甘肃12月高三联考物理试卷及答案

甘肃12月高三联考物理试卷及答案第1页共1页甘肃12月高三联考物理试卷及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）（每小题只有一个选项符合题意，请把正确选项的字母填在题后括号内）1.用频率为ν的光照射某种金属表面，发生光电效应时，光电子的最大初动能为E_k。若改用频率为2ν的光照射同一金属表面，则光电子的最大初动能变为（）A.E_k/2B.E_kC.2E_kD.E_k+hν参考答案：C2.康普顿效应中，入射光子与电子发生碰撞后，散射光子的波长（）A.一定大于入射光子的波长B.一定小于入射光子的波长C.可能大于也可能小于入射光子的波长D.与散射角无关参考答案：A3.某金属的截止频率为ν_0，当用频率为ν（νν_0）的光照射该金属时，下列说法正确的是（）A.发生光电效应，且光电子的最大初动能为hνB.发生光电效应，且光电子的最大初动能为hν_0C.不发生光电效应D.无法确定是否发生光电效应参考答案：A4.在康普顿效应中，散射角越大，则（）A.散射光子的能量越大B.散射光子的能量越小C.散射光子的频率越高D.散射光子的波长变化量Δλ越小参考答案：B5.某金属在用频率为ν_1的光照射时，恰能发生光电效应；若改用频率为ν_2（ν_2ν_1）的光照射同一金属，则（）A.光电子的最大初动能增大B.光电子的数量增多C.光电子的最大初动能不变D.可能不发生光电效应参考答案：A6.普朗克常量h的数值约为6.63×10⁻³⁴J•s，下列说法正确的是（）A.h是描述光子能量的物理量B.h是描述光子动量的物理量C.h是描述光子波长的物理量D.h是描述光子频率的物理量参考答案：A7.在光电效应实验中，为了测量光电子的最大初动能，通常采用（）A.光电管和电流表B.光电管和电压表C.光电管和示波器D.光电管和万用表参考答案：B8.康普顿效应无法解释黑体辐射现象，是因为（）A.康普顿效应只适用于可见光B.康普顿效应只适用于X射线C.黑体辐射是热辐射，而康普顿效应是光与物质的相互作用D.黑体辐射的能量与温度有关，而康普顿效应的能量与频率有关参考答案：C9.在康普顿效应中，散射光子的波长变化量Δλ与（）A.入射光子的波长有关B.散射角有关C.电子的静止质量有关D.普朗克常量h有关参考答案：B10.光电效应和康普顿效应都证明了（）A.光的波动性B.光的粒子性C.物质的波粒二象性D.物质的电磁性参考答案：B二、填空题（共10小题，每题2分）（请把正确答案直接填写在题中横线上，填写不完整的不得分）1.当入射光的频率大于金属的截止频率时，发生光电效应，光电子的最大初动能为______。参考答案：hν-W₀2.康普顿效应中，散射光的波长变化量Δλ与______成正比。参考答案：散射角3.普朗克常量h的数值约为6.63×10⁻³⁴J•s，它表征了______。参考答案：光子的能量4.在光电效应实验中，通常采用______来测量光电子的最大初动能。参考答案：动能定理5.用频率为ν的光照射某种金属表面，发生光电效应时，该金属的截止频率为ν₀，则ν与ν₀的关系是______。参考答案：νν₀6.康普顿效应无法解释黑体辐射现象，是因为______。参考答案：黑体辐射现象是基于经典物理学理论解释的，而康普顿效应需要量子力学理论解释7.光电效应和康普顿效应都证明了______。参考答案：光具有粒子性8.在康普顿效应中，散射角越大，则______。参考答案：散射光的波长变化量Δλ越大9.某金属在用频率为ν₁的光照射时，恰能发生光电效应；若改用频率为ν₂（ν₂ν₁）的光照射，则______。参考答案：仍然能发生光电效应，且光电子的最大初动能更大10.在康普顿效应中，入射光子与电子发生碰撞后，散射光子的波长______。参考答案：会改变三、判断题（共10小题，每题2分）（正确的打“√”，错误的打“×”，把判断符号填在题后括号内）1.光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的强度成正比。