2016-2017学年高中物理 全一册粤教版选修3-5_25

1 章末质量评估(二) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、单项选择题(本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分在每小题给出的四个选项 中，只有一个选项符合题目要求，选对的得 3 分，选错或不答的得 0 分) 1光电效应的实验如图所示，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连用弧光灯照 射锌板时，验电器的指针 就张开一个角度，则 ( ) A锌板带正电，指针带负电 B锌板带正电，指针带正电 C锌板带负电，指针带正电 D锌板带负电，指针带负电 解析：锌板原来不带电，验电器的指针发生了偏转，说明锌板在弧光灯的照射下发 生 了光电效应，发生光电效应时，锌板向空气中发射电子，所以锌板带正电，验电器的指针 亦带正电故选 B. 答案：B 2用单色光做双缝干涉实验， P 处为亮纹， Q 处为暗纹，现在调整光源和双缝，使光 子一个一个通过双缝，则通过的某一光子( ) A一定到达 P 处 B不能到达 Q 处 C可能到达 Q 处 D都不正确 解析：单个光子的运动路径是不可预测的，只知道落在 P 处的概率大，落在 Q 处的概 率小，因此，一个光子从狭缝通过后可能落在 P 处也可能落在 Q 处 答案：C 3下列关于概率波的说法中，正确的是( ) A概率波就是机械波 B物质波是一种概率波 C概率波和机械波的 本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象 D在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过 解析：概率波具 有波粒二象性，因此，概率波不是机械波，A 错误；对于电子和其他 微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波，选项 B 正 确；概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但它们的本质不一样，选项 C 错误；在光 的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则它从两个缝穿过的概率是一样的，选项 D 错误 2 答案：B 4频率为 的单色光照射在某种金属表面产生光电效应，由金属表面逸出的光电子 垂直射入匀强磁场做圆周运动时，其最大半径为 r.若要使最大半径 r 增大，可采取( ) A用频率大于 的单色光照射 B用频率小于 的单色光照射 C仍用频率为 的单色光照射，但延长照射时间 D仍用频率为 的单色光照射，但增大光的强度 解析：只有增大频率，才能增加电子的初动能，即增大光电子的速度，由 r 知， mvBq 速度增大时，半径增大 答案：A 5硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能若有 N 个频率为 的光子 打在光电池极板上，这些光子的总能量为( h 为普朗克常量)( ) A h B. Nh 12 C Nh D2 Nh 解析：据光子说可知，光子能量与频率有关，一个光子能量为 h (h 为普朗克常 量)， N 个光子的能量为 Nh ，所以选项 C 正确 答案：C 6从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式 x p 判断下列说法正确的是( ) h4 A入射的粒子有确定的动量，射到屏上的粒子就有准确的位置 B狭缝的宽度变小了，因此粒子动量的不确定性也变小了 C更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了 D更宽的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了 解析：由 x p ，狭缝变小了，即 x 减小了， p 变大，即动量的不确定性变 h4 大了，故选项 C 正确，选项 A、B、D 错误 答案：C 7智能手机大部分带有照相机，用来衡量手机的照相机性能的一个非常重要的指标就 是像素.1 像素可理解为光子打在光屏上一个亮点，现知 300 万像素的数码相机拍出的照片 比 30 万像素的数码相机拍出的 等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( ) A光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的 B光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的 3 C大量光子表现光具有粒子性 D光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性 解析：由题意知像素越高形成照片的光子数越多，表现的波动性越强，照片越清晰， 选项 D 正确 答案：D 8紫外线光子的动量为 ， 一个静止的 O3吸收了一个紫外线光子后( ) hc A仍然静止 B沿着光子原来运动的方向运动 C沿光子运动相反方向运动 D可能向任何方向运动 解析：由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的 O3分子与光子原来运动方向相同，故 正确选项为 B. 答案：B 9分别用波长为 和 的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比 34 为 12，以 h 表示普朗克常量， c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为( ) A. B. hc2 2hc3 C. D. 3hc4 4hc5 解析：设此金属板的逸出功为 W，根据光电效应方程得如下两式：当用波长为 的光 照射时： Ek1 W，当用波长为 的光照射时： Ek2 W，又 ，解得 W .故 hc 34 4hc3 Ek1Ek2 12 2hc3 正确选项为 B. 