甘肃12月高三模拟物理试卷及答案

甘肃12月高三模拟物理试卷及答案第1页共1页甘肃12月高三模拟物理试卷及答案一、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5.0×10¹⁴Hz的单色光照射某金属表面，发生了光电效应。若改用频率为2.5×10¹⁴Hz的单色光照射同一金属表面，则（）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减小C.不能发生光电效应，因为入射光子能量不足以克服金属的逸出功D.不能发生光电效应，因为入射光波长太长参考答案：B2.在康普顿效应中，当散射角为90°时，散射光的波长比入射光的波长（）A.变长，且波长的变化量与散射角成正比B.变短，且波长的变化量与散射角成正比C.变长，且波长的变化量与散射角无关D.变短，且波长的变化量与散射角无关参考答案：A3.普朗克常量h的数值为6.63×10⁻³⁴J•s。根据光电效应方程E_k=hν-W_0，若某金属的截止频率为ν₀，则该金属的逸出功W_0等于（）A.hν₀B.h/ν₀C.hν₀²D.h²ν₀参考答案：A4.光具有波动性和粒子性。下列现象中，最能体现光的波动性的是（）A.光电效应B.康普顿效应C.光的衍射D.光的直线传播参考答案：C5.某同学设计了一个实验装置，用来验证光电效应的发生。实验装置包括光源、金属板和电流计。下列说法正确的是（）A.光的强度越大，光电子的最大初动能越大B.光的频率越高，光电子的最大初动能越大C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D.光电子的最大初动能与入射光的频率无关参考答案：B6.在康普顿效应中，散射光的波长变化量Δλ与散射角θ的关系为（）A.Δλ与θ成正比B.Δλ与θ成反比C.Δλ与θ无关D.Δλ与θ的平方成正比参考答案：A7.光电效应实验中，增大入射光的强度，下列说法正确的是（）A.光电子的数量增加，但光电子的最大初动能不变B.光电子的数量不变，但光电子的最大初动能增大C.光电子的数量和最大初动能都增大D.光电子的数量和最大初动能都不变参考答案：A8.为什么康普顿效应证明了光具有粒子性？（）A.散射光的波长变长，说明光子发生了能量损失B.散射光的波长变长，说明光子发生了能量传递C.散射光的波长变化量与散射角有关，符合能量守恒定律D.散射光的波长变化量与散射角无关，符合波动理论参考答案：C9.举例说明光电效应在生活中的应用。（）A.光电效应可以用于制造太阳能电池B.光电效应可以用于制造光电倍增管C.光电效应可以用于制造光电传感器D.以上都是参考答案：D10.说明发生光电效应的条件是什么？（）A.入射光的频率大于金属的截止频率B.入射光的强度大于金属的截止强度C.入射光的波长小于金属的截止波长D.入射光的光子能量大于金属的逸出功参考答案：A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.某金属的截止频率为ν₀，用频率为ν（νν₀）的单色光照射该金属表面，发生光电效应时，光电子的最大初动能为______。A.hνB.hν₀C.h(ν-ν₀)D.hν/2参考答案：C2.在康普顿效应中，当散射角为90°时，散射光的波长变化量Δλ与入射光波长λ₀的关系为______。A.Δλ=λ₀B.Δλ=λ₀/2C.Δλ=λ₀(1-cosθ)D.Δλ=λ₀cosθ参考答案：C3.光电效应方程E_k=hν-W_0中，ν表示______。A.光电子的最大初动能B.金属的逸出功C.入射光的频率D.光子的能量参考答案：C4.普朗克常量h的数值为______J•s。A.6.63×10⁻³⁴B.1.99×10⁻¹⁴C.2.99×10⁸D.9.8参考答案：A5.光具有______性和______性。A.波动性，粒子性B.直线传播，反射C.折射，色散D.偏振，干涉参考答案：A6.用频率为5.0×10¹⁴Hz的单色光照射某金属表面，发生了光电效应，若改用频率为10.0×10¹⁴Hz的单色光照射同一金属表面，则光电子的最大初动能将______。A.增大一倍B.减小一半C.增大四倍D.不变参考答案：A7.