2019-2020学年高中物理 第5章 波与粒子章末过关检测（五） 鲁科版选修3-5.docVIP

章末过关检测(五) 学生用书p111(独立成册)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)能够证明光具有波粒二象性的现象是()a光的反射和小孔成像现象b光的衍射和光的色散c光的折射和透镜成像d光的干涉、光的衍射、光电效应和康普顿效应解析：选d.在中学阶段可以认为光的干涉、光的衍射现象证明了光的波动性，光电效应和康普顿效应证明光的粒子性关于光电效应，下列说法正确的是()a动能最大的光电子的动能与入射光的频率成正比b光电子的动能越大，光电子形成的电流就越大c光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率d如果用红光照射金属能发生光电效应，则改用绿光照射该金属一定不发生光电效应解析：选c.光电子形成的电流取决于单位时间内从金属表面逸出的光电子数，它与单位时间内入射的光子数成正比，而与光电子的动能无关，动能最大的光电子的动能可根据光电效应方程确定，但两者并非成正比，至于能否产生光电效应，要通过比较入射光的频率和极限频率来确定，故正确答案为c.用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属，均能使该金属发生光电效应下列判断正确的是()a用红光照射时，该金属的逸出功小，用蓝光照射时该金属的逸出功大b用红光照射时，该金属的截止频率低，用蓝光照射时该金属的截止频率高c用红光照射时，逸出光电子所需时间长，用蓝光照射时逸出光电子所需时间短d用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光照射时逸出的光电子最大初动能大解析：选d.用强度相同的红光和蓝光分别照射同一种金属，该金属的逸出功相同，该金属的截止频率相同，逸出光电子所需时间相等，选项a、b、c错误；由爱因斯坦光电效应方程可知，用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光时逸出的光电子最大初动能大，选项d正确某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21 ev，用波长为2.5107 m的紫外线照射阴极已知真空中光速为3.0108 m/s，元电荷电量为1.61019 c，普朗克常量为6.631034 js，则钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能应分别是()a5.31014 hz，2.2 jb5.31014 hz，4.41019 jc3.31033 hz，2.2 jd3.31033 hz，4.41019 j解析：选b.由c、hwekm、wh.可得极限频率0 hz5.31014 hz.最大初动能ekmhw j2.211.61019 j4.41019 j故正确答案为b.5利用光电管研究光电效应实验电路如图所示，用频率为1的可见光照射阴极k，电流表中有电流通过，则()a用紫外线照射，电流表中不一定有电流通过b用红外线照射，电流表中一定无电流通过c用频率为1的可见光照射k，当滑动变阻器的滑动触头移到a端时，电流表中一定无电流通过d用频率为1的可见光照射k，当滑动变阻器的滑动触头向b端滑动时，电流表示数可能不变解析：选d.因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，a错误；因不知阴极k的截止频率，所以用红外线照射时不一定发生光电效应，b错误；用频率为1的可见光照射k，当滑动变阻器的滑动触头移到a端时，umk0，光电效应还在发生，电流表中一定有电流通过，c错误；滑动变阻器的触头向b端滑动时，umk增大，阴极m吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极m时，电流达到最大，即饱和电流，若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么再增大umk，光电流也不会增大，d正确6关于宇宙和恒星的演化下列说法正确的是()a宇宙已经停止演化b恒星在主序星阶段时停留时间最长、最稳定c当温度达到一定值时，恒星内发生氦聚变，亮度减弱d恒星最终都会演化为黑洞解析：选b.目前宇宙的演化仍在进行，a错恒星在主序星阶段时停留时间最长、最稳定，b对恒星内由氢聚变转变为氦聚变时，亮度增加，c错根据最终质量的不同恒星最终演化为：白矮星或中子星或黑洞，d错二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7从光的波粒二象性出发，下列说法正确的是()a光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性b光的频率越高，光子的能量越大c在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方d在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方解析：选bd.一个光子谈不上波动性，a错误；暗条纹是光子到达概率最小的地方，c错误8在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()a增大入射光的强度，光电流增大b减小入射光的强度，光电效应现象消失c改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应d改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大解析：选ad.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，光电流增大，a项正确光电效应现象是否消失与光的频率有关，而与照射强度无关，故选项b错误用频率为的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项c错误；根据hw逸mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项d正确如图所示为光电管工作原理图，当有波长(均指真空中的波长，下同)为的光照射阴极板k时，电路中有光电流，则()a换用波长为1(1)的光照射阴极k时，电路中可能有光电流b换用波长为2(2)的光照射阴极k时，电路中一定有光电流c增加电路中电源的端电压，电路中的光电流一定增大d将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流解析：选ab.由题意可知，光电管的极限频率0，即1，但1可能大于0，故波长为1时也有可能发生光电效应，而2，即，故一定能发生光电效应光电流的强度与入射光的强度有关，将电源反接时，电流反向，故a、b对10如图所示是研究光电效应的电路，阴极k和阳极a是密封在真空玻璃管中的两个电极，k在受到光照时能够发射光电子阳极a吸收阴极k发出的光电子，在电路中形成光电流如果用单色光a照射阴极k，电流表的指针发生偏转；用单色光b照射光电管阴极k时，电流表的指针不发生偏转下列说法正确的是()aa光的波长一定小于b光的波长b只增加a光的强度可能使通过电流表的电流增大c只增加a光的强度可使逸出的电子最大初动能变大d阴极材料的逸出功与入射光的频率有关解析：选ab.用单色光b照射光电管阴极k时，电流表的指针不发生偏转，说明用b光不能发生光电效应，即a光的波长一定小于b光的波长，选项a正确；只增加a光的强度可使阴极k单位时间内逸出的光电子数量增加，故通过电流表的电流增大，选项b正确；只增加a光的强度不能使逸出的电子的最大初动能变大，选项c错误；阴极材料的逸出功只与阴极材料有关，与入射光的频率无关，选项d错误三、非选择题(本题共3小题，共40分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有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)(10分)电子具有多大速度时，德布罗意波的波长同光子能量为4104 ev的x射线的波长相等？此电子需经多大的电压加速？解析：由德布罗意波公式光子能量式ehh联立可得：ve m/s2.34107 m/s.由动能定理得：eumevu v1.56103 v.答案：2.34107 m/s1.56103 v(14分)分别用和的单色光照射同一金属，发出的光电子的最大初动能之比为12.以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属的逸出功是多大？解析：设此金属的逸出功为w0，根据光电效应方程得如下两式：当用波长为的光照射时：ek1w0当用波长为的光照射时：ek2w0又解组成的方程组得：w0.答案：(16分)如图所示，伦琴射线管两极加上一高压电源，即可在阳极a上产生x射线(h6.631034 js，电子电荷量e1.61019 c)(1)若高压电源的电压为20 kv，求x射线的最短波长；(2)若此时电流表读数为5 ma，1 s内产生51013个