物理選修3-5教科版全套講義章末檢測4

章末檢測(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60分．其中1～4題為單項選擇題，5～12題為多項選擇題)1．某種單色光的頻率為ν，用它照射某種金屬時，在逸出的光電子中動能最大值為Ek，則這種金屬的逸出功和極限頻率分別是()A．hν－Ek，ν－eq\f(Ek,h) B．Ek－h(huán)ν，ν＋eq\f(Ek,h)C．hν＋Ek，ν－eq\f(h,Ek) D．Ek＋hν，ν＋eq\f(h,Ek)答案A解析由光電效應方程Ek＝hν－A得A＝hν－Ek，而A＝hν0，則ν0＝eq\f(A,h)＝eq\f(hν－Ek,h)＝ν－eq\f(Ek,h)，故A正確．2．關于電子的運動規(guī)律，以下說法正確的是()A．電子如果表現(xiàn)出粒子性，則無法用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律B．電子如果表現(xiàn)出粒子性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律C．電子如果表現(xiàn)出波動性，則無法用軌跡來描述它們的運動，空間分布的概率遵循波動規(guī)律D．電子如果表現(xiàn)出波動性，則可以用軌跡來描述它們的運動，其運動遵循牛頓運動定律答案C解析由于電子是概率波，少量電子表現(xiàn)出粒子性，無法用軌跡描述其運動，也不遵從牛頓運動定律，所以選項A、B錯誤；大量電子表現(xiàn)出波動性，無法用軌跡描述其運動，但可確定電子在某點附近出現(xiàn)的概率且遵循波動規(guī)律，選項C正確，D錯誤．3．關于光電效應實驗，下列表述正確的是()A．光照時間越長光電流越大B．入射光足夠強就可以有光電流C．遏止電壓與入射光的頻率無關D．入射光頻率大于極限頻率才能產生光電子答案D解析光電流的大小與光照時間無關，選項A錯誤；如果入射光的頻率小于金屬的極限頻率，入射光再強也不會發(fā)生光電效應，選項B錯誤；遏止電壓Uc滿足eUc＝hν－h(huán)ν0，由該表達式可知，遏止電壓與入射光的頻率有關，選項C錯誤；只有當入射光的頻率大于極限頻率，才會有光電子逸出，選項D正確．4．已知鈣和鉀的極限頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應，比較它們表面逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的()A．波長B．頻率C．能量D．動量答案A解析根據(jù)愛因斯坦光電效應方程eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝hν－W.由題知W鈣>W鉀，所以鈣逸出的光電子的最大初動能較?。鶕?jù)p＝eq\r(2mEk)及p＝eq\f(h,λ)和c＝λν知，鈣逸出的光電子的特點是：動量較小、波長較長、頻率較小．選項A正確，選項B、C、D錯誤．5．下列各種波是概率波的是()A．聲波B．無線電波C．光波D．物質波答案CD解析聲波是機械波，A錯．無線電波是一種能量波，B錯．由概率波的概念和光波以及物質波的特點分析可以得知光波和物質波均為概率波，故C、D正確．6．已知使某金屬產生光電效應的極限頻率為νc，則()A．當用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，一定能產生光電子B．當用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，所產生的光電子的最大初動能為hνcC．當照射光的頻率ν大于νc時，若ν增大，則逸出功增大D．當照射光的頻率ν大于νc時，若ν增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍答案AB解析當用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，由于2νc大于該金屬的極限頻率，所以一定能發(fā)生光電效應，產生光電子，選項A正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應方程eq\f(1,2)mev2＝hν－W0，當入射光的頻率為2νc時，發(fā)射的光電子的最大初動能為2hνc－h(huán)νc＝hνc，選項B正確；當入射光的頻率由2νc增大一倍變?yōu)?νc時，發(fā)射的光電子的最大初動能為4hνc－h(huán)νc＝3hνc，顯然不是隨著增大一倍，選項D錯誤；逸出功是金屬本身對金屬內電子的一種束縛本領的體現(xiàn)，與入射光的頻率無關，選項C錯誤．7．下列物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)從科學研究的方法來說，屬于科學假說的是()A．安培揭示磁現(xiàn)象電本質B．愛因斯坦由光電效應的實驗規(guī)律提出光子說C．探究加速度與質量和外力的關系D．建立質點模型答案AB解析探究加速度與質量和外力關系用的是控制變量法；建立質點模型是理想化方法；安培提出分子電流假說揭示了磁現(xiàn)象電本質，愛因斯坦提出光子說成功解釋光電效應用的是科學假說．8．用兩束頻率相同，強度不同的紫外線分別照射兩種相同金屬的表面，均能產生光電效應，那么()A．兩束光的光子能量相同B．