在康普顿效应中，散射光的波长随散射角的增大而______。A.减小B.增大C.不变D.先增大后减小参考答案：B8.光电效应实验中，增大入射光的强度，下列说法正确的是______。A.光电子的最大初动能增大B.光电子的数量增多C.截止频率增大D.光电子的动能不变参考答案：B9.某金属的逸出功为2.0eV，用波长为400nm的单色光照射该金属表面，能否发生光电效应？______（填“能”或“不能”）参考答案：能10.举例说明康普顿效应在生活中的应用。______（写出一种即可）参考答案：医学X射线散射成像三、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.康普顿效应中，散射光的波长一定大于入射光的波长。A.√B.×参考答案：√2.光电效应的发生与入射光的强度有关，强度越大，光电子的最大初动能越大。A.√B.×参考答案：×3.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。A.√B.×参考答案：√4.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。A.√B.×参考答案：√5.康普顿效应证明了光具有粒子性，而光的干涉和衍射现象则证明了光的波动性。A.√B.×参考答案：√6.光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而线性增大。A.√B.×参考答案：√7.在康普顿效应中，散射角越大，散射光的波长变化量Δλ越大。A.√B.×参考答案：√8.光电效应方程E_k=hν-W_0中，ν表示入射光的频率。A.√B.×参考答案：√9.某金属的逸出功为2.0eV，用波长为400nm的单色光照射该金属表面，一定能发生光电效应。A.√B.×参考答案：√10.康普顿效应中，散射光的频率会随着散射角的增大而增大。A.√B.×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.康普顿效应中，入射光子与电子碰撞后，光子的能量会减小，波长会变长。请简述康普顿效应的实验现象。参考答案：康普顿效应的实验现象是：当X射线照射到某些物质时，散射X射线的波长会变长，且波长变化量Δλ与散射角θ有关，散射角越大，波长变化量越大。2.光电效应中，当入射光的频率高于金属的截止频率时，才会发生光电子的发射。请简述光电效应的实验规律。参考答案：光电效应的实验规律是：当入射光的频率高于金属的截止频率时，才会发生光电子的发射，且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.普朗克常量h是描述光子能量的重要物理量，其数值约为6.63×10⁻³⁴J•s。请解释普朗克常量在光电效应方程E_k=hν-W_0中的物理意义。参考答案：普朗克常量在光电效应方程E_k=hν-W_0中的物理意义是：它表示光子的能量与频率成正比，即E=hν。该方程描述了光电子的最大初动能与入射光频率之间的关系。4.康普顿效应中，散射光的波长变化量Δλ与散射角θ有关。请解释康普顿效应的实验规律。参考答案：康普顿效应的实验规律是：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，且波长变化量Δλ与散射角θ的关系为Δλ=(h/m_ec)(1-cosθ)。5.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吗？请解释原因。参考答案：不会。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。增大入射光的强度只会增加单位时间内发射的光电子数量，而不会增加光电子的最大初动能。6.为什么康普顿效应不能解释黑体辐射现象？请简述理由。参考答案：康普顿效应不能解释黑体辐射现象的原因是：康普顿效应描述的是光子与电子的碰撞过程，而黑体辐射是物体内部原子和分子的热运动产生的电磁辐射，两者描述的物理过程不同。7.康普顿效应证明了光具有粒子性，而光的干涉和衍射现象则证明了光的波动性。