20182019學(xué)年滬科高中物理選修35章末綜合測評2

20182019學(xué)年滬科版高中物理選修35：章末綜合測評220182019學(xué)年滬科版高中物理選修35：章末綜合測評29/9膇PAGE9羄肅蒃罿羀莈袆襖羄20182019學(xué)年滬科版高中物理選修35：章末綜合測評22018-2019學(xué)年滬科版高中物理選修3-5：章末綜合測評2

章末綜合測評(二)

(時(shí)間：60分鐘滿分：100分)

一、選擇題(本題共有8小題，每題6分，共48分.1～5是單項(xiàng)選擇題；6～8是多項(xiàng)選擇題，選對1個(gè)得3分，全選對得6分，錯(cuò)選或不選得0分．)

1．一個(gè)光子和一個(gè)電子擁有相同的波長，則()A．光子擁有較大的動(dòng)量B．光子擁有較小的能量C．電子與光子的動(dòng)量相等D．電子和光子的動(dòng)量不確定hp2【剖析】依照λ＝p可知，相同的波長擁有相同的動(dòng)量．由Ek＝2m知二者能量不相同．只有C正確．

【答案】C

2．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，以下表述正確的選項(xiàng)是()

A．光照時(shí)間越長光電流越大

B．入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流

C．遏止電壓與入射光的頻率沒關(guān)

D．入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子

【剖析】在光電效應(yīng)中，若照射光的頻率小于極限頻率，無論光照時(shí)間多長，

光照強(qiáng)度多大，都無光電流，當(dāng)照射光的頻率大于極限頻率時(shí)，立刻有光電子產(chǎn)

生，故A、B錯(cuò)誤，D正確．由－eU＝0－Ek，Ek＝hν－W，可知U＝(hν－W)/e，

即遏止電壓與入射光頻率ν有關(guān)，C錯(cuò)誤．

【答案】D

3．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，

以下說法正確的選項(xiàng)是()

A．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失

B．改用頻率小于ν的光照射，必然不發(fā)生光電效應(yīng)

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C．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大D．光電效應(yīng)的發(fā)生與照射光的強(qiáng)度有關(guān)

【剖析】光電效應(yīng)可否發(fā)生取決于照射光的頻率，而與照射強(qiáng)度沒關(guān)，應(yīng)選

項(xiàng)A、D錯(cuò)誤．用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的

光照射時(shí)，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；依照hν－W12可知，增加照射光頻率，光電子的最大初動(dòng)能也增大，故逸＝2mv

選項(xiàng)C正確．

【答案】C

4．已知鈣和鉀的截止頻率分別為×1014Hz和×1014Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應(yīng)，比較它們表面逸出的擁有最大初動(dòng)能的光電子，鈣逸出的光電子擁有較大的()

【導(dǎo)學(xué)號(hào)：06092069】

A．波長B．頻率

C．能量D．動(dòng)量

12【剖析】依照愛因斯坦光電效應(yīng)方程2mvm＝hν－W.由題知W鈣>W鉀，因此

h鈣逸出的光電子的最大初動(dòng)能較?。勒誴＝2mEk及p＝和c＝λν知，鈣逸出λ

的光電子的特點(diǎn)是：動(dòng)量較小、波長較長、頻率較?。x項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、

錯(cuò)誤．

【答案】A

35．分別用波長為λ和4λ的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初

動(dòng)能之比為1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸

出功為()

【導(dǎo)學(xué)號(hào)：06092070】

hc2hcA.2λB.3λ

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3hc4hcC.4λD.5λ【剖析】依照愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝ν－ck＝chWλEhλWE＝hcW0＝2hc－W0，且Ek∶Ek′＝1∶2，解得.33λ4λ【答案】B6．以下表達(dá)的情況中正確的選項(xiàng)是()A．光的粒子性說明每個(gè)光子就像一個(gè)極小的球體相同