答案：B 10一个能量为 ，动量为 p 的微观粒子，所对应的物质波的速度为( ) A. B. 2p p C. D. 2p p 解析：由 p ， h 得 ， ，由波速公式 v 得 v ，B 正 h hp h p 确 答案：B 二、多项选择题(本大题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分在每小题给出的四个选项 4 中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答 的得 0 分) 11用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，屏幕如图(a)、(b)、(c)所 示，则( ) 图(a) 图(b) 图(c) A图(a)表明光具有粒子性 B图(c)表明光具有波动性 C用紫外光做实验观察不到类似的图 D实验表明光是一种概率波 解析：图像(a)表明单个光子的运动落点无规律，表现出光的粒子性，选项 A 正确；图 像(c)表明大量光子运动的规律表现出光的波动性，选项 B 正确；用任意单色光做实验都能 得到类似的结果，选项 C 错误；实验表明光子到达各个地方的几率不一样，光是一种概率 波，选项 D 正确 答案：ABD 12用绿光照射一光电管，能产生光电流，则下列一定可以使该光电管产生光电效应 的有( ) A红外线 B黄光 C蓝光 D紫外线 解析：按频率从小到大的顺序排列：红外、红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 、紫外光 的能量与光的频率成正比，大于绿光频率的光都可以发生光电效应，选项 C、D 正确 答案：CD 13如图是某金属在光的照射 下产生的光电子的最大初动能 Ek与入射光频率 的关 系图象由图象可知( ) A该金属的逸出功等于 E B该金属的逸出功等于 h 0 C入射光的频率为 2 0时，产生的光电子的最大初动能为 E D入射光的频率为时 ，产生的光电子的最大初动能为 02 E2 5 解析：由光电效应方程 Ek h W0知，图线与纵轴的交点表示逸出功的大小，选项 A 正确；图线与横轴的交点为极限频率，此时 Ek0 h 0 W0，故 W0 h 0，选项 B 正确； 当入射光的频率为 2 0时， Ek2 h 0 W0 h 0，而 h 0 E，选项 C 正确；当入射光的 频率为 时，不发生光电效应，选项 D 错误 02 答案：ABC 14用如图所示装置研究光电效应现象，光电管阳极与滑动变阻器的中心抽头 c 相连， 当滑片 P 从 a 移到 c 的过程中，光电流始终为零为了产生光电流，可采取的措施是( ) A增大入射光的强度 B增大入射光的频率 C把 P 向 a 移动 D把 P 从 c 向 b 移动 解析：滑片从 a 移到 c 的过程中，光电管中所加反向电压减小到零，此过程光电流始 终为零，说明没有光电子逸出，可能是入射光的频率小于阴极的极限频率，没有发生光电 效应，所以选项 B 正确若光子能量恰好等于电子逸出功，即电子初动能为零，也不会产 生光电流，此时加正向电压则可产生光电流，所以选项 D 正确 答案：BD 三、非选择题(本题共 4 小题，共 54 分把答案填在题中的横线上或按题目要求作 答解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得 分答案中必须明确写出数值和单位) 15(12 分)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲 所示已知普朗克常量 h6.6310 34 Js. (1)图甲中电极 A 为光电管的_(选填“阴极”或“阳极”)； 6 (2)实验中测得铷的遏止电压 U0与入射光频率 之间的关 系如图乙所示，则铷的极限 频率 0_Hz，逸出功 W0_J； (3)如果实验中入射光的频率 7.0010 14 Hz，则产生的光电子的最大初动能 Ekm_J. 解析：(1)光电子从阴极 K 释放出来，则电极 A 为光电管的阳极 (2)由题图乙读出铷的极限频率 05.1510 14Hz(5.1210145.1810 14Hz 均可)， 逸出功 W0 h 06.6310 345.151014 J3.4110 19 J(3.391019 3.4310 19 J 均可) (3)根据光电效应方程 Ekm h W06.6310 34 7.001014J3.4110 19 J1.2310 19 J(1.211019 1.2510 19 J 均可) 答案：(1)阳极 (2)(5.125.18)10 14 (3.393.43)10 19 (3)(1.211.25)10 19 16(14 分)铝的逸出功是 4.2 eV，现在用波长 200 nm 的光照射铝的表面求： (1)光电子的最大初动能； (2)遏止电压； (3)铝的极限频率 解析：(1)根据光电效应方程 Ekm h W0得： Ekm W0 J4.21.610 19 J3.22510 19 J. hc 6.6310 343.010820010 9 (2)由 Ekm eU0可得： U0 V2.016 V. Ekme 3.22510 191.610 19 (3)由 h 0 W0知， 0 Hz1.01410 15 Hz. W0h 4.21.610 196.6310 34 答案：(1)3.22510 19 J (2)2.016 V (3) 1.0141015 Hz 17(12 分)已知功率为 100 W 的灯泡消耗的电能的 5%转化为所发出的可见光的能量， 光速 c3.010 8 m/s，普朗克常量 h6.6310 34 Js，假定所发出的可见光的波长都 是 560 nm，计算灯泡每秒内发出的光子数 解析：灯泡每秒发出的可见光的能量 E Pt5%， 光子能量 h ，光速 c ，因 E N ，故每秒发出的光子数 N 个1.410 19个 E Pt5%hc 5.610 710015%6.6310 343.0108 答案：1.410 19个 7 18(16 分)在光电效应的实 验中，金属板用极限频率为 06.0010 14 Hz 的钠制 成若用波长为 0.300 m 的紫外线照射金属板，问： (1)能否发生光电效应？ (2)入射光子的能量是多少？ (3)若入射光的功率