请解释为什么康普顿效应不能解释光的干涉和衍射现象。参考答案：康普顿效应不能解释光的干涉和衍射现象的原因是：康普顿效应描述的是光子与电子的碰撞过程，而光的干涉和衍射现象是光的波动性表现，两者描述的物理现象不同。8.设计一个实验方案，验证光电效应的规律。参考答案：验证光电效应的实验方案如下：①准备一块金属板和一束单色光；②用单色光照射金属板，观察是否有光电子发射；③改变入射光的频率和强度，观察光电子发射的情况；④测量光电子的最大初动能，验证光电效应方程E_k=hν-W_0。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.某研究小组为了探究光电效应现象，用不同频率的单色光分别照射同一金属板，记录了发生光电效应时的最小入射光频率ν和对应的入射光波长λ。他们绘制了ν与λ的关系图线，发现图线是一条过原点的直线，其斜率k的单位是Hz•m。请根据光电效应方程E_k=hν-W_0，结合图线信息，推导出普朗克常量h与斜率k之间的关系式，并说明h的单位。A.h=k/m，单位为J•sB.h=1/k，单位为m²•s⁻²C.h=kλ，单位为J•m²D.h=k/λ，单位为J•s⁻¹参考答案：C2.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λ'比入射光子的波长λ长。某同学用λ和λ'以及普朗克常量h、电子质量m_e和光速c构建了一个表达式来描述散射光子的波长变化量Δλ=λ'-λ。以下哪个表达式是正确的？A.Δλ=h/(m_ec)(1-cosθ)B.Δλ=h/(m_ec)(1+cosθ)C.Δλ=h/(m_ec²)(1-cosθ)D.Δλ=h/(m_ec²)(1+cosθ)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，哪一步是必要的？A.用可见光照射金属板，观察是否发生光电效应B.用X射线照射金属板，观察散射光子的波长变化C.用偏振片分析散射光子的偏振状态D.用光电倍增管测量光电子的最大初动能参考答案：B4.在光电效应实验中，为了测量光电子的最大初动能，通常需要测量哪些物理量？A.入射光的频率和金属的截止频率B.入射光的强度和金属的逸出功C.散射光子的波长和散射角D.光电子的数量和入射光的持续时间参考答案：A5.某金属的截止频率为ν₀，当用频率为ν（νν₀）的单色光照射该金属表面时，会发生光电效应。如果改用频率为ν/2的单色光照射，以下说法正确的是？A.仍然会发生光电效应，光电子的最大初动能不变B.仍然会发生光电效应，光电子的最大初动能减小C.不会发生光电效应D.是否发生光电效应取决于金属的种类参考答案：B6.在康普顿效应中，散射光子的波长变化量Δλ与散射角θ的关系是？A.Δλ与θ成正比B.Δλ与θ成反比C.Δλ与cosθ成正比D.Δλ与cosθ成反比参考答案：C7.光电效应和康普顿效应都证明了什么？A.光具有波动性B.光具有粒子性C.电磁波可以发生干涉和衍射D.物质可以发生衰变参考答案：B8.某同学用频率为ν的单色光照射某金属表面，发生了光电效应。他测得光电子的最大初动能为E_k。如果改用频率为2ν的单色光照射，以下说法正确的是？A.光电子的最大初动能变为2E_kB.光电子的最大初动能变为E_k/2C.光电子的最大初动能变为4E_kD.光电子的最大初动能变为E_k/4参考答案：A标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：B解析：本题考查光电效应方程E_k=hν-W_0。入射光频率为5.0×10¹⁴Hz时能发生光电效应，说明hν₀W_0。改用频率为2.5×10¹⁴Hz的单色光时，hν/2-W_00，即hν2W_0，因此不能发生光电效应。即使能发生，光电子的最大初动能也会减小。故B错误，C正确。A错误，因为光电子的最大初动能不会增大。D错误，因为入射光波长太长不是不能发生光电效应的原因。2.参考答案：A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=λ'-λ与散射角θ成正比，即Δλ=λ(1-cosθ)。当散射角为90°时，Δλ=λ(1-cos90°)=λ，说明散射光的波长变长。