参考答案：×2.康普顿效应中，散射光的波长总是大于入射光的波长。参考答案：√3.普朗克常量h是描述光子能量的物理量，其数值约为6.63×10⁻³⁴J•s。参考答案：√4.当入射光的频率大于金属的截止频率时，发生光电效应，光电子的最大初动能会随着入射光频率的增大而增大。参考答案：√5.康普顿效应证明了光的波动性。参考答案：×6.在光电效应实验中，增大入射光的强度会增大光电子的最大初动能。参考答案：×7.普朗克常量h是描述光子能量的物理量，其数值约为6.63×10⁻³⁴J•s。参考答案：√8.康普顿效应中，散射光的波长变化量Δλ与散射角θ有关，散射角越大，Δλ越小。参考答案：×9.光电效应和康普顿效应都证明了光的粒子性。参考答案：√10.当入射光的频率大于金属的截止频率时，发生光电效应，光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）（请分点作答，语言简明、要点齐全，写在对应题目下方的横线上）1.简述光电效应的实验规律。参考答案：①入射光的频率必须大于金属的截止频率才能发生光电效应；②光电子的最大初动能与入射光的频率成正比，与入射光的强度无关；③发生光电效应时，入射光的强度决定单位时间内发出的光电子数。2.解释康普顿效应中，散射光的波长为什么会发生变化。参考答案：①康普顿效应是光子与电子发生碰撞后，散射光的波长发生变化的现象；②光子将一部分能量传递给电子，导致散射光的能量减小，波长变长；③散射光的波长变化量Δλ与散射角θ有关，散射角越大，波长变化量越大。3.普朗克常量在光电效应中的作用是什么？参考答案：普朗克常量是描述光子能量的物理量，它将光子的能量E与频率ν联系起来，公式为E=hν。在光电效应中，普朗克常量用于计算光电子的最大初动能，即Ek=hν-W，其中W为金属的逸出功。4.当入射光的频率大于金属的截止频率时，会发生什么现象？参考答案：当入射光的频率大于金属的截止频率时，会发生光电效应，即金属表面会发射出光电子。5.康普顿效应证明了光的哪种性质？参考答案：康普顿效应证明了光的粒子性。6.在康普顿效应中，散射角越大，散射光的波长变化量如何变化？参考答案：在康普顿效应中，散射角越大，散射光的波长变化量越大。7.比较光电效应和康普顿效应的异同点。参考答案：①相同点：都证明了光的粒子性；②不同点：光电效应是光子与电子发生碰撞，导致电子被打出金属表面，而康普顿效应是光子与电子发生碰撞，导致散射光的波长发生变化；③光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比，而康普顿效应中，散射光的波长变化量与散射角有关。8.为什么康普顿效应不能解释黑体辐射现象？参考答案：康普顿效应不能解释黑体辐射现象，是因为黑体辐射是光的波动性现象，而康普顿效应是光的粒子性现象。五、实验探究题（共8小题，每题3分）（请写出主要实验步骤、现象与结论，条理清晰，写在对应题目下方的横线上）1.某研究小组为探究光电效应现象，用频率为ν₁的单色光照射金属M的表面，发现发生了光电效应。若改用频率为ν₂（ν₂ν₁）的单色光照射同一金属表面，以下说法正确的是（）A.仍然能发生光电效应，且光电子的最大初动能增大B.仍然能发生光电效应，且光电子的最大初动能不变C.可能发生光电效应，也可能不发生光电效应D.一定不能发生光电效应参考答案：A2.在康普顿效应实验中，入射光子与电子发生碰撞后，散射光子的波长发生了变化。以下说法正确的是（）A.散射光子的波长总是大于入射光子的波长B.散射光子的波长总是小于入射光子的波长C.散射光子的波长变化量与散射角有关，散射角越大，波长变化量越大D.散射光子的波长变化量与散射角无关参考答案：C3.某同学设计了一个验证康普顿效应的实验方案，以下步骤中，正确的是（）①用单色光照射金属板，观察散射光②用光谱仪测量不同散射角下散射光的波长③用能量计测量散射光子的能量④比较不同散射角下散射光子的波长变化量A.①②③④B.①②④C.②③④D.①③④参考答案：B4.普朗克常量h在光电效应中的作用是什么？（）A.