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

章末过关检测(五)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)1.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．2.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.3.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．4.某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10－7m的紫外线照射阴极．已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷电量为1.6×10－19C，普朗克常量为6.63×10－34J·s，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()A．5.3×1014Hz，2.2JB．5.3×1014Hz，4.4×10－19JC．3.3×1033Hz，2.2JD．3.3×1033Hz，4.4×10－19J解析：选B.由c＝νλ、hν＝W＋Ekm、W＝hν.可得极限频率ν0＝Wh＝2.21×1.6×10－196.63×10－34Hz≈5.3×1014Hz.最大初动能Ekm＝hcλ－W＝6.63×10－34×3×1082.5×10－7J－2.21×1.6×10－19J≈4.4×10－19J．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ν1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ν1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ν1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ν1的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，UMK＝0，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ν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ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν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ν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hν－W逸＝12mv2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．9.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λ的光照射阴极板K时，电路中有光电流，则()A．换用波长为λ1(λ1λ)的光照射阴极K时，电路中可能有光电流B．换用波长为λ2(λ2λ)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ν0cλ，虽然λ1λ，即ν1cλ，但ν1可能大于ν0，故波长为λ1时也有可能发生光电效应，而λ2λ，即cλcλ2，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()A．a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)11.(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4×104eV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λ＝hp＝hmeve光子能量式E＝hν＝hcλ联立可得：ve＝Emec＝4×104×1.6×10－199.1×10－31×3×108m/s＝2.34×107m/s.由动能定理得：eU＝12mev2eU＝mev2e2e＝9.1×10－31×（2.34×107）22×1.6×10－19V＝1.56×103V.答案：2.34×107m/s1.56×103V12.(14分)分别用λ和34λ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1∶2.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λ的光照射时：Ek1＝hcλ－W0①当用波长为34λ的光照射时：Ek2＝4hc3λ－W0②又Ek1Ek2＝12③解①②③组成的方程组得：W0＝2hc3λ.答案：2hc3λ13.(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．(h＝6.63×10－34J·s，电子电荷量e＝1.6×10－19C)(1)若高压电源的电压为20kV，求X射线的最短波长；(2)若此时电流表读数为5mA，1s内产生5×1013个平均波长为1.0×10－10m的光子，求伦琴射线管的工作效率．解析：(1)伦琴射线管阴极上产生的热电子在20kV高压加速下获得的动能全部变成X光子的能量，X光子的波长最短．由W＝Ue＝hν＝hcλ得λ＝hcUe＝6.63×10－34×3×1082×104×1.6×10－19m＝6.2×10－11m.(2)高压电源的电功率P1＝UI＝100W，每秒产生X光子的能量P2＝nhcλ＝0.1W效率为η＝P2P1×100%＝0.1%.答案：(1)6.2×10－11m(2)0.1%本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放