故A正确。B错误，因为波长的变化量与散射角成正比，而不是反比。C错误，因为波长的变化量与散射角有关。D错误，因为波长的变化量与散射角有关。3.参考答案：A解析：本题考查光电效应方程E_k=hν-W_0。金属的截止频率ν₀对应的能量为hν₀，即W_0=hν₀。故A正确。B错误，因为h/ν₀不是逸出功。C错误，因为hν₀²不是逸出功。D错误，因为h²ν₀不是逸出功。4.参考答案：C解析：本题考查光的波动性与粒子性。光的衍射现象最能体现光的波动性，因为衍射是波特有的现象。光电效应和康普顿效应最能体现光的粒子性。故C正确。A错误，光电效应体现光的粒子性。B错误，康普顿效应体现光的粒子性。D错误，光的直线传播是波和粒子都能解释的现象。5.参考答案：B解析：本题考查光电效应。光的频率越高，光子能量越大，光电子的最大初动能越大。光的强度影响光电子的数量，不影响最大初动能。故B正确。A错误，光的强度不影响光电子的最大初动能。C错误，光电子的最大初动能与入射光的强度无关。D错误，光电子的最大初动能与入射光的频率有关。6.参考答案：A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=λ'-λ与散射角θ的关系为Δλ=λ(1-cosθ)，即Δλ与θ成正比。故A正确。B错误，Δλ与θ成正比，而不是反比。C错误，Δλ与θ有关。D错误，Δλ与θ的平方无关。7.参考答案：A解析：本题考查光电效应。增大入射光的强度，单位时间内照射到金属表面的光子数增加，因此光电子的数量增加，但光电子的最大初动能不变，因为最大初动能取决于光子能量，即频率。故A正确。B错误，光电子的数量增加，但最大初动能不变。C错误，光电子的数量增加，但最大初动能不变。D错误，光电子的数量增加。8.参考答案：C解析：本题考查康普顿效应证明光具有粒子性的原因。康普顿效应中，散射光的波长变化量Δλ与散射角θ有关，符合能量守恒定律，即光子将一部分能量传递给电子，因此证明了光具有粒子性。故C正确。A错误，散射光的波长变长说明光子能量损失，符合粒子性。B错误，散射光的波长变长说明光子能量传递，符合粒子性。D错误，散射光的波长变化量与散射角有关，符合粒子性。9.参考答案：D解析：本题考查光电效应的应用。光电效应可以用于制造太阳能电池、光电倍增管和光电传感器，因此D正确。A错误，光电效应可以用于制造太阳能电池。B错误，光电效应可以用于制造光电倍增管。C错误，光电效应可以用于制造光电传感器。10.参考答案：A解析：本题考查发生光电效应的条件。发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率，即hνW_0。故A正确。B错误，光的强度不影响光电效应的发生。C错误，入射光的波长小于金属的截止波长意味着频率大于截止频率，但不是必要条件。D错误，入射光的光子能量大于金属的逸出功是正确的，但不是最准确的表述。二、填空题1.参考答案：C解析：本题考查光电效应方程E_k=hν-W_0。发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率。根据光电效应方程，光电子的最大初动能为hν-W_0。选项A错误，hν是光子的能量；选项B错误，hν₀是金属的逸出功；选项C正确；选项D错误，hν/2不是光电效应方程中的物理量。故选C。2.参考答案：C解析：本题考查康普顿效应中波长变化量与散射角的关系。根据康普顿效应公式Δλ=λ₀-λ=h/(mc)(1-cosθ)，当散射角为90°时，cosθ=0，所以Δλ=λ₀(1-cosθ)=λ₀。选项A错误，Δλ不等于λ₀；选项B错误，Δλ不等于λ₀/2；选项C正确；选项D错误，Δλ与cosθ成正比。故选C。3.参考答案：C解析：本题考查光电效应方程E_k=hν-W_0中各物理量的含义。ν表示入射光的频率，h是普朗克常量，W_0是金属的逸出功，E_k是光电子的最大初动能。故选C。4.参考答案：A解析：本题考查普朗克常量的数值。普朗克常量h的数值为6.63×10⁻³⁴J•s。选项B是光速的数值，选项C是光速的数值，选项D是重力加速度的数值。故选A。5.