B．光是波，與橡皮繩上的波近似

C．光是波，但與宏觀看法的波有實(shí)質(zhì)的差異

D．光是一種粒子，它和物質(zhì)作用是“一份一份”進(jìn)行的

【剖析】光的粒子性說明光是一種粒子，但到達(dá)空間某地址的概率遵守顛簸

規(guī)律，與宏觀看法的粒子和波有實(shí)在質(zhì)的不相同，因此選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確．根

據(jù)光電效應(yīng)可知，光是一種粒子，光子與電子的作用是一對一的關(guān)系，因此選項(xiàng)

正確．

【答案】CD

7．利用金屬晶格(大小約10－10m)作為阻擋物觀察電子的衍射圖樣，方法是

讓電子經(jīng)過電場加速后，讓電子束照射到金屬晶格上，從而獲取電子的衍射圖

樣．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度為0，加速電壓為U，普朗克常量為h，則以下說法中正確的選項(xiàng)是()

A．實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波波長為λ＝

【導(dǎo)學(xué)號(hào)：06092022】

h

2meU

B．加速電壓U越大，電子的衍射現(xiàn)象越明顯

C．若用相同動(dòng)能的質(zhì)子取代電子，衍射現(xiàn)象將更加明顯

D．若用相同動(dòng)能的中子取代電子，衍射現(xiàn)象將不如電子明顯

h【剖析】由德布羅意波波長公式λ＝p，而動(dòng)量p＝2mEk＝2meU，兩式聯(lián)

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立得λ＝hh，A正確；從公式λ＝可知，加速電壓越大，電子的波長2meU2meU越小，衍射現(xiàn)象就越不明顯，B錯(cuò)誤；用相同動(dòng)能的質(zhì)子或中子取代電子，質(zhì)子的波長變小，衍射現(xiàn)象對照電子不明顯，故C錯(cuò)誤，D正確．【答案】AD

8．電子的運(yùn)動(dòng)受顛簸性的支配，對于氫原子的核外電子，以下說法正確的

是()

A．氫原子的核外電子能夠用確定的坐標(biāo)描述它們在原子中的地址

B．電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律確定它的軌道

C．電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)，不依照牛頓運(yùn)動(dòng)定律

D．電子繞核運(yùn)動(dòng)的“軌道”其實(shí)是沒有意義的

【剖析】微觀粒子的顛簸性是一種概率波，對于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)

定律已經(jīng)不適用了，因此氫原子的核外電子不能夠用確定的坐標(biāo)描述它們在原子中

的地址，電子的“軌道”其實(shí)是沒有意義的，電子軌道只但是是電子出現(xiàn)的概率

比較大的地址，綜上所述，C、D正確．

【答案】CD二、非選擇題(本題共5小題，共52分．按題目要求作答．)9．(6分)某光電管的陰極是用金屬鉀制成的，它的逸出功為，用波長為×10－7m的紫外線照射陰極，已知真空中光速為×8，元電荷10m/s為×10－19，普朗克常量為×－34·鉀的極限頻率為，該光C10Js.________電管發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能是________．【剖析】由W0＝hνc得，極限頻率νc＝Wh0≈×1014Hz；由光電效應(yīng)方程

Ek＝hν－W0得，光電子的最大初動(dòng)能c19J.Ek＝h－W0≈×10－λ14×－19【答案】×1010J10．(10分)太陽能直接變換成電能的基根源理是利用光電效應(yīng)．如圖1所示是測定光電流的電路簡圖，光電管加正向電壓．

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圖1

(1)標(biāo)出電源和電流表的正負(fù)極；

(2)入射光應(yīng)照在________極上．

(3)電流表讀數(shù)是10μA，則每秒鐘從光電管陰極發(fā)射出的光電子最少是

________個(gè)．

【剖析】(1)加正向電壓，應(yīng)該是在電子管中電子由B向A運(yùn)動(dòng)，即電流是

由左向右．因此電源左端是正極，右端是負(fù)極，電流表上端是正極，下端是負(fù)極．

(2)光應(yīng)照在B極上．

(3)設(shè)電子個(gè)數(shù)為n，則

10×10－6I＝ne，因此n＝×10－19＝×1013(個(gè))．

【答案】(1)電源左端是正極，右端是負(fù)極；電流表上端是正極，下端是負(fù)

極×1013

11．(12分)深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航標(biāo)燈指引航道．如圖

2所示是一個(gè)航標(biāo)燈自動(dòng)控制電路的表示圖．電路中的光電管陰極K涂有可發(fā)生

光電效應(yīng)的金屬．下表反響的是各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長，又知可見光的波長在400～770nm(1nm＝10－9m).

