2019年高中物理阶段验收评估（五）波与粒子（含解析）鲁科版.docx

波与粒子(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分)1已知钙和钾的截止频率分别为7.731014 Hz和5.441014 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的()A波长B频率C能量 D动量解析：选A金属的逸出功Wh0，根据爱因斯坦光电效应方程EkhW可知，从金属钾表面飞出的光电子的最大初动能较金属钙的大，金属钙表面飞出的光电子最大初动能小，因，所以从钙表面逸出的光电子具有较大的波长，选项A正确。2用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明()A光的本质是波B光的本质是粒子C光的能量在胶片上分布不均匀D光到达胶片上不同位置的概率相同解析：选C用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，根据在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A、B错误；说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C正确，D错误。3某光子动量为p，能量为E，则光子的速度为()A. BpEC.D.解析：选C由波速和频率的关系式v，德布罗意波波长公式，以及光子的能量公式Eh可得：v。4中子内有一个电荷量为e的上夸克和两个电荷量为e的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上。下面给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是()解析：选B依据平行四边形定则和对称性，上夸克受到合力方向竖直向下，下夸克受到合力方向竖直向上，故选B。5A、B两束不同频率的光波均能使某金属发生光电效应，如果产生光电流的最大值分别为IA、IB，且IABB照射光的光子能量EAEBC单位时间内照射到金属板的光子数NANBD照射光的频率AB解析：选C产生光电效应时，单位时间内逸出的电子只与光的强度有关，即光电流的最大值只与照射到金属板的光子数有关。若光电流最大值IAIB，则单位时间内照射到金属板的光子数NAb，则一定有Uab，则一定有EkaEkbC若UaUb，则一定有Ekab，则一定有haEkahbEkb解析：选BC设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有EkhW，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随的增大而增大，B项正确；又EkeU，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有eUhW，遏止电压U随增大而增大，A项错误；又有hEkW，W相同，则D项错误。二、非选择题(共4小题，共52分)9(12分)用不同频率的光照射某金属均产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光频率，得到Uc图像，如图所示。由图像可得该金属的极限频率c_ Hz，普朗克常量h_ Js。已知电子电荷量e1.61019 C。(两空答案均要求保留两位有效数字)解析：对于电子在电场中减速运动的过程，由动能定理得eUcEk根据光电效应方程有EkhW又Whc，联立以上几式得Uc(c)由Uc图像可知，图线与轴的交点对应的频率表示极限频率c，斜率表示。由题图读出相应数据，计算即可。答案：5.010146.4103410(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c3108 m/s，普朗克常量h6.631034 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：波长为的光子能量为E设灯泡每秒内发出的光子数为n，灯泡的电功率为P。则n，式中k5%是灯泡的发光效率，联立解得n，代入数据得n1.41019 个。答案：1.41019 个11(14分)原子核的半径为1015 m，估算核内质子的动量不确定范围。如果电子被限制在核内，其动量不确定范围又是多少？解析：设质子的位置不确定范围等于原子核的半径，即x1015 m，由不确定关系公式xp得p5.31020 kgm/s。同理，电子被限制在核内，动量的不确定范围与质子一样为：p15.31020 kgm/s。答案：p5.31020 kgm/s p15.31020 kgm/s12.(14分)研究光电效应规律的实验装置如图所示，光电管的阴极材料为金属钾，其逸出功为W02.25 eV，现用光子能量为10.75 eV的紫外线照射光电管，调节变阻器滑片位置，使光电流刚好为零。求：(1)电压表的示数是多少？(2)若照射光的强度不变，紫外线的频率增大一倍，阴极K每秒内逸出的光电子数如何变化？到达阳极的光电子动能为多大？(3)若将电源的正负极对调，到达阳极的光电子动能为多大？解析：(1)由光电效应方程EkhW0得光电子最大初动能Ek8.50 eV光电管两端加有反向电压，光电子由K向A做减速运动。由动能定理eUEkAEk，其中EkA0，得U8.50 V。(2)设光的强度为nh，光强不变，频率增大一倍，则每秒入射的光子数n减为原来的一半，阴极K每秒内逸出的光电子数也减为原来的一半。由光电效应方程得光电子的最大初动能EkhW02hW019.25 eV电子由阴极向阳极做减速运动。由动能定理eUEkAEk，得EkA10.75