参考答案：A解析：本题考查光的波粒二象性。光具有波动性和粒子性。波动性表现为光的干涉、衍射等现象，粒子性表现为光电效应、康普顿效应等现象。故选A。6.参考答案：A解析：本题考查光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系。根据光电效应方程E_k=hν-W_0，入射光频率增大一倍，光电子的最大初动能也增大一倍。故选A。7.参考答案：B解析：本题考查康普顿效应中波长变化量与散射角的关系。根据康普顿效应公式Δλ=h/(mc)(1-cosθ)，散射角θ增大，cosθ减小，所以Δλ增大。故选B。8.参考答案：B解析：本题考查光电效应中入射光强度的影响。根据光电效应实验规律，入射光强度增大，单位时间内照射到金属表面的光子数增多，因此发射的光电子数量增多，但光电子的最大初动能由入射光频率决定，与入射光强度无关。故选B。9.参考答案：能解析：本题考查光电效应的发生条件。根据公式hν₀=W_0，可以计算出截止频率ν₀=W_0/h=2.0eV/(6.63×10⁻³⁴J•s)=3.28×10¹⁵Hz。入射光的频率ν=c/λ=3.00×10⁸m/s/(400×10⁻⁹m)=7.5×10¹⁴Hz。因为νν₀，所以能发生光电效应。10.参考答案：医学X射线散射成像解析：本题考查康普顿效应的应用。康普顿效应在医学X射线散射成像中有应用，通过分析X射线与人体组织的康普顿散射，可以获取人体内部结构信息。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查康普顿效应。康普顿效应中，入射光子与电子碰撞后，光子损失部分能量，导致其频率降低，波长变长。因此，散射光的波长一定大于入射光的波长。2.参考答案：×解析：本题考查光电效应。光电效应的发生与入射光的频率有关，而与强度无关。入射光的强度影响光电子的数量，但不影响光电子的最大初动能。3.参考答案：√解析：本题考查普朗克常量。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。4.参考答案：√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，才能提供足够的能量使电子逸出，发生光电效应。5.参考答案：√解析：本题考查光的波粒二象性。康普顿效应证明了光具有粒子性，而光的干涉和衍射现象则证明了光的波动性。6.参考答案：√解析：本题考查光电效应方程。根据光电效应方程E_k=hν-W_0，光电子的最大初动能E_k随着入射光频率ν的增大而线性增大。7.参考答案：√解析：本题考查康普顿效应。在康普顿效应中，散射角越大，散射光的波长变化量Δλ越大。8.参考答案：√解析：本题考查光电效应方程。光电效应方程E_k=hν-W_0中，ν表示入射光的频率。9.参考答案：√解析：本题考查光电效应的发生条件。某金属的逸出功为2.0eV，用波长为400nm的单色光照射该金属表面，入射光的频率ν=c/λ=3×10⁸/(400×10⁻⁹)=7.5×10¹⁴Hz。普朗克常量h=6.63×10⁻³⁴J•s，光子能量E=hν=6.63×10⁻³⁴×7.5×10¹⁴=4.975×10⁻¹⁹J=3.1eV。由于3.1eV2.0eV，一定能发生光电效应。10.参考答案：×解析：本题考查康普顿效应。在康普顿效应中，散射光的频率会随着散射角的增大而减小。四、简答题1.参考答案：康普顿效应的实验现象是：当X射线照射到某些物质时，散射X射线的波长会变长，且波长变化量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的实验现象。康普顿效应是指入射光子与物质中的电子发生碰撞后，光子能量减小，波长变长，散射光的波长变化量Δλ与散射角θ的关系为Δλ=(h/m_ec)(1-cosθ)，其中m_e是电子质量，c是光速。实验现象表明，散射光的波长随散射角的增大而增大。2.参考答案：光电效应的实验规律是：当入射光的频率高于金属的截止频率时，才会发生光电子的发射，且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。解析：本题考查光电效应的实验规律。