【導(dǎo)學(xué)號(hào)：06092023】

圖2

各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長：

金屬銫鈉鋅銀鉑

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極限頻率×1015×1015×1014×1014×1014(Hz)極限波長(μm)依照圖和所給出的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為：

(1)光電管陰極K上應(yīng)涂有金屬________；

(2)控制電路中的開關(guān)S應(yīng)和________(填“a”和“b”)接觸；

(3)工人在鍛壓機(jī)、沖床、鉆床等機(jī)器上勞動(dòng)時(shí)，稍有不慎就會(huì)把手壓在里

面，造成工傷事故．若是將上述控制電路中的電燈換成驅(qū)動(dòng)這些機(jī)器工作的電機(jī)，

這時(shí)電路中開關(guān)S應(yīng)和________接觸，這樣，當(dāng)工人不慎將手伸入危險(xiǎn)地域時(shí)，

由于遮住了光輝，光控繼電器銜鐵立刻動(dòng)作，使機(jī)床停止工作，防備事故發(fā)生．

【剖析】(1)依題意知，可見光的波長范圍為

400×10－9～770×10－9m

而金屬銫的極限波長為λ＝×10－6m＝660×10－9m，

因此，光電管陰極K上應(yīng)涂金屬銫．

(2)深沉的夜色中，線圈中無電流，銜鐵與b接觸，船舶依靠航標(biāo)燈指引航

道，因此控制電路中的開關(guān)S應(yīng)和b接觸．

(3)若將上述控制電路中的電燈換成電機(jī)，在手遮住光輝從前，電機(jī)應(yīng)是正

常工作的，此時(shí)銜鐵與a接觸，因此電路中的開關(guān)S應(yīng)和a接觸．

【答案】(1)銫(2)b(3)a

12．(12分)德布羅意認(rèn)為：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，都有著一種波與它對應(yīng)，

h波長是λ＝p，式中p是運(yùn)動(dòng)著的物體的動(dòng)量，h是普朗克常量．已知某種紫光的

－4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倍，求：

(1)電子的動(dòng)量的大?。?/p>

(2)試推導(dǎo)加速電壓跟德布羅意波波長的關(guān)系，并計(jì)算加速電壓的大?。娮淤|(zhì)量m＝×10－31，電子電荷量＝×10－19，普朗克常量＝×kgCh6/82018-2019學(xué)年滬科版高中物理選修3-5：章末綜合測評2

34Js·，加速電壓的計(jì)算結(jié)果取一位有效數(shù)字．

h【剖析】(1)由λ＝p知電子的動(dòng)量

p＝h＝×10－23kg·m/s.λ

12(2)電子在電場中加速，有eU＝2mv

12p2又2mv＝2m解得U＝mv2h2V.2e＝2≈8×1022meλ2－23h【答案】×10kg·m/s(2)U＝2

8×102V

13．(12分)如圖3所示，相距為d的兩平行金屬板A、B足夠大，板間電壓恒為U，有一波長為λ的細(xì)激光束照射到B板中央，使B板發(fā)生光電效應(yīng)，已知普朗克常量為h，金屬板B的逸出功為W0，電子質(zhì)量為m，電荷量為e.求：

圖3

(1)從B板運(yùn)動(dòng)到A板所需時(shí)間最短的光電子，到達(dá)A板時(shí)的動(dòng)能；

(2)光電子從B板運(yùn)動(dòng)到A板時(shí)所需的最長時(shí)間．

【剖析】(1)依照愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ek＝hν－W0

c光子的頻率為ν＝λ

hc因此光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝λ－