2019-2020学年高中物理 第2章 波和粒子 章末过关检测（二）（含解析）沪教版选修3-5

章末过关检测(二)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1能正确解释黑体辐射实验规律的是()a能量的连续经典理论b普朗克提出的能量量子化理论c以上两种理论体系任何一种都能解释d牛顿提出的能量微粒说解析：选b.根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故b正确2关于光子和光电子，以下说法正确的是()a光子就是光电子b光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的c真空中光子和光电子速度都是cd光子和光电子都带负电解析：选b.光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的，所以光电子带负电，而光子不带电，所以选项a、d错误，b正确光电子属于电子，所以其速度不等于光速，故选项c错误3用波长为1和2的单色光a和b分别照射两种金属c和d的表面单色光a照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光b照射时，只能使金属c产生光电效应现象，不能使金属d产生光电效应现象设两种金属的逸出功分别为wc和wd，则下列选项正确的是()a12，wcwdb12，wcwdc1wdd12，wcwd解析：选d.a光光子的能量大于b光光子，根据ehh，得12；又因为单色光b只能使金属c产生光电效应现象，不能使金属d产生光电效应现象，所以wcwd，故正确选项是d.4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，阳极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5在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近已知中子质量m1.671027 kg，普朗克常量h6.631034 js，可以估算德布罗意波长1.821010 m的热中子动能的数量级为()a1017 jb1019 jc1021 j d1024 j解析：选c.根据德布罗意波长公式可算出中子动量大小，再由p22mek即可算出热中子的动能由，p22mek，得ek，代入数据，有ek3.971021 j，数量级为1021 j，故选c项二、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)6波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有()a光电效应现象揭示了光的粒子性b热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性c黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释d动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等解析：选ab.光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项a正确，选项c错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项b正确；由德布罗意波长公式和p22mek知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项d错误7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8电子的运动受波动性支配，对氢原子的核外电子，下列说法正确的是()a电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的b电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置c电子绕核运动时电子边运动边振动d电子在核外的位置是不确定的解析：选abd.根据微观粒子的运动特点判断9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46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(12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 v11(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：12(20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个平均波长为1.01010 m的光子，求伦琴