光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子的现象。发生光电效应的条件是入射光的频率必须大于金属的截止频率，即νν₀。光电子的最大初动能E_k=hν-W_0，其中h是普朗克常量，ν是入射光的频率，W_0是金属的逸出功。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。3.参考答案：普朗克常量在光电效应方程E_k=hν-W_0中的物理意义是：它表示光子的能量与频率成正比，即E=hν。该方程描述了光电子的最大初动能与入射光频率之间的关系。解析：本题考查普朗克常量在光电效应方程中的物理意义。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。光电效应方程E_k=hν-W_0描述了光电子的最大初动能E_k与入射光频率ν之间的关系，其中W_0是金属的逸出功。普朗克常量h在方程中表示光子的能量，即E=hν。4.参考答案：康普顿效应的实验规律是：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，且波长变化量Δλ与散射角θ的关系为Δλ=(h/m_ec)(1-cosθ)。解析：本题考查康普顿效应的实验规律。康普顿效应是指入射光子与物质中的电子发生碰撞后，光子能量减小，波长变长。散射光的波长变化量Δλ与散射角θ的关系为Δλ=(h/m_ec)(1-cosθ)，其中m_e是电子质量，c是光速。实验表明，散射光的波长随散射角的增大而增大。5.参考答案：不会。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。增大入射光的强度只会增加单位时间内发射的光电子数量，而不会增加光电子的最大初动能。解析：本题考查光电效应中入射光强度对光电子最大初动能的影响。光电效应方程E_k=hν-W_0表明，光电子的最大初动能E_k只与入射光的频率ν和金属的逸出功W_0有关，与入射光的强度无关。增大入射光的强度只会增加单位时间内发射的光电子数量，而不会改变光电子的最大初动能。6.参考答案：康普顿效应不能解释黑体辐射现象的原因是：康普顿效应描述的是光子与电子的碰撞过程，而黑体辐射是物体内部原子和分子的热运动产生的电磁辐射，两者描述的物理过程不同。解析：本题考查康普顿效应与黑体辐射现象的区别。康普顿效应是指入射光子与物质中的电子发生碰撞后，光子能量减小，波长变长。黑体辐射是物体内部原子和分子的热运动产生的电磁辐射，其辐射强度与温度和波长有关。康普顿效应描述的是光子与电子的碰撞过程，而黑体辐射是物体内部的热运动产生的电磁辐射，两者描述的物理过程不同，因此康普顿效应不能解释黑体辐射现象。7.参考答案：康普顿效应不能解释光的干涉和衍射现象的原因是：康普顿效应描述的是光子与电子的碰撞过程，而光的干涉和衍射现象是光的波动性表现，两者描述的物理现象不同。解析：本题考查康普顿效应与光的干涉和衍射现象的区别。康普顿效应是指入射光子与物质中的电子发生碰撞后，光子能量减小，波长变长。光的干涉和衍射现象是光的波动性表现，例如光的干涉现象是指两束光波叠加时产生的明暗条纹现象，光的衍射现象是指光绕过障碍物或小孔后发生的扩散现象。康普顿效应描述的是光子与电子的碰撞过程，而光的干涉和衍射现象是光的波动性表现，两者描述的物理现象不同，因此康普顿效应不能解释光的干涉和衍射现象。8.参考答案：验证光电效应的实验方案如下：①准备一块金属板和一束单色光；②用单色光照射金属板，观察是否有光电子发射；③改变入射光的频率和强度，观察光电子发射的情况；④测量光电子的最大初动能，验证光电效应方程E_k=hν-W_0。解析：本题考查设计验证光电效应规律的实验方案。光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子的现象。验证光电效应规律的实验方案如下：①准备一块金属板和一束单色光；②用单色光照射金属板，观察是否有光电子发射；③改变入射光的频率和强度，观察光电子发射的情况；④测量光电子的最大初动能，验证光电效应方程E_k=hν-W_0。实验步骤