决定光电子的最大初动能B.决定入射光的强度C.决定金属的截止频率D.决定光子的能量参考答案：D5.当入射光的频率大于金属的截止频率时，会发生什么现象？（）A.发生光电效应，且光电子的最大初动能最大B.发生光电效应，且光电子的最大初动能为零C.不发生光电效应D.可能发生光电效应，也可能不发生光电效应参考答案：A6.康普顿效应证明了光的哪种性质？（）A.波动性B.粒子性C.横波性D.纵波性参考答案：B7.在康普顿效应中，散射角越大，散射光的波长变化量如何变化？（）A.越小B.越大C.不变D.无法确定参考答案：B8.比较光电效应和康普顿效应的异同点。（）A.光电效应证明光的粒子性，康普顿效应证明光的波动性B.光电效应中光子被吸收，康普顿效应中光子被散射C.光电效应发生在金属表面，康普顿效应发生在物质内部D.光电效应中光电子的最大初动能与入射光频率有关，康普顿效应中散射光子的波长变化量与散射角有关参考答案：B标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：本题考查光电效应方程E_k=hν-W_0。用频率为ν的光照射时，光电子的最大初动能为E_k=hν-W_0；改用频率为2ν的光照射时，光电子的最大初动能为E_k'=h(2ν)-W_0=2hν-W_0=2E_k。故C正确，A、B、D错误。2.参考答案：A解析：本题考查康普顿效应。康普顿效应中，入射光子与电子发生碰撞后，部分能量传递给电子，导致散射光子的能量减小，波长增大。故A正确，B、C、D错误。3.参考答案：A解析：本题考查截止频率。当入射光频率νν_0时，hνW_0，发生光电效应，光电子的最大初动能为hν-W_0。故A正确，B、C、D错误。4.参考答案：B解析：本题考查康普顿效应。散射角越大，散射光子的能量越小，波长变化量Δλ越大。故B正确，A、C、D错误。5.参考答案：A解析：本题考查光电效应方程。当入射光频率从ν_1增加到ν_2时，hν_2hν_1，光电子的最大初动能增大。故A正确，B、C、D错误。6.参考答案：A解析：本题考查普朗克常量h。普朗克常量h是描述光子能量的物理量，E=hν。故A正确，B、C、D错误。7.参考答案：B解析：本题考查光电效应实验仪器。测量光电子的最大初动能需要测量光电子的动能对应的电势差，因此需要光电管和电压表。故B正确，A、C、D错误。8.参考答案：C解析：本题考查康普顿效应与黑体辐射的区别。康普顿效应是光与物质的相互作用，而黑体辐射是热辐射，两者机制不同。故C正确，A、B、D错误。9.参考答案：B解析：本题考查康普顿效应公式。康普顿效应中，Δλ=(h/m_ec)(1-cosθ)，Δλ与散射角θ有关。故B正确，A、C、D错误。10.参考答案：B解析：本题考查光的粒子性。光电效应和康普顿效应都证明了光具有粒子性。故B正确，A、C、D错误。二、填空题1.参考答案：hν-W₀解析：本题考查光电效应方程E_k=hν-W₀。其中E_k为光电子的最大初动能，h为普朗克常量，ν为入射光的频率，W₀为该金属的逸出功。当入射光的频率ν大于金属的截止频率ν₀时，才能发生光电效应，此时光电子的最大初动能为hν-W₀。2.参考答案：散射角解析：本题考查康普顿效应。康普顿效应中，散射光的波长变化量Δλ与散射角θ成正比，即Δλ=(h/m_e)c(1-cosθ)，其中m_e为电子质量，c为光速。散射角越大，散射光的波长变化量Δλ越大。3.参考答案：光子的能量解析：本题考查普朗克常量h的物理意义。普朗克常量h是一个有单位的物理量，其数值约为6.63×10⁻³⁴J•s，它表征了光子的能量。光子的能量E与其频率ν的关系为E=hν。4.参考答案：动能定理解析：本题考查光电效应实验。在光电效应实验中，通常采用动能定理来测量光电子的最大初动能。根据动能定理，光电子的最大初动能等于光子能量减去金属的逸出功。5.参考答案：νν₀解析：本题考查截止频率与入射光频率的关系。用频率为ν的光照射某种金属表面，发生光电效应时，说明ν大于该金属的截止频率ν₀。因为只有当入射光的频率ν大于金属的截止频率ν₀时，才能发生光电效应。