兩種情況下單位時間內逸出的光電子個數(shù)相同C．兩種情況下逸出的光電子的最大初動能相同D．兩種情況下逸出的光電子的最大初動能不同答案AC解析由E＝hν和Ek＝hν－W知兩束光的光子能量相同，照射金屬得到的光電子最大初動能相同，故A、C對，D錯；由于兩束光強度不同，逸出光電子個數(shù)不同，故B錯．9．下列對光電效應的解釋正確的是()A．金屬內的每個電子要吸收一個或一個以上的光子，當它積累的能量足夠大時，就能逸出金屬B．如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時所需做的最小功，便不能發(fā)生光電效應C．發(fā)生光電效應時，入射光越強，光子的能量就越大，光電子的最大初動能就越大D．由于不同金屬的逸出功是不同的，因此使不同金屬產生光電效應的入射光的最低頻率也不同答案BD解析按照愛因斯坦光子說，光子的能量是由光的頻率決定的，與光強無關，入射光的頻率越大，發(fā)生光電效應時產生的光電子的最大初動能越大．但要使電子離開金屬，需使電子具有足夠的動能，而電子增加的動能只能來源于照射光的光子能量，但電子只能吸收一個光子，不能吸收多個光子，因此只要光的頻率低，即使照射時間足夠長，也不會發(fā)生光電效應．從金屬中逸出時，只有在從金屬表面向外逸出的電子克服原子核的引力所做的功才最小，這個功稱為逸出功，不同金屬逸出功不同．故以上選項正確的有B、D.10．電子的運動受波動性的支配，對于氫原子的核外電子，下列說法不正確的是()A．氫原子的核外電子可以用確定的坐標描述它們在原子中的位置B．電子繞核運動時，可以運用牛頓運動定律確定它的軌道C．電子繞核運動的“軌道”其實是沒有意義的D．電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置答案AB解析微觀粒子的波動性是一種概率波，對應微觀粒子的運動，牛頓運動定律已經不適用了，所以氫原子的核外電子不能用確定的坐標描述它們在原子中的位置，電子的“軌道”其實是沒有意義的，電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置，綜上所述A、B錯誤，C、D正確．11．在做光電效應的實驗時，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應，實驗測得光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率ν的關系如圖1所示，由實驗圖像可求出()圖1A．該金屬的極限頻率和極限波長B．普朗克常量C．該金屬的逸出功D．單位時間內逸出的光電子數(shù)答案ABC解析金屬中電子吸收光子的能量為hν，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程有Ek＝hν－W.任何一種金屬的逸出功W一定，說明Ek隨ν的變化而變化，且是線性關系，所以直線的斜率等于普朗克常量，直線與橫軸的截距OA表示Ek＝0時頻率ν0，即金屬的極限頻率．根據(jù)hν0－W＝0，求得逸出功W＝hν0，也可求出極限波長λ0＝eq\f(c,ν0)＝eq\f(hc,W).由圖像不能知道單位時間內逸出的光子數(shù)，A、B、C對，D錯．12．光通過單縫所發(fā)生的現(xiàn)象，用位置和動量的不確定關系的觀點加以解釋，正確的是()A．單縫寬，光沿直線傳播，是因為單縫越寬，位置不確定量Δx越大，動量不確定量Δp越大的緣故B．單縫寬，光沿直線傳播，是因為單縫越寬，位置不確定量Δx越大，動量不確定量Δp越小的緣故C．單縫越窄，中央亮紋越寬，是因為單縫越窄，位置不確定量Δx越小，動量不確定量Δp越小的緣故D．單縫越窄，中央亮紋越寬，是因為單縫越窄，位置不確定量Δx越小，動量不確定量Δp越大的緣故答案BD解析由粒子位置不確定量Δx與粒子動量不確定量Δp的不確定關系：ΔxΔp≥eq\f(h,4π)可知，單縫越寬，位置不確定量Δx越大，動量不確定量Δp越小，所以光沿直線傳播，B正確；單縫越窄，位置不確定量Δx越小，動量不確定量Δp越大，所以中央亮紋越寬，D正確．二、非選擇題(本題共4小題，共40分)13.(8分)1924年，法國物理學家德布羅意提出，任何一個運動著的物體都有一種波與它對應.1927年，兩位美國物理學家在實驗中得到了電子束通過鋁箔時的衍射圖案，如圖2所示．圖中，“亮圓”表示電子落在其上的________大，“暗圓”表示電子落在其上的________?。畧D2答案概率概率14．(10分)已知運動的微小灰塵質量為m＝10－10kg，假設我們能夠測定它的位置準確到10－6答案5×10－19m解析由不確定性關系ΔpΔx≥eq\f(h,4π)，得Δv≥eq\f(h,4πm·Δx)，代入數(shù)據(jù)得Δv≥5×10－19m/s.15．(10分)X射線管中陽極與陰極間所加電壓為3×104V，電子加速后撞擊X射線管陰極產生X射線，則X射線的最短波長為多少？(電子電荷量e＝1.6×10－19C答案4.1×10－11解析X射線光子最大能量hν＝eU，即heq\f(c,λ)＝eU，λ＝eq\f(hc,eU)＝4.1×10－11m.16．(12分)質量為10g的子彈與電子的速率相同均為500m/s，測量準確度為0.01%，若位置和速率在同一實驗中同時測量，試問它們位置的最小不確定量各為多少？電子質量m＝9.1×10－31kg答案1.06×10－31m1.15×10－解析測量準確度也就是速度的不確定性，故子彈、電子的速度不確定量為Δv＝0