勢(shì)低于鋇表面的電勢(shì)).若鋇表面相對(duì)于金屬板的最小電勢(shì)差為3.02V，已知金屬鋇的逸出功為2.50eV，普朗克常量為6.63×10-34J·s，可見光的波長(zhǎng)范圍為400nm～700nm，則()A．電子的最大初動(dòng)能為2.50eVB．照耀光的頻率約為1.33×1015HzC．全部電子返回鋇表面時(shí)的動(dòng)能都為3.02eVD．可見光照耀金屬鋇確定不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)【答案】B【解析】對(duì)逸出的電子，由動(dòng)能定理可得eUc＝Ek，故電子的最大初動(dòng)能為Ek＝3.02eV，A錯(cuò)誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可得照耀光的頻率為ν＝eq\f(Ek＋W0,h)≈1.33×1015Hz，B正確；由于電子逸出時(shí)動(dòng)能有大有小，故返回鋇表面的速度不愿定相同，動(dòng)能也不愿定相同，最大動(dòng)能為3.02eV，C錯(cuò)誤；鋇的截止頻率為ν0＝eq\f(W0,h)＝6.03×1014Hz，由題中數(shù)據(jù)，可見光頻率的最大值為νm＝eq\f(c,λ)≈7.5×1014Hz>ν0，故有部分可見光可以使鋇發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤．7．光通過單縫，發(fā)生衍射現(xiàn)象，用位置和動(dòng)量的不確定關(guān)系的觀點(diǎn)加以說明，下列說法錯(cuò)誤的是()A．單縫越寬，中心亮紋越窄，位置的不確定量越大，動(dòng)量的不確定量越小B．當(dāng)光能發(fā)生衍射現(xiàn)象時(shí)，動(dòng)量不確定量就不能忽視C．單縫越窄，中心亮紋越寬，是因?yàn)槲恢貌淮_定量越小，動(dòng)量不確定量越大D．光能發(fā)生衍射時(shí)，位置的不確定量可忽視，動(dòng)量的不確定量也可忽視【答案】D【解析】由不確定關(guān)系可知，A、B、C正確，D錯(cuò)誤．8．用綠光照耀一個(gè)光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)．欲使光電子從陰極逸出時(shí)最大初動(dòng)能增大，可以()A．改用紅光照耀 B．改用紫光照耀C．改用藍(lán)光照耀 D．增加綠光照耀時(shí)間【答案】BC【解析】光電子的最大初動(dòng)能與照耀時(shí)間或照耀強(qiáng)度無關(guān)，而與入射光子的能量有關(guān)，入射光子的能量越大，光電子從陰極逸出時(shí)最大初動(dòng)能越大，所以本題中可以改用比綠光光子能量更大的紫光、藍(lán)光照耀，以增大光電子從陰極逸出時(shí)的最大初動(dòng)能．9．如圖甲所示，在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，某同學(xué)用相同頻率的單色光，分別照耀陰極材料為鋅和銅的兩個(gè)不同的光電管，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)．圖乙為其中一個(gè)光電管的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν變更的函數(shù)關(guān)系圖像．對(duì)于這兩個(gè)光電管，下列推斷正確的是()A．因?yàn)椴牧喜煌?，逸出功不同，所以遏止電壓Uc不同B．光電子的最大初動(dòng)能不同C．因?yàn)楣鈴?qiáng)不確定，所以單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流也可能相同D．兩個(gè)光電管的Uc－ν圖線的斜率可能不同【答案】ABC【解析】依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和eUc＝Ek得出，相同頻率，不同逸出功，則遏止電壓也不同，A正確；依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0得，相同的頻率，不同的逸出功，則光電子的最大初動(dòng)能也不同，B正確；雖然光的頻率相同，但光強(qiáng)不確定，所以單位時(shí)間內(nèi)從兩種材料逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流可能相同，C正確；因?yàn)閁c＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)知圖線的斜率為eq\f(h,e)，即只與h和e有關(guān)，為常數(shù)，確定相同，D錯(cuò)誤．10．(2024年日照期末檢測(cè))利用光電管探討光電效應(yīng)試驗(yàn)，如圖所示．用可見光照耀陰極，電流表中有電流通過，則()A．流過電流表G的電流方向是由b流向aB．改用紫外線照耀，電流表中確定有電流通過C．改用紫外線照耀，電流表中的電流增大D．