6.参考答案：黑体辐射现象是基于经典物理学理论解释的，而康普顿效应需要量子力学理论解释解析：本题考查康普顿效应与黑体辐射现象的区别。康普顿效应无法解释黑体辐射现象，是因为黑体辐射现象是基于经典物理学理论解释的，而康普顿效应需要量子力学理论解释。康普顿效应证明了光具有粒子性，而黑体辐射现象需要量子假说来解释。7.参考答案：光具有粒子性解析：本题考查光电效应和康普顿效应的共同证明点。光电效应和康普顿效应都证明了光具有粒子性。光电效应表明光子可以与电子发生碰撞并传递能量，康普顿效应表明光子可以与电子发生碰撞并改变其波长，这些现象都无法用经典波动理论解释，需要光的粒子性来解释。8.参考答案：散射光的波长变化量Δλ越大解析：本题考查康普顿效应中散射角与波长变化量的关系。在康普顿效应中，散射角越大，则散射光的波长变化量Δλ越大。这是因为散射角越大，光子与电子的碰撞越剧烈，光子的能量损失越多，波长变化量Δλ越大。9.参考答案：仍然能发生光电效应，且光电子的最大初动能更大解析：本题考查光电效应中入射光频率与光电效应的关系。某金属在用频率为ν₁的光照射时，恰能发生光电效应，说明ν₁等于该金属的截止频率ν₀。若改用频率为ν₂（ν₂ν₁）的光照射，则ν₂大于ν₀，因此仍然能发生光电效应，且光电子的最大初动能更大，因为E_k=hν-W₀，ν越大，E_k越大。10.参考答案：会改变解析：本题考查康普顿效应中入射光子与电子碰撞后散射光子的波长变化。在康普顿效应中，入射光子与电子发生碰撞后，散射光子的能量会减小，因此波长会变长，即会改变。这是因为光子将一部分能量传递给了电子，导致散射光子的能量减小，波长变长。三、判断题1.参考答案：×解析：本题考查光电效应。光电子的最大初动能与入射光的频率成正比，与入射光的强度无关。入射光强度影响光电子的数量，即光电流的大小，但不影响单个光电子的最大初动能。2.参考答案：√解析：本题考查康普顿效应。康普顿效应中，入射光子与电子发生碰撞后，部分能量被电子吸收，导致散射光子的能量减小，波长增大。因此，散射光的波长总是大于入射光的波长。3.参考答案：√解析：本题考查普朗克常量。普朗克常量h是描述光子能量的物理量，其数值约为6.63×10⁻³⁴J•s。4.参考答案：√解析：本题考查光电效应。根据爱因斯坦光电效应方程E_k=hν-W，其中E_k为光电子的最大初动能，h为普朗克常量，ν为入射光频率，W为金属的逸出功。当入射光的频率ν增大时，E_k会增大。5.参考答案：×解析：本题考查康普顿效应。康普顿效应证明了光的粒子性，而不是波动性。6.参考答案：×解析：本题考查光电效应。增大入射光的强度会增大光电子的数量，即光电流的大小，但不会影响单个光电子的最大初动能。7.参考答案：√解析：本题考查普朗克常量。普朗克常量h是描述光子能量的物理量，其数值约为6.63×10⁻³⁴J•s。8.参考答案：×解析：本题考查康普顿效应。康普顿效应中，散射光的波长变化量Δλ与散射角θ有关，散射角越大，Δλ越大。9.参考答案：√解析：本题考查光电效应和康普顿效应。光电效应和康普顿效应都证明了光的粒子性。10.参考答案：√解析：本题考查光电效应。根据爱因斯坦光电效应方程E_k=hν-W，其中E_k为光电子的最大初动能，h为普朗克常量，ν为入射光频率，W为金属的逸出功。光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系。四、简答题1.参考答案：①入射光的频率必须大于金属的截止频率才能发生光电效应；②光电子的最大初动能与入射光的频率成正比，与入射光的强度无关；③发生光电效应时，入射光的强度决定单位时间内发出的光电子数。解析：本题考查光电效应的实验规律。光电效应的实验规律主要包括：①存在截止频率，只有当入射光的频率大于金属的截止频率时，才能发生光电效应；②光电子的最大初动能与入射光的频率成正比，与入射光的强度无关；③入射光的强度决定单位时间内发出的光电子数。这些规律是光电效应实验的基础，也是理解光的粒子性的重要依据。2.