改用紫外線照耀，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能變大【答案】BD【解析】用可見光照耀陰極，陰極有電子逸出到達(dá)陽極形成電流，電流方向與電子定向移動(dòng)的方向相反，則流過電流表G的電流方向是由a流向b，A錯(cuò)誤；紫外線頻率高于可見光，依據(jù)光電效應(yīng)可知，紫外線頻率確定大于陰極的截止頻率，陰極確定有電子逸出到達(dá)陽極，則改用紫外線照耀，電流表中確定有電流通過，但光照強(qiáng)度未知，電流強(qiáng)度不愿定大于可見光照耀，B正確，C錯(cuò)誤；依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，紫外線頻率高于可見光，則改用紫外線照耀，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能變大，D正確．二、非選擇題(本題共4小題，共40分)11．(6分)如圖所示，一靜電計(jì)與鋅板相連，在A處用一弧光燈照耀鋅板，關(guān)燈后，指針保持確定偏角．(1)現(xiàn)用一帶正電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計(jì)指針偏角將________(填“增大”“減小”或“不變”).(2)使靜電計(jì)指針回到零，用黃光照耀鋅板，靜電計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么，若改用強(qiáng)度更大的黃光照耀鋅板，可視察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角將________(填“增大”“減小”或“不變”).【答案】(1)增大(2)增大【解析】(1)鋅板在紫外線照耀下，發(fā)生光電效應(yīng)，有光電子飛出，鋅板帶正電，將一帶正電的金屬小球與鋅板接觸，鋅板所帶正電量增大，則靜電計(jì)指針偏角將增大．(2)改用強(qiáng)度更大黃光照耀鋅板，從鋅板上發(fā)出的光電子數(shù)增多，鋅板所帶正電量增大，則靜電計(jì)指針偏角將增大．12．(8分)用圖甲所示的裝置探討光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為5eV的光照耀到光電管上時(shí)，測(cè)得電流計(jì)上的示數(shù)隨電壓變更的圖像如圖乙所示．(1)當(dāng)變阻器的滑片P向________(填“左”或“右”)滑動(dòng)時(shí)，通過電流表的電流將會(huì)減?。?2)光電子的最大初動(dòng)能為________J，金屬的逸出功為__________J.(3)假如不變更入射光的頻率，而減小入射光的強(qiáng)度，則光電子的最大初動(dòng)能__________(填“增加”“減小”或“不變”).【答案】(1)右(2)3.2×10-194.8×10-19(3)不變【解析】(1)由題圖可知光電管兩端所加的電壓為反向電壓，當(dāng)變阻器的滑動(dòng)端P向右移動(dòng)時(shí)，反向電壓增大，則通過電流表的電流減?。?2)由圖乙可知，當(dāng)該裝置所加的電壓為反向電壓，當(dāng)電壓是－2V時(shí)，電流表示數(shù)為0，遏止電壓為－2V，則光電子的最大初動(dòng)能為Ekm＝eUc＝2eV＝3.2×10-19J，依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，又ε＝hν，則W0＝3eV＝4.8×10-19J.(3)依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，知入射光的頻率不變，則光電子的最大初動(dòng)能不變．13．(12分)納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面．將激光束的寬度聚光到納米級(jí)范圍內(nèi)，可以精確地修復(fù)人體損壞的器官．糖尿病引起視網(wǎng)膜病變是導(dǎo)致成年人失明的一個(gè)重要緣由，利用聚光到納米級(jí)的激光束進(jìn)行治療，90%的患者都可以避開失明的嚴(yán)峻后果．一臺(tái)功率為10W氬激光器，假定所發(fā)出的可見光的波長(zhǎng)都是560nm，用它“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜，每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間是2×10-4s．試求：(1)求每次“點(diǎn)焊”須要的能量；(2)激光器消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，計(jì)算激光器每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)．解：(1)依據(jù)E＝Pt，所以E＝Pt＝10×2×10-4J＝2×10-3J.(2)一個(gè)波長(zhǎng)為λ的光子能量為E0＝eq\f(hc,λ)，設(shè)激光器每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為n，則n＝eq\f(kPt0,E0)，式中k＝5%，t0＝1s，聯(lián)立上式解得n＝eq\f(kPλt0,hc)＝1.4×1018個(gè)．14．(14分)如圖甲所示是探討光電效應(yīng)規(guī)律的光電管．用波長(zhǎng)λ＝0.50μm的綠光照耀陰極K，試驗(yàn)測(cè)得流過表的電流I與AK之間的電勢(shì)差UAK滿意如圖乙所示規(guī)律，取h＝6.63×10-34J·s.結(jié)合圖像，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)每秒鐘陰極放射的光電子