参考答案：①康普顿效应是光子与电子发生碰撞后，散射光的波长发生变化的现象；②光子将一部分能量传递给电子，导致散射光的能量减小，波长变长；③散射光的波长变化量Δλ与散射角θ有关，散射角越大，波长变化量越大。解析：本题考查康普顿效应中散射光波长变化的原因。康普顿效应是光子与电子发生碰撞后，散射光的波长发生变化的现象。在碰撞过程中，光子将一部分能量传递给电子，导致散射光的能量减小，波长变长。散射光的波长变化量Δλ与散射角θ有关，散射角越大，波长变化量越大。康普顿效应证明了光的粒子性。3.参考答案：普朗克常量是描述光子能量的物理量，它将光子的能量E与频率ν联系起来，公式为E=hν。在光电效应中，普朗克常量用于计算光电子的最大初动能，即Ek=hν-W，其中W为金属的逸出功。解析：本题考查普朗克常量在光电效应中的作用。普朗克常量是描述光子能量的物理量，它将光子的能量E与频率ν联系起来，公式为E=hν。在光电效应中，普朗克常量用于计算光电子的最大初动能，即Ek=hν-W，其中W为金属的逸出功。通过普朗克常量，我们可以理解光电子的最大初动能与入射光频率的关系。4.参考答案：当入射光的频率大于金属的截止频率时，会发生光电效应，即金属表面会发射出光电子。解析：本题考查光电效应的发生条件。当入射光的频率大于金属的截止频率时，会发生光电效应，即金属表面会发射出光电子。这是因为在光电效应中，光子必须具有足够的能量（即频率必须大于截止频率）才能将电子从金属表面打出。5.参考答案：康普顿效应证明了光的粒子性。解析：本题考查康普顿效应证明的光的性质。康普顿效应是光子与电子发生碰撞后，散射光的波长发生变化的现象。这个现象无法用光的波动性解释，而是可以用光的粒子性解释。因此，康普顿效应证明了光的粒子性。6.参考答案：在康普顿效应中，散射角越大，散射光的波长变化量越大。解析：本题考查康普顿效应中散射光波长变化量与散射角的关系。在康普顿效应中，散射光的波长变化量Δλ与散射角θ有关，散射角越大，波长变化量越大。这是因为在散射过程中，光子将更多的能量传递给电子，导致散射光的能量减小，波长变长。7.参考答案：①相同点：都证明了光的粒子性；②不同点：光电效应是光子与电子发生碰撞，导致电子被打出金属表面，而康普顿效应是光子与电子发生碰撞，导致散射光的波长发生变化；③光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比，而康普顿效应中，散射光的波长变化量与散射角有关。解析：本题考查光电效应和康普顿效应的异同点。光电效应和康普顿效应都证明了光的粒子性。它们的相同点是都证明了光的粒子性。不同点是：光电效应是光子与电子发生碰撞，导致电子被打出金属表面，而康普顿效应是光子与电子发生碰撞，导致散射光的波长发生变化。此外，光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比，而康普顿效应中，散射光的波长变化量与散射角有关。8.参考答案：康普顿效应不能解释黑体辐射现象，是因为黑体辐射是光的波动性现象，而康普顿效应是光的粒子性现象。解析：本题考查康普顿效应与黑体辐射现象的关系。康普顿效应是光子与电子发生碰撞后，散射光的波长发生变化的现象，它证明了光的粒子性。而黑体辐射是光的波动性现象，它可以用经典电磁理论解释，但不能解释实验现象。因此，康普顿效应不能解释黑体辐射现象。五、实验探究题1.参考答案：A解析：本题考查光电效应。根据光电效应方程E_k=hν-W，其中E_k为光电子的最大初动能，h为普朗克常量，ν为入射光频率，W为金属的逸出功。由于ν₂ν₁，所以hν₂hν₁，因此光电子的最大初动能增大。故A正确，B错误。光电效应的发生与入射光频率有关，与入射光强度无关，所以C错误。当ν₂ν₀（金属的截止频率）时，一定能发生光电效应，所以D错误。2.参考答案：C解析：本题考查康普顿效应。康普顿效应中，入射光子与电子发生碰撞后，散射光子的波长发生了变化，散射光子的波长总是大于入射光子的波长，所以A正确，B错误。散射光子的波长变化量Δλ与散射角θ有关，